簡介
計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等五個邏輯部件組成
運算器
運算器由算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀态寄存器、通用寄存器組等組成。算術邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數據來自存儲器；處理後的結果數據通常送回存儲器，或暫時寄存在運算器中。與Control Unit共同組成了CPU的核心部分。
控制器
控制器（Control Unit），是整個計算機系統的控制中心，它指揮計算機各部分協調地工作，保證計算機按照預先規定的目标和步驟有條不紊地進行操作及處理。控制器從存儲器中逐條取出指令，分析每條指令規定的是什麼操作以及所需數據的存放位置等，然後根據分析的結果向計算機其它部件發出控制信号，統一指揮整個計算機完成指令所規定的操作。計算機自動工作的過程，實際上是自動執行程序的過程，而程序中的每條指令都是由控制器來分析執行的，它是計算機實現“程序控制”的主要設備。
通常把控制器與運算器合稱為中央處理器（Central Processing Unit，CPU）。工業生産中總是采用最先進的超大規模集成電路技術來制造中央處理器，即CPU芯片。它是計算機的核心設備。它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響。
硬件系統的核心是中央處理器（Central Processing Unit，簡稱 CPU）。它主要由控制器、運算器等組成，并采用大規模集成電路工藝制成的芯片，又稱微處理器芯片。
存儲器
存儲器（Memory）是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（内存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和内部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光盤等，能長期保存信息。内存指主闆上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用于暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丢失。
輸入設備
向計算機輸入數據和信息的設備。是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸入設備是用戶和計算機系統之間進行信息交換的主要裝置之一。鍵盤，鼠标，攝像頭，掃描儀，光筆，手寫輸入闆，遊戲杆，語音輸入裝置等都屬于輸入設備。輸入設備（InputDevice）是人或外部與計算機進行交互的一種裝置，用于把原始數據和處理這些數的程序輸入到計算機中。計算機能夠接收各種各樣的數據，既可以是數值型的數據，也可以是各種非數值型的數據，如圖形、圖像、聲音等都可以通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。
輸出設備
輸出設備（Output Device）是計算機的終端設備，用于接收計算機數據的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設備操作等。也是把各種計算結果數據或信息以數字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。
中央處理器
中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），由運算器和控制器組成，是任何計算機系統中必備的核心部件計算機硬件。CPU由運算器和控制器組成，分别由運算電路和控制電路實現。運算器是對數據進行加工處理的部件，它在控制器的作用下與内存交換數據，負責進行各類基本的算術運算、邏輯運算和其他操作。在運算器中含有暫時存放數據或結果的寄存器。運算器由算術邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，ALU）、累加器、狀态寄存器和通用寄存器等組成。ALU是用于完成加、減、乘、除等算術運算，與、或、非等邏輯運算以及移位、求補等操作的部件。
控制器是整個計算機系統的指揮中心，負責對指令進行分析，并根據指令的要求，有序地、有目的地向各個部件發出控制信号，使計算機的各部件協調一緻地工作。控制器由指令指針寄存器、指令寄存器、控制邏輯電路和時鐘控制電路等組成。
寄存器也是CPU的一個重要組成部分，是CPU内部的臨時存儲單元。寄存器既可以存放數據和地址，又可以存放控制信息或CPU工作的狀态信息。
并行處理通常把具有多個CPU同時去執行程序的計算機系統稱為多處理機系統。依靠多個CPU同時并行地運行程序是實現超高速計算的一個重要方向。
CPU品質的高低，直接決定了一個計算機系統的檔次。反映CPU品質的最重要指标是主頻和數據傳送的位數。主頻說明了CPU的工作速度，主頻越高，CPU的運算速度越快。常用的CPU主頻有1.5GHz、2.0GHz、2.4GHz等。
CPU傳送數據的位數是指計算機在同一時間能同時并行傳送的二進制信息位數。常說的16位機、32位機和64位機，
是指該計算機中的CPU可以同時處理16位、32位和64位的二進制數據。286機是16位機，386機是32位機，486機是32位機，Pentium機是64位機。随着型号的不斷更新，微機的性能也不斷提高。
内存
計算機系統的一個重要特征是具有極強的“記憶”能力，能夠把大量計算機程序和數據存儲起來。存儲器是計算機系統内最主要的記憶裝置，既能接收計算機内的信息（數據和程序），又計算機硬件能保存信息，還可以根據命令讀取已保存的信息。存儲器按功能可分為主存儲器（簡稱主存）和輔助存儲器（簡稱輔存）。主存是相對存取速度快而容量小的一類存儲器，輔存則是相對存取速度慢而容量很大的一類存儲器。
主存儲器，也稱為内存儲器（簡稱内存），内存直接與CPU相連接，是計算機中主要的工作存儲器，當前運行的程序與數據存放在内存中。現代的内存儲器多半是半導體存儲器，采用大規模集成電路或超大規模集成電路器件。内存儲器按其工作方式的不同，可以分為随機存取存儲器（簡稱随機存儲器或RAM）和隻讀存儲器（簡稱ROM）。
随機存儲器允許随機的按任意指定地址向内存單元存入或從該單元取出信息，對任一地址的存取時間都是相同的。由于信息是通過電信号寫入存儲器的，所以斷電時RAM中的信息就會消失。計算機工作時使用的程序和數據等都存儲在RAM中，如果對程序或數據進行了修改之後，應該将它存儲到外存儲器中，否則關機後信息将丢失。通常所說的内存大小就是指RAM的大小，一般以MB或GB為單位。
隻讀存儲器是隻能讀出而不能随意寫入信息的存儲器。ROM中的内容是由廠家制造時用特殊方法寫入的，或者要利用特殊的寫入器才能寫入。當計算機斷電後，ROM中的信息不會丢失。當計算機重新被加電後，其中的信息保持原來的不變，仍可被讀出。ROM适宜存放計算機啟動的引導程序、啟動後的檢測程序、系統最基本的輸入輸出程序、時鐘控制程序以及計算機的系統配置和磁盤參數等重要信息。
輔助存儲器也稱為外存儲器（簡稱外存），計算機執行程序和加工處理數據時，外存中的信息按信息塊或信息組先送入内存後才能使用，即計算機通過外存與内存不斷交換數據的方式使用外存中的信息。
外存
PC常用的外存是軟磁盤（簡稱軟盤）和硬磁盤（簡稱硬盤），但是光盤、U盤、移動硬盤的使用也越來越普及。下面介紹常用的外存。
硬盤
從數據存儲原理和存儲格式上看，硬盤與軟盤完全相同。但硬盤的磁性材料是塗在金屬、陶瓷或玻璃制成的硬盤基片上，而軟盤的基片是塑料的。硬盤的轉速和容量會影響讀寫速度和系統運行速度，所以好的軟盤便更有耐久性。硬盤相對軟盤來說，主要是存儲空間比較大，有的硬盤容量已在2TB以上。硬盤大多由多個盤片組成，此時，除了每個盤片要分為若幹個磁道和扇區以外，多個盤片表面的相應磁道将在空間上形成多個同心圓柱面。
光盤
用于計算機系統的光盤有三類：隻讀光盤（CD-ROM）、一次寫入光盤（CD-R）和可擦寫光盤（CD-RW）等。
輸入設備
現代的計算機能夠接收各種各樣的數據，既可以是數值型的數據，也可以是各種非數值型的數據，如圖形、圖像、聲音等都可以通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。計算機的輸入設備按功能可分為下列幾類：
（1）字符輸入設備：鍵盤；
（2）光學閱讀設備：光學标記閱讀機，光學字符閱讀機；
（3）圖形輸入設備：鼠标器、操縱杆、光筆；
（4）圖像輸入設備：攝像機、掃描儀、傳真機；
（5）模拟輸入設備：語言模數轉換識别系統。
下面介紹目前最常用的兩種輸入設備即鍵盤和鼠标器，并簡要說明其他輸入設備的功能。
鍵盤
鍵盤（Keyboard）是常用的輸入設備，它是由一組開關矩陣組成，包括數字鍵、字母鍵、符号鍵、功能鍵及控制鍵等。每一個按鍵在計算機中都有它的惟一代碼。當按下某個鍵時，鍵盤接口将該鍵的二進制代碼送入計算機主機中，并将按鍵字符顯示在顯示器上。當快速大量輸入字符，主機來不及處理時，先将這些字符的代碼送往内存的鍵盤緩沖區，然後再從該緩沖區中取出進行分析處理。鍵盤接口電路多采用單片微處理器，由它控制整個鍵盤的工作，如上電時對鍵盤的自檢、鍵盤掃描、按鍵代碼的産生、發送及與主機的通訊等。
鼠标器
鼠标器（Mouse）是一種手持式屏幕坐标定位設備，它是适應菜單操作的軟件和圖形處理環境而出現的一種輸入設備，特别是在現今流行的Windows圖形操作系統環境下應用鼠标器方便快捷。常用的鼠标器有兩種，一種是機械式的，另一種是光電式的。
機械式鼠标器的底座上裝有一個可以滾動的金屬球，當鼠标器在桌面上移動時，金屬球與桌面摩擦，發生轉動。金屬球與四個方向的電位器接觸，可測量出上下左右四個方向的位移量，用以控制屏幕上光标的移動。光标和鼠标器的移動方向是一緻的，而且移動的距離成比例。
光電式鼠标器的底部裝有兩個平行放置的小光源。這種鼠标器在反射闆上移動，光源發出的光經反射闆反射後，由鼠标器接收，并轉換為電移動信号送入計算機，使屏幕的光标随之移動。其他方面與機械式鼠标器一樣。
鼠标器上有兩個鍵的，也有三個鍵的。最左邊的鍵是拾取鍵，最右邊的鍵為消除鍵，中間的鍵是菜單的選擇鍵。由于鼠标器所配的軟件系統不同，對上述三個鍵的定義有所不同。一般情況下，鼠标器左鍵可在屏幕上确定某一位置，該位置在字符輸入狀态下是當前輸入字符的顯示點；在圖形狀态下是繪圖的參考點。在菜單選擇中，左鍵（拾取鍵）可選擇菜單項，也可以選擇繪圖工具和命令。當作出選擇後系統會自動執行所選擇的命令。鼠标器能夠移動光标，選擇各種操作和命令，并可方便地對圖形進行編輯和修改，但卻不能輸入字符和數字。
其他輸入設備
以上對常用的鍵盤和鼠标作了介紹，下面簡要說明另外幾種輸入設備的功能和基本工作原理。
光學标記閱讀機是一種用光電原理讀取紙上标記的輸入設備，常用的有條碼讀入器和計算機自動評卷記分的輸入設備等。
圖形（圖像）掃描儀是利用光電掃描将圖形（圖像）轉換成像素數據輸入到計算機中的輸入設備。目前一些部門已開始把圖像輸入用于圖像資料庫的建設中。如人事檔案中的照片輸入，公安系統案件資料管理，數字化圖書館的建設，工程設計和管理部門的工程圖管理系統，都使用了各種類型的圖形（圖像）掃描儀。
正在研究使計算機具有人的“聽覺”和“視覺”，即讓計算機能聽懂人說的話，看懂人寫的字，從而能以人們接收信息的方式接收信息。為此，人們開辟了新的研究方向，其中包括模式識别、人工智能、信号與圖像處理等，并在這些研究方向的基礎上産生了語言識别、文字識别、自然語言理解與機器視覺等研究方向。語言和文字輸入技術的實質是使計算機從語言的聲波及文字的形狀領會到所聽到的聲音或見到的文字的含義，即對聲波與文字的識别。
輸出設備
輸出設備（OutputDevice）是人與計算機交互的一種部件，用于數據的輸出。它把各種計算結果數據或信息以數字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。常見的有顯示器、打印機、繪圖儀、影像輸出系統、語音輸出系統、磁記錄設備等。
顯示器
顯示器（Display）是計算機必備的輸出設備，常用的有陰極射線管顯示器、液晶顯示器和等離子顯示器。陰極射線管顯示器（簡稱CRT）由于其制造工藝成熟，性能價格比高，至今占據顯示器市場的主導地位。随着液晶顯示器（簡稱LCD）技術的逐步成熟，開始在市場上嶄露頭角。
陰極射線管顯示器可分為字符顯示器和圖形顯示器。字符顯示器隻能顯示字符，不能顯示圖形，一般隻有兩種顔色。圖形顯示器不僅可以顯示字符，而且可以顯示圖形和圖像。圖形是指工程圖，即由點、線、面、體組成的圖形；圖像是指景物圖。不論圖形還是圖像在顯示器上都是由像素（光點）所組成。顯示器屏幕上的光點是由陰極電子槍發射的電子束打擊熒光粉薄膜而産生的。彩色顯示器的顯像管的屏幕内側是由紅、綠、藍三色磷光點構成的小三角形（像素）發光薄膜。由于接收的電子束強弱不同，像素的三原色發光強弱就不同，就可以産生一個不同亮度和顔色的像素。當電子束從左向右、從上而下地逐行掃描熒光屏，每掃描一遍，就顯示一屏，稱為刷新一次，隻要兩次刷新的時間間隔少于0.01s，則人眼在屏幕上看到的就是一個穩定的畫面。
顯示器是通過“顯示接口”及總線與主機連接，待顯示的信息（字符或圖形圖像）是從顯示緩沖存儲器（一般為内存的一個存儲區，占16kB）送入顯示器接口的，經顯示器接口的轉換，形成控制電子束位置和強弱的信号。受控的電子束就會在熒光屏上描繪出能夠區分出顔色不同、明暗層次的畫面。顯示器的兩個重要技術指标是：屏幕上光點的多少，即像素的多少，稱為分辨率；光點亮度的深淺變化層次，即灰度，可以用顔色來表示。分辨率和灰度的級别是衡量圖像質量的标準。
常用的顯示接口卡有多種，如CGA卡、VGA卡、MGA卡等。以VGA(VideoGraphicsArray)視頻圖形顯示接口卡為例，标準VGA顯示卡的分辨率為640×480，灰度是16種顔色；增強型VGA顯示卡的分辨率是800×600、960×720，灰度可為256種顔色。所有的顯示接口卡隻有配上相應的顯示器和顯示軟件，才能發揮它們的最高性能。
打印機
打印機（Printer）是計算機最基本的輸出設備之一。它将計算機的處理結果打印在紙上。打印機按印字方式可分為擊打式和非擊打式兩類。擊打式打印機是利用機械動作，将字體通過色帶打印在紙上，根據印出字體的方式又可分為活字式打印機和點陣式打印機。
活字式打印機是把每一個字刻在打字機構上，可以是球形、菊花瓣形、鼓輪形等各種形狀。點陣式打印機（dotmatrixprinter）是利用打印鋼針按字符的點陣打印出字符。每一個字符可由m行×n列的點陣組成。一般字符由7×8點陣組成，漢字由24×24點陣組成。點陣式打印機常用打印頭的針數來命名，如9針打印機、24針打印機等。
非擊打式打印機是用各種物理或化學的方法印刷字符的，如靜電感應，電灼、熱敏效應，激光掃描和噴墨等。其中激光打印機（LaserPrinter）和噴墨式打印機（InkjetPrinter）是目前最流行的兩種打印機，它們都是以點陣的形式組成字符和各種圖形。激光打印機接收來自CPU的信息，然後進行激光掃描，将要輸出的信息在磁鼓上形成靜電潛像，并轉換成磁信号，使碳粉吸附到紙上，加熱定影後輸出。噴墨式打印機是将墨水通過精制的噴頭噴到紙面上形成字符和圖形的。
