引言：隨著信息技術（IT）的第三次浪潮—物聯網（IoT）發展，計算機已經成為了全球高校的必修課程之一了，特別對於計算機類專業的學生而言更是其必修核心課程之一。由各個國家的高等教育映射出了計算機是我們每一個人必定了解的知識，那您所了解的計算機是否全面呢？
計算機有好幾種分類，比如電子計算機、光計算機、量子計算機、超導計算機和模擬計算機。而我們在日常生活中使用的、常說的、常見的計算機都是電子數字計算機。世界上第一臺電子數字計算機是1946年2月在美國賓夕法尼亞大學誕生的ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）。
我們通常以計算機採用的主要電子器件將計算機劃分為四個發展時代：第一代，1946-1958年，電子管時代，電子管計算機；第二代，1958-1964年，電晶體時代，電晶體計算機；第三代，1964-1971年，小、中規模集成電路時代，SSI\MSI計算機；第四代，1971-至今，大、超大規模集成電路時代，LSI\VLSI計算機。
現在的計算機架構幾乎都是建立在馮諾依曼提出的「儲存程序控制」的計算機結構之上，也就是我們熟知的計算機組成：1、計算機硬體由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備組成；2、計算機內部採用二進位表示指令和數據；3、程序和數據先儲存，在啟動計算機工作。在1951年，英國劍橋大學研製的EDVAC問世，這才是基於馮諾依曼設計思想的第一臺儲存程序計算機。馮諾依曼的「儲存程序控制」概念的提出和實現，是對計算機界最大貢獻。
隨著計算機技術的高速發展，馮諾依曼架構的計算機儲存器訪問成為了瓶頸。就出現了突破這個問題的非馮諾依曼架構計算機，例如數據驅動的數據流計算機、需求驅動的歸約計算機和模式匹配驅動的智能計算機。
馮諾依曼儲存結構也稱為普林斯頓結構，即指令和數據混合一起儲存在同一個存儲器中，共享數據總線，這就限制了CPU不能同時讀取操作數和指令。這在面對高速、實時處理時，就容易造成總線擁堵。為此，哈佛大學提出來新的儲存設計思想，將指令和數據分開儲存，這樣有2組總線，CPU可以同時讀取數據和指令，我們習慣稱這種設計思想為哈佛結構。
目前，許多現代微型計算機中同時採用哈佛儲存結構和普林斯頓儲存結構，即就是將高速緩存器（Cache）採用哈佛結構，而主存儲器（也就是內存）採用普林斯頓結構。這樣將兩者設計思想結合，不僅提高主存儲器的利用率，而且提高了程序執行的效率，縮短指令執行的時鐘周期。
我們知道了計算機的基本組成構件，那個各個部件之間是如何進行連接和協同工作呢？這就是總線（Bus）結構的作用。總線（Bus）就是一組能為多個部件服務的公共信息傳送線路。其最大的特點就是共享和分時。總線經典結構是單總線，所謂單總線並不是一根信號線。單總線分為地址總線（Address Bus）、數據總線（Data Bus）和控制總線（Control Bus），其中地址總線是單向的對根信號線，數據總線是雙方向的多跟信號線，而控制總線也是雙方向的，用於傳輸控制信息的類似資源調度的作用。
一個完整的計算機系統包括著硬體和軟體，所謂硬體就是看得見的實體設備，而軟體通常指各種程序和文件，當然作業系統也是軟體範疇。我們將沒有軟體系統的計算機稱之為「裸機」，沒有任何作用的計算機。硬體和軟體是相輔相成的、不可分割的一個整體。這樣我們在認識計算機，也可以將計算機的硬體和軟體系統當成一個系統進行分析了解。隨著計算機技術的發展，除了硬體和軟體，近年來出現了「固件」概念，特別在嵌入式領域。所謂固件（Firmware）是指儲存在能永久保存信息的器件中的程序，是具有軟體功能的硬體。
固件的出現意味著計算機硬體和軟體的邊界在淡化，兩者在不斷的融合，相互滲透。計算機的世界裡著許許多多有趣的設計思想，你了解多少？對於計算機的工作過程你又了解多少？對於評價一臺計算機的性能指標你知道嘛？歡迎在下方留下您的想法與答案！