计算机硬件基础知识

一、计算机硬件组成及功能

内容：计算机可分为平板电脑、笔记本电脑、台式电脑三类，基本组成主要包括电源、主板、CPU、内存、硬盘、声卡、显卡显示器、光驱、键盘、鼠标等。

二、计算机（CPU）常见架构

内容：常用的处理器架构有ARM、x86、MIPS、RISC-V等，按照指令集分为CISC和RISC两种。

1.x86架构：x86架构的处理器采用CISC指令集（复杂指令集计算机），主要分为x86和x86-64两类，目前主流的是x86-64，即64位的处理器。中科曙光海光、上海兆芯、intel和AMD等处理器为x86架构。

2.ARM架构：ARM架构处理器采用RISC指令集（精简指令集），ARM具有低功耗的优势，主要用于手机、工控系统、智能家居、机顶盒等设备。华为麒麟、鲲鹏处理器，天津飞腾处理器，苹果的A系列处理器，高通骁龙处理器均为ARM架构。ARM架构属于ARM公司，该公司只出售IP（技术知识产权），不设计和制造自己的芯片。

3.MIPS架构：MIPS架构处理器采用RISC指令集（精简指令集），主要用于电子产品、网络设备、个人娱乐设备等。MIPS架构1981年由MIPS科技公司开发并授权，我国自主的"龙芯"处理器，为中科院计算所购买了MIPS的永久性结构授权，属于兼容MIPS指令集的自研处理器。

4.RISC-V架构：RISC-V架构是基于精简指令集（RISC）的开源架构，不需要ARM、MIPS那样需要经过授权，目前，国内很多厂商参与了RISC-V生态系统，建立了RISC-V产业联盟，包括了原微电子、紫光展锐、安徽华米、小米等。

三、计算机指令系统（CISC和RISC）知识

内容：CISC的英文全称是complex instruction set computer,既复杂指令系统。RISC的英文全称是reduced instruction set computer,既精简指令系统。CISC兼容性性强，指令繁多，长度可变，由微程序实现。而RISC则指令少，使用频率接近，主要是依靠硬件实现（通用寄存器、硬布线逻辑控制）。

具体区别如下：

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| 指令类型 | 指令 | 寻址方式 | 实现方式 | 其他 |
| CISC | 数量多，使用频率差别大，可变长格式 | 支持多种寻址方式 | 微程序控制技术 | 研制周期长 |
| RISC | 数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存 | 支持方式少 | 增加了通用寄存器；硬布线逻辑控制为主；适合采用流水线 | 优化编译，有效支持高级语言 |