计算机组成指的是系统结构的逻辑实现，包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。主要分为五个部分：控制器，运算器，存储器，输入设备，输出设备。
计算机的由来
第一台真正意义上的电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Compute）是在美国宾夕法尼亚大学诞生的，标志着信息时代的到来。ENIAC长30.48米，宽6米，高2.4米，占地面积约170平方米，30个操作台，重达30英吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。它包含了17,468根真空管，电子管7,200根晶体二极管，1,500 个中转，70,000个电阻器，10,000个电容器，1500个继电器，6000多个开关，计算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、手工计算的20万倍。
冯·诺依曼计算机（von Neumann machine），使用冯·诺伊曼体系结构的电子数字计算机。他的精髓贡献是二进制思想与程序内存思想。
冯诺依曼：现代电子计算机与博弈论的重要创始人，被后人称为现代计算机之父、博弈论之父。
图灵：英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学与人工智能之父，以他名字命名的图灵奖被喻为计算机界的诺贝尔奖。
冯诺伊曼机的特点
- 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
- 数据和指令均以二进制代码表示，二进制的采用极大简化了逻辑电路。
- 引进存储程序的概念，采用存储程序的方式，程序和数据都放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器中进行运算，即由指令组成的程序是可修改的。
- 指令由操作码和地址码组成。
- 指令在存储器中顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，指令地址一般按顺序递增，但可按运算结果或外部条件而改变。
计算机的发展
根据组成计算机的元器件分四代
- 电子管计算机时代（1946第一台计算机到50年代后期）
- 晶体管计算机时代（50年代中期到60年代后期）
- 集成电路计算机时代（60年代中期到70年代前期）
- 大规模和超大规模集成电路时代（70年代初）
根据能处理的对象发展
按所能处理的对象出现的先后顺序为：数值——字符——图像、图形、声音——动画、音频、视频——感觉、知识。
计算机特点
- 计算速度快
- 自动化程度高（与日常使用袖珍计算器的本质区别）
- 具有高度的灵活性与准确性
- 具有极强的“记忆能力”
- 具有较强的逻辑判断能力
- 具有高性能的实时通讯能力
- 具有直观灵活的表项能力
计算机的应用
- 科学计算
- 数据及事务处理
- 自动控制
- 计算机辅助设计与辅助制造
- 计算机辅助教学
- 逻辑关系加工
- 人工智能
计算机系统的硬件组成
外观上看，计算机由主机和各种外设组成（外部设备又称输出设备），外部信息经输入设备输入主机，由主机分析、加工、处理、再经输出设备输出。最重要的核心部件都安装再主机箱内，其中有主板及安装再主板上的CPU（CPU组成不包含存储器）、内存、插在主板扩展槽上的显卡、声卡、网卡等可选件，另外还有电源、磁盘驱动、关盘驱动器等。
运算器
不同机器的运算结构是不同的，其结构与指令系统、数据类型、运算性能等相关联。
基本功能
运算器用来完成算数运算（加减乘除等）和逻辑运算（与或非移位等），并将运算结果暂存再运算器内。
基本结构
包含算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logical Unit）、寄存器、联通电路。
存储器
基本功能
存储原程序、原数据、运算中间结果；并满足计算机再执行过程中随机访问的执行程序和数据。
工作模式
读/写。
工作原理
按地址访问，读/写数据。
内存储器
又称主存储器（简称内存或主存），存取速度块，容量小，价格贵，内存的常见类型有只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）。
外存储器
又称辅助存储器，存储速度慢、容量大，价格便宜，常见的外存储器有硬盘、软盘、U盘等。
控制器
主机能指令进行译码的部件是控制器
基本功能
产生指令执行过程所需要的控制信号，控制相关功能部件执行相应操作。
控制信号的形成
电平信号，脉冲信号
产生控制信号的依据
指令、状态、时许
控制信号的产生方式
微程序、硬布线
计算机系统的软件组成
软件是指导计算机硬件如何工作的各种程序，以及供程序的数据和相关的文档资料。计算机用户正是通过使用各种软件来操作计算机硬件，从而完成各种功能的。
系统软件
系统软件是指直接控制和协调计算机各部件的最基本的软件，它的目的是提供一个基本的计算机运行环境，系统软件的核心称为操作系统。常见的微机操作系统有：DOS、Windows、Unix、Linux。系统软件还包括编辑程序、诊断程序、调试程序、各种语言处理程序、数据库管理系统程序它们的目的是为程序员开发新程序提供方便。
应用软件
应用软件是为了使用各种专用目的而开发的软件，如图形图像处理软件
计算机辅助教学软件、游戏软件、文字处理软件等，它们再系统软件的支持下工作。
计算机软硬件关系
计算机系统组成原理 一个计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件和软件是相辅相成，缺一不可的。硬件是基础，是大脑，而软件是灵魂，是大脑中的知识。
计算机系统的主要性能指标
字长
字长是计算机能同时处理的二进制的最大位数，其单位是二进制的位（bit）,字长直接关系到计算机的计算精度、速度和功能强度。
存储容量
主要包括内存储器容量、外存储器容量和各种功能缓冲三区。
吞吐量
计算机系统的吞吐量是指单位时间内流入、处理和流出系统的信息的数量。
响应时间
指计算机完成一个任务所花费的全部时间，包括存储器访问时间、磁盘访问时间和I/O访问时间等。
CPU时钟周期与主频
计算机操作的最小时钟单位，通常把定时震荡两相邻脉冲上升沿之间的时间间隔称为一个CPU时钟周期。CPU时钟周期的倒数就称为主频。
CPI
CPI（Clock cycle Per Instruction）表示执行每条计算机指令所需的平均时钟周期。
CPU执行时间
CPU执行时间是指执行程序时实际占用CPU的时间，不包括I/O访问时间和等待时间等。
MIPS
MIPS(Million Instructions Per Second)是CPU每秒可以处理百万条机器指令的数量。
MFLOPS
MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)是CPU每秒钟执行百万次浮点操作的次数。
