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计算机组成原理
计算机组成原理涵盖了计算机从诞生至今的技术发展历程，主要经历了四代变革。第一代计算机使用电子管作为基本组件，特点是体积庞大、能耗高且运算速度慢；第二代采用晶体管，体积减小、能耗降低、速度提升，并开始使用磁芯存储器；第三代计算机使用中小规模集成电路，运算速度提升至每秒数十万至近百万次，同时软件方面出现了多道批处理和分时操作系统；第四代计算机采用超大规模集成电路，集成度飞跃提升，运算速度极大加快，并分化为大型计算机与微型计算机两大发展方向。
计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。运算器负责数据处理，包括算术运算和逻辑运算，且包含寄存器用于暂存数据。控制器负责协调各部件，确保指令的有序执行，含有程序计数器、指令寄存器、指令译码器和控制单元。存储器用于存储程序和数据，分为主存和辅存。输入输出设备则是人机交互的界面，帮助信息的输入与输出。这一模型由冯·诺依曼提出，奠定了现代计算机体系结构的基础。