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衡量一台微型计算机性能的主要技术指标包含字长、运算速度、存储器容量、外设扩展能力、软件配置等。
1.字长
字长是指计算机对外一次能传送及内部处理数据的最大二进制数码的位数。计算机的字长主要取决于它的数据总线的宽度，而CPU对数据的处理能力及速度取决于它的通用寄存器、ALU及内总线的位数。字长越长，一次所能运算的数据量就越大，数据处理速度就越快。当然，字长越长，计算机的硬件代价也越大。
一般情况下，CPU的内外部数据总线宽度是一致的。但有的CPU为了改进运算性能，加宽了CPU的内部总线宽度，内部数据总线和外部数据总线宽度不一致。如Intel 8088的内部数据总线宽度为16位，外部为8位，称为“准16位”CPU。
2.运算速度
计算机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示。由于不同类型指令的执行时间不同，因而运算速度的计算方法也不同，常用计算方法有：
①根据不同类型指令出现的频度，乘以不同的系数，求得统计平均值，作为运算速度。这时常用每秒钟执行百万条指令数MIPS（Millions of Instruction Per Second）作单位。
②以执行时间最短的指令（如加法指令）为标准来估算速度。
③直接给出CPU的主频和每条指令执行所需的时钟周期。主频一般以MHz为单位。
计算机实际的整机运行速度还与存储器读取速度、硬盘读取速度以及显示驱动电路处理能力等有密切关系，综合考虑各项指标才能正确反映机器的运行情况。
3.内存储器的容量
内存储器，也简称为内存或主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据均存放在内存中。内存的性能指标主要包括存储容量和存取速度。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。例如，运行Windows 95或Windows 98操作系统至少需要16MB的内存容量，Windows XP则需要128MB以上的内存容量，Windows 7和Windows 10需要1GB以上的内存容量，Windows 11则需要4GB以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。
4.外存储器的容量
外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，其主流硬盘的容量为500GB～2TB。
5.外设扩展能力
微型计算机系统配接各种外设的可能性、灵活性和适应性，被称为外设的扩展能力。一台微型计算机系统允许配接多少外设，对于系统接口和软件研制有着重大的影响。在实际应用中，打印机型号、显示屏幕分辨率和外存储器容量等，都是外设配置中需要考虑的问题。
6.软件配置
软件是微型计算机系统的重要组成部分，微型计算机系统中软件配置是否齐全，直接关系到计算机性能的好坏和效率的高低。微型计算机是否有功能很强、能满足应用要求的操作系统和高级语言、汇编语言，是否有丰富的、可供选用的应用软件等，都是在购置微型计算机时需要考虑的。
PC系列微型计算机是指以Intel公司的CPU（或与之兼容的CPU）系列芯片为微处理器的微型计算机，包括PC XT、PC AT、PC 386、PC 486、PC Pentium等。这类微型计算机系统在结构上大体相同，经过不断发展，其功能不断增强，性能不断提高。早期的PC XT使用8088 CPU，只能支持1MB的内存，单任务DOS操作系统。PC AT使用80286CPU，内存物理地址空间可达16MB，支持多任务多用户操作系统。PC 386和PC 486分别采用80386和80486作CPU，内存物理地址空间可达4GB，支持多任务多用户操作系统。PC Pentium则是用Pentium作CPU，其运算速度和功能、性能比PC 386、PC 486又有很大提高，其硬件结构也有了很大发展。随着技术进步，Pentium系列已经历了多次的升级换代。
2005年，Intel公司推出了Pentium Extreme Edition 840的“双核”CPU，揭开了“多核”CPU的序幕。经过多年的发展，目前Intel公司微型计算机的主流CPU是Core系列的i9、i7、i5、i3以及Pentium的高端系列，如G7400。当前，最强劲的CPU是Core i9-12900K，其单核睿频可达到5.5GHz，采用了英特尔的高性能混合架构，配备了16个核心（8P+8E），其中8个是英特尔迄今打造的最高性能CPU核心，即性能核（Performance Core），另外8个是专为满足可扩展多线程工作负载性能要求而设计的能效核（Efficient Core），协调二者的是英特尔硬件线程调度器（Intel Thread Director），可引导操作系统在合适时间将恰当的线程置于相应的内核上，确保这两种全新内核微架构无缝衔接地协同工作，从而逻辑线程数量达到了24线。多线程性能的进步、性能核的快速响应以及DDR5对数据快速传输的支持，同时高达14MB二级缓存、30MB三级缓存，增加了内存容量并降低了延迟，从而让用户在各种应用中都能获得出色性能体验。
不管PC系列微型计算机技术如何变化，从外部看都是由主机和外设组成。主机的核心内容在主机箱内，主要包括CPU、内存、主板、I/O适配器、电源和硬盘等部件。微型计算机的外设种类繁多，典型的外设有键盘、鼠标、摄像头、显示器和打印机等。
1.主板硬件结构
主板（Main Board），又称系统板（System Board）或母板（Mother Board），它安装在机箱内，是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一。如图1-14所示。主板一般为一块多层印刷的矩形电路板，且大都是采用基于CPU的母板结构。上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有CPU插槽、内存插槽、BIOS系统、芯片组、总线扩展插槽（显卡、声卡、网卡等）、外设（硬盘、显示器、键盘、鼠标）接口系统、系统时钟和电源接口等。不同型号的母板，所含元器件的功能类型是差不多的，也就是说，各种PC系列微型计算机母板上的硬件系统功能框图是基本相同的；差别主要在于所用功能元器件的型号、性能、集成规模和它们在板上的排列。
图1-14 主板示意图
随着电子技术的发展，由于电路的集成度大大提高，主板上已经可以集成大多数的功能件，包括声卡、一体化显示卡、网卡、WiFi无线网卡以及各种应用接口。目前已有了除显示器适配卡外，其他主要电路都做在母板上的“一板一卡”式主机体系。原因是显示系统的配置对用户来说以灵活为好，而且显示电路的升级换代也较快。同时，采用独立显卡技术是因为计算机在进行复杂的图像处理时需要图像适配器芯片参与运算处理，这样才能获得快速的运动显示效果，特别是运行游戏等对图像显示有特殊要求的软件时尤为重要。为获得快速的图像处理效果，笔记本计算机也常采用独立显卡模式。
（1）CPU插槽
CPU是主板的核心芯片。早期将CPU直接集成到主板上，这种模式会在CPU损坏时直接导致整个主板无法继续使用。为解决这一矛盾，目前多数主板提供CPU插槽，即CPU不是集成在主板上，而是另外购置，插入CPU插槽中。由于不同规格的CPU需要主板提供不同的技术支持，不同档次的主板为CPU提供不同的相关功能，因此使用时应选择与CPU相匹配的主板。CPU的接口都是针脚式接口，由于CPU接口类型的不同，其插孔数、体积大小和形状不完全一样，所以在主板上设置有与之相对应的插槽类型，使用时应选择与之匹配的插槽。CPU插槽主要分为Socket和Slot两种。
（2）内存插槽
目前微型计算机系统的内存模块都是将多个内存芯片集成在一块小印制电路板上，形成条状结构，称为内存条。主板上提供了内存条所需的内存插槽，内存条插槽数一般为4～8个，主存的容量可以根据用户的需要和系统软件的性能来进行配置。内存条通过金手指（Connecting Finger，即内存条上众多金黄色的导电触片，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”，内存条的所有信号都是通过金手指进行传送的）与主板连接，内存条正反两面都带有金手指，金手指上的导电触片也习惯称为针脚数（Pin）。目前台式机系统主要有单内联内存模块（Single Inline Memory Module，SIMM）、双列直插式存储模块（Dual Inline Memory Module，DIMM）和Rambus公司直插式存储模块（Rambus Inline Memory Module，RIMM）三种类型的内存插槽，而笔记本内存插槽则是在SIMM和DIMM插槽基础上发展而来，基本原理并没有变化，只是在针脚数上略有改变。不同类型的内存插槽针对不同类型的内存，如SIMM插槽多用于早期的FPM和EDD DRAM；DIMM插槽用于SDRAM（Synchronous Dynamic RAM，同步动态内存）与DDR（Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM，双倍速SDRAM），但SDRAM与DDR由于针脚和定位槽不同，并不兼容；RIMM插槽用于Rambus公司生产的RDRAM（Rambus DRAM）。
（3）BIOS系统
BIOS系统里包括BIOS芯片和CMOS RAM芯片。
BIOS（ROM Basic Input and Output System，ROM BIOS）包含了一组例行程序，专门完成开机初始化、系统自检以及系统与外设之间的输入/输出工作等。它为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制，是微型计算机操作系统与硬件之间的一个接口，它本身性能的好坏，是决定主板性能好坏的一个重要标志。BIOS还提供了一个界面，让用户对系统的有关参数进行设置，其设置的信息存储在CMOS RAM芯片中。
CMOS是一种专用的RAM芯片，它靠电池供电（电池的寿命一般在3～5年），其中的信息不会丢失，记录了系统的设置及与系统的运算速度及性能有关的重要数据，系统每次启动都要先读取里面的信息。
（4）芯片组
芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心，起着协调和控制数据在CPU、内存和各部件之间传输的作用。主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，如主板能支持的CPU类型、最高的工作频率和内存最大容量等；芯片组性能的优劣，直接影响了主板性能的好坏与级别的高低。因此常用芯片组的名字来命名主板。
芯片组就是南桥芯片（South Bridge Chips）和北桥芯片（North Bridge Chips）的统称。其中北桥主内，是系统控制芯片，负责CPU和内存和显卡之间的数据交换，提供CPU的类型、主板的系统总线频率、内存类型、容量和性能以及显卡插槽规格等；南桥主外，负责CPU总线以及外设的数据交换，主要管理中低速外设，决定了扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如USB 2.0/1.1、串口、并口、笔记本的VGA输出接口）等。
但Intel公司在2000年推出的i815EP芯片组，采用“加速中心架构”来取代传统的南北桥芯片架构，用内存控制中心（Memory Controller Hub，MCH）代替了北桥芯片，用输入/输出控制中心（I/O Controller Hub，ICH）代替了南桥芯片。
（5）总线扩展插槽
过去主板上仅具备基本工作条件，更多的扩展功能需要加装相应的功能卡，如声卡、显卡和网卡等。因此总线扩展槽是用于扩展微型计算机功能，插接I/O接口卡的插槽，通过扩展槽来添加或增强微型计算机的特性及功能的方法。例如，当主板提供的声卡性能不满意时，可通过增加独立声卡来增强音效。
目前使用的扩展槽的种类有ISA、PCI、AGP和PCI Express等。ISA插槽是基于ISA总线（Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线）的扩展插槽，但其缺点是CPU资源占用太高，数据传输带宽太小，因此该类插槽已经被淘汰。PCI插槽是基于PCI局部总线（Peripheral Component Interconnect，周边元件扩展接口）的扩展插槽，可直接插入声卡、网卡等多种扩展卡来帮助微型计算机实现多种功能。AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）插槽是一种图形加速接口，它既为显示卡提供高达1064MB/s的数据传输速率，又以系统内存为帧缓冲（Frame Buffer），可将纹理数据存储在其中，从而减少了显存的消耗，实现了高速存取，因此有效地解决了3D图形处理的瓶颈问题，专门用于安装AGP显示卡，其速度高于普通的PCI显卡。PCI Express插槽是随着新一代的PCI Express总线而产生，它能为3D视频处理提供比AGP更好的带宽，因此主流主板上显卡接口多转向PCI Express插槽。
（6）外设接口系统
微型计算机的所有外设，无论是机器内部的还是机器外部的，都需要通过专用的输入/输出接口才能完成与CPU之间的数据交换。因此外设接口系统用于连接各种输入/输出设备，如键盘、鼠标和打印机等，主要包括两个串行接口插座、一个并行接口插座、两个USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口插座和两个PS/2接口插座（用于插接键盘和鼠标）。
过去的接口电路品种很多，不同的外设必须连接到与之相匹配的接口上才能使用。自从1996年USB接口被推出并普及应用后，已逐步替代串口和并口，目前大多数外设都采用了USB接口方式连接。USB接口最大的优点是“即插即用”，即该类接口支持热插拔。在开机的情况下，可以安全地连接或断开USB设备。同时USB采用级联方式，通过菊花链链接，一个USB控制器理论上可以链接127个外设，并能智能识别USB链上外设的接入和拆卸。
2.常用I/O适配器
I/O适配器是微型计算机的外设与总线的接口，通过将I/O适配器插入系统主板的总线插槽，外设再连接上I/O接口，实现外设与主机之间的数据交换。
（1）显示适配器
显示适配器也称为显卡，插在主机扩展槽中，主要完成将CPU送出的影像数据经处理后送给显示器显示。随着ISA和PCI总线的发展，出现了ISA和PCI显卡；由于此时PCI总线不能满足3D图形对数据传输率的要求，因此有了AGP和PCI Express总线，对应出现了AGP显卡和PCI Express显卡。
（2）音频卡
音频卡（俗称声卡）是计算机进行声音处理的适配器，是实现声波与数字信号相互转换的一种硬件。它主要完成音乐合成发音、混音及模拟声音信号的输入和输出任务。用户根据使用需求可选择不同质量的声卡。
（3）网络适配器
网络适配器又称网卡或网络接口卡，是计算机联网的必备设备。它插在I/O扩展槽中，主要负责将用户要传递的数据转换为网络上其他设备能够识别的信息，通过网络介质进行传输。常用的网卡有以太网卡、NOVELL网卡、FDDI网卡和ATM网卡等。
（4）硬盘驱动器接口
硬盘驱动器是总线与硬盘间的接口，用于实现主机与硬盘间的数据传送。目前大多数微型计算机采用IDE（Integrated Drive Electronics，集成驱动器电路）接口卡，这类接口具有芯线少，体积小，适用于多磁头、大容量以及小型化硬盘的优点。
3.硬盘
硬盘是微型计算机海量存储的主要存储媒介之一，当前大量普通PC采用的是3.5in
机械硬盘，容量多为500GB～2TB。它是用一块金属圆盘底板制成，一个完整的硬盘由驱动器、控制器和盘片三大部分组成，它们一起被封装在主机箱内。
除传统的机械硬盘外，还有把磁性硬盘和闪存集成到一起的混合硬盘以及SSD固态硬盘。SSD固态硬盘属于Flash Memory，有启动快、快速随机读取、写入速度快、体积小、使用寿命长、不容易损坏以及抗震性强等优点。其读取速度比普通硬盘更快，还能提升计算机性能。如加装SSD固态硬盘作为系统盘的计算机，进入系统时间要比普通的计算机快20%以上。
此外，还有光盘驱动器等作为选配件。随着大容量U盘、移动硬盘的大量使用，光盘驱动器的使用率也大大减少，使用移动光驱提高利用率是更好的选择。
4.输入/输出设备
（1）输入设备
输入设备的作用是把信息送入微型计算机。文字、图形、声音和图像等所表达的信息（程序和数据）都要通过输入设备才能被微型计算机接收。微型计算机上常用的输入设备有键盘、鼠标器和摄像头等。
1）键盘：微型计算机上最基本的部件之一，也是主要输入设备，用来向系统输入数据和命令。
2）鼠标器：鼠标器是一种使光标移动更加方便、更加精密的输入装置，是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器。
3）摄像头：摄像头是一种视频输入设备，通过摄像头在网络上进行有影像的沟通，可用于视频会议、远程监控和网络可视电话等。目前传统摄像头与网络视频技术相结合产生了新一代的网络摄像头，使用该类摄像头，可将影像通过网络传到远端，远端的浏览者只需通过标准的网络浏览器（如IE）即可观看影像。
（2）输出设备
输出设备的作用是接收微型计算机输出的信息。常见的输出设备主要有显示器、打印机等。
1）显示器：显示器是利用视频显示技术制成的最常用输出设备，是人机对话的重要的部件。目前经常使用的是LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）和LED（Light Emitting Diode，发光二极管）显示器。
显示器的重要技术指标有以下几个。
①尺寸和点距：尺寸标志着显示屏的工作面积，点距关系着图像的清晰度。
②分辨率：分辨率是指屏幕上像素光点数。像素光点直径越小，则分辨率越高，若在水平方向排列1920个像素光点，在垂直方向排列1080个像素光点，则它的分辨率为1920×1080像素。
③刷新频率：刷新速度越快，图像越稳定。通常是人眼感觉不闪烁的频率即可。
2）打印机：打印机是一种把字符和图形的编码转换为字符和图形并复制的输出设备。打印机的种类很多，有击打式或非击打式打印机。击打式打印机中使用最普遍的是针式打印机（又称点阵打印机），如税务发票打印机；非击打式打印机目前使用最普遍的是激光打印机和喷墨打印机。目前打印机常用接口有COM接口、LPT接口（LPT接口为打印机专用接口）和USB接口。
随着大规模集成电路的广泛应用，许多大中型计算机中采用的主要技术均可应用于微型计算机中，这些技术包括流水线技术、乱序执行技术、推测执行技术、高速缓冲存储器技术、虚拟存储器技术、超线程技术以及Core微架构系列技术等，这些技术的应用极大地提高了微型计算机的整体性能。
1.流水线技术
流水线（Pipeline）技术是一种将一条指令的执行过程分解为多个操作步骤，并让几条指令的不同操作步骤在时间上重叠，从而实现几条指令并行处理、提高程序运行速度的技术。每一个操作步骤均由一个独立的电路来完成，若干个完成不同操作步骤的电路组成了指令流水线。
流水线技术并没有加速单条指令的执行，每条指令的操作步骤一步也没有少，只是多条指令的不同操作步骤同时执行，总体上加快了指令流速度，缩短了程序执行时间。
16位以上微处理器基本上都采用了流水线技术。80486使用了6级流水线结构。当流水线装满指令时，每个时钟周期平均有一条指令执行完毕，这与汽车生产上的装配流水线非常相似。当流水线深度在5～6级以上时，通常称之为超流水线结构（Superpipelined）。显然，流水线级数越多，每级所花的时间越短，时钟周期就可设计得越短，指令流速度也就越快，指令平均执行时间也就越短。
有的微处理器（如Pentium、Pentium Pro等）在片内集成了两条或多条流水线，平均一个时钟周期可执行一条以上的指令。这种流水线技术称为超标量（Superscalar）设计技术。
流水线技术是通过增加计算机硬件来实现的。例如要能预取指令，就需要增加预取指令的硬件电路和存放预取指令的指令队列缓冲器，使微处理器能把取指令操作和执行指令的操作在时间上重叠起来。
2.乱序执行技术
为了进一步提高处理速度，从Pentium Pro、Pentium Ⅱ和Pentium Ⅲ开始新推出的高档微处理器采用了一种乱序执行技术来支持其超标量和超流水线设计。所谓乱序执行（Out of Order Execution）技术就是允许指令按照不同于程序中指定的顺序发送给执行部件，从而加速程序执行过程的一种先进技术。它本质上是按数据流驱动原理工作的（传统的计算机都是按指令流驱动原理工作的），根据操作数是否准备好来决定一条指令是否立即执行，不能立即执行的指令先搁置一边，而把能立即执行的后续指令提前执行。
乱序执行技术必须以数据流分析和微指令操作数、执行状态和执行结果的缓冲寄存为前提，通过数据流分析，决定哪些微指令已准备好了所有的操作数，并可被发送到执行部件，从而将未执行过的后续指令重新组合为适当的可执行序列。在整个程序运行过程中，这个工作必须不断地、动态地执行。显然，必须为此提供复杂的硬件支持，如重排序缓冲器（Recoder Buffer）和可保留多条已译码微指令的“保留站”及其控制逻辑等。
3.推测执行技术
推测执行技术（或称为预测执行技术）是为了充分发挥流水线技术和乱序执行技术而采取的一种先进技术。
据统计，程序中平均每七条指令就有一条分支转移指令。也就是说，在一个程序区域取六条指令后就有可能要转移到存储器的其他区域去取指令，甚至更短，若流水线的深度较深或并行与超顺序执行的规模较大时，进入流水线与并行执行部件和超顺序执行部件的指令就可能很多，甚至还可能包括一条、多条转移指令，微处理器执行到这些转移指令时，位于这些转移指令后的指令就可能根本不是下一条要执行的指令，下一条要执行的指令甚至可能不在整个流水线中或微处理器内。这时，位于流水线中的指令就会因无用被清除，那么对这些被清除的指令的先前取指与译码等操作就是徒劳的。此时必须根据转移指令重新取指进入流水线、进行译码等操作，微处理器的执行部件也不得不等待一段时间，从而影响整个微处理器的执行速度。
推测执行技术的核心就是微处理器在取指阶段，能预先执行并判断所取指令的下一条指令最有可能的位置，即取指部件就具有部分指令执行功能，做取指的分支预测，保证取指部件所取的指令是按照执行顺序取入，而不是完全按照指令在存储器中的存放顺序取入。
具体来说，分支预测的主要作用就是决定哪一条指令是执行部件最有可能将要执行的。分支预测有动态分支预测与静态分支预测两种。动态分支预测就是当第一次进行一条分支指令预测时，预测可能失败也可能成功，预测信息将被微处理器作为历史保存在分支目标缓冲器（Branch Target Buffer，BTB）中。当再次取指到该分支指令时，便通过这些保存在BTB中的信息进行动态预测是否发生分支转移。动态分支预测用于尽早（在取指阶段而不是在译码阶段）修改指令指针，因此，若预测无误，进入流水线中需要清除的指令数就少，执行的速度就快。如果在BTB中没有关于一条分支指令的历史信息，处理器便在译码阶段对该分支指令通过一种静态分支预测算法进行预测。由于静态分支预测比动态分支预测发生要迟（在译码阶段而不是在取指阶段），因此，在预测失败时需要更多的时钟周期来恢复流水线的重新执行状态。
4.高速缓冲存储器技术
在32位及以上微型计算机中，为了加快处理速度，在CPU与主存储器之间增设了一级或两级高速小容量存储器，称为高速缓冲存储器（Cache）。高速缓冲存储器的存取速度比主存要快一个数量级，大体与CPU的速度相当。CPU在取指令或取操作数时，首先看其是否在高速缓冲存储器中，若在，则直接进行存取操作；不在时才访问主存储器，同时将访问内容及相关数据块赋值到高速缓冲存储器中。指令或操作数在高速缓冲存储器中时，称为“命中”，反之称为“未命中”。
由于相关程序块和数据块一般都按顺序存放，因此，CPU对存储器的访问大都是在相邻的单元中进行，故CPU对高速缓冲存储器存取命中率可在90%以上，甚至高达99%。
高速缓冲存储器及其控制逻辑都是由硬件实现的，例如许多PC 386中装配有32KB或64KB的SRAM作为高速缓冲存储器，并配以82385芯片作为高速缓存控制器；80486微处理器则将82385和8KB高速缓冲存储器集成在微处理器内部；Pentium微处理器不但在内部集成了8KB数据高速缓冲存储器，还集成了8KB指令高速缓冲存储器。第十二代Intel台式机处理器Core i9-12900K微处理拥有8个性能核以及8个能效核，每个性能核都拥有独立的1.25MB二级缓存，能效核每四个核心一组，共享2MB二级缓存；同时性能核、能效核共享三级缓存，因此Core i9-12900K拥有14MB二级缓存，以及30MB三级缓存。高速缓冲存储器对用户或程序员来说是透明的，可不必关心其管理和控制。
5.虚拟存储器技术
虚拟存储器技术是一种通过硬件和软件结合，扩大用户编程用存储空间的技术。它在内存储器和外存储器（硬盘、光盘）之间增加一些的硬件和软件，使两者形成一个有机整体。编程人员在编程序时不用考虑计算机的实际内存容量，可以编写比实际内存容量大得多的程序。程序预先放在外存储器中，在操作系统的统一管理和调度下，按某种置换算法依次调入内存储器被CPU执行。这样，CPU看到的是一个速度接近且容量很大的内存储器。在采用虚拟存储器的计算机中，存在虚地址空间（或逻辑地址空间）和实地址空间（或物理地址空间）两个不同的地址空间。虚地址空间是程序可用的空间，而实地址空间是CPU可访问的内存空间，由CPU地址总线宽度决定。虚地址空间比实地址空间大得多，对80486而言，其虚拟地址空间为2 46 =64TB，实地址空间为2 32 =4GB。
6.超线程技术
超线程技术，最早出现在Pentium 4上，超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高了CPU的运行效率。超线程技术使得Pentium 4单核CPU也拥有较出色的多任务性能，改进后的超线程技术于2008年再次回归到Core i7处理器上，新命名为同步多线程技术（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。多线程是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程以提升整体处理性能。采用多线程技术的应用程序可以更好地利用系统资源，充分利用了CPU的空闲时间片，用尽可能少的时间来对用户的要求做出响应，使得进程的整体运行效率得到较大提高，同时增强了应用程序的灵活性。由于同一进程的所有线程是共享同一内存，所以不需要特殊的数据传送机制，不需要建立共享存储区或共享文件，从而使得不同任务之间的协调操作与运行、数据的交互、资源的分配等问题更加易于解决。对于执行引擎来说，在多线程任务的情况下，就可以掩盖单个线程的延迟问题。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。
7.基于微架构的系列技术
微架构（Micro-Architecture）又称为微处理器体系结构。2006年7月，Intel推出真正基于Core微架构的产品体系，统称Core 2 Duo。Core微架构拥有双核心、64bit指令集、4发射的超标量体系结构（即每个时钟周期可以同时执行4条指令）和乱序执行机制等技术，支持包括SSE4在内的Intel所有扩展指令集，在功耗方面也将比先前产品有大幅下降。其包含了一系列的技术：①宽度动态执行技术（Intel Wide Dynamic Execution）。Core微架构比Pentium架构多拥有1组解码器，共计4组解码器，使每个内核变得更加“宽阔”，这样每个内核就可以同时处理更多的指令。从基础上提升了处理器的运算性能，包括快速十六进制除法器、更快速的操作系统基础支持和增强的Intel虚拟化技术三个部分。②高级智能高速缓存技术（Intel Advanced Smart Cache）。Core微架构采取共享二级缓存的做法，两个内核的一级数据缓存之间可以直接交换数据，并且两个内核共享二级高速缓存，可以最大限度地降低内存负荷以减少能耗，大幅提高了二级高速缓存的命中率。③智能内存访问技术（Intel Smart Memory Access）。此项技术能够对内存读取顺序做出分析，智能地预测和装载下一条指令所需要的数据，这样能够减少处理器的闲置，从而提前载入或预取数据，反映到用户的直接使用体验上，就是大幅提高了执行程序的效率。④智能功率能力技术（Intel Intelligent Power Capability）。此项技术进一步降低功耗，优化电源使用，在制程技术方面做出优化，并采用先进的功率门控技术，可以智能地打开当前需要运行的子系统，而其他部分则处于休眠状态，这样将大幅降低处理器的功耗及发热。同时采取过热保护机制等功耗管理技术，在系统空闲时通过把处理器倍频降低到6倍频以及降低处理器核心电压等措施，有助于节省功耗，降低发热量。⑤高级数字媒体增强技术（Intel Advanced Digital Media Boost）。该技术全面提升了处理器的浮点运算能力，对数字媒体的一系列优化、增强，包括SSE4指令集的加入，使多媒体和显卡应用程序的指令执行速度有效地提高一倍。
此后，Intel公司处理器的微架构从Nehalem、Sandy Bridge、Ivy Bridge、Haswell、Broadwell、Skylake、Cypress Cove，发展到第十二代产品同时包含Golden Cove和Gracemont的混合架构。同时，随着微架构的改进，也发展了与之相匹配的系列技术，大大提升了微处理器的性能。
微型计算机的种类很多，从不同的角度有不同的分类方式，且各种分类方式中又有相互交叉的部分。
1.按结构形式分类
（1）台式计算机
台式机需要放置在桌面上，其主机、键盘、鼠标和显示器都是相互独立的，通过电缆和插头连接在一起。
（2）便携式个人计算机
便携式个人微型计算机又称笔记本电脑，是将主机、硬盘驱动器、键盘、触控板和显示器等部件组装在一起，体积只有手提包大小，并能用蓄电池供电，可以随身携带。
（3）平板计算机
平板计算机是一种以触摸屏作为基本输入设备的便携式、平面板状的个人计算机，此类型的计算机体积更小。
（4）一体化微型计算机
一体化微型计算机的主机与屏幕合为一个整体，比台式计算机节省摆放空间，有触摸式屏幕和非触摸式屏幕之分，当屏幕为非触摸式时，可根据需要配备键盘、鼠标。
2.按微处理器的位数分类
按微处理器的位数，可将微型计算机分为8位微型计算机、16位微型计算机、32位微型计算机和64位微型计算机等。
3.按用途分类
（1）专用机
该类机型功能单一、针对性强、可靠性高、适应性差、结构简单，如军事系统专用计算机、银行系统专用计算机、监控计算机等。
（2）通用机
该类机型功能强大、适应性强，能解决科学计算、数据处理、过程控制等各类问题。如个人台式计算机、单片机等。
4.按原理分类
（1）模拟计算机
该类计算机产生于20世纪30年代，用电流、电压等连续变化的物理量做运算量，所有的处理过程均需模拟电路来实现。其特点是运算速度快、精度差、电路结构复杂。
（2）数字计算机
该类计算机产生于20世纪40年代，是以数字形式的量值在机器内部进行运算和存储的电子计算机。该类计算机精度高、通用性强。
（3）混合计算机
混合计算机集中前两者优点、避免其缺点，一般由数字计算机、模拟计算机和混合接口三部分组成，通过A/D转换和D/A转换将数字计算机和模拟计算机连接在一起，构成完整的混合计算机系统，其中模拟计算机部分承担快速计算的工作，而数字计算机部分则承担高精度运算和数据处理。其特点是运算快、精度高、逻辑和存储能力强、存储容量大。
1.计算机应用领域
目前，计算机的应用可概括为科学计算、数据处理、辅助设计、检测与控制和人工智能等几个主要方面。
（1）科学计算（或称为数值计算）
早期的计算机主要用于科学计算。目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报和航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学和生物控制论等新的学科。
（2）检测与控制
利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据送入计算机进行分析处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引入计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。
（3）数据处理
数据处理是指对各类数据进行采集、存储、整理、统计、加工、检索、传输等一系列活动的统称。数据可以是数字、文字、图形、声音、图像等多种形式。当前常利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，并从大量的、也许是杂乱无章的数据中抽取、推导出有价值、有意义的数据。
（4）计算机辅助设计
1）计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以自动化方式进行辅助设计，大大提高了设计的工作效率，完成质量高，节省人力和物力。目前，此技术已经在电路、机械、土木建筑和服装等设计中得到了广泛的应用，其他设计行业也逐步进入了大量应用阶段。
2）计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机以自动化方式进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期，并且还改善了制造人员的工作条件。
3）计算机辅助测试（CAT）是指利用计算机代替人工进行复杂而大量的测试工作，从而提高了测试效率和可靠性。
4）计算机辅助教学（CAI）指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化教学系统，使学生能够通过辅助教学软件，图文并茂、形象生动、轻松自如地从中学到所需要的知识。
（5）人工智能
人工智能是设计机器人模拟人类智能，实现机器智能。研究人员希望机器人不仅能够做一些繁重烦琐的工业任务或者数理计算，而且希望机器人能够有独立思考的能力。通过图像识别、动作识别、逻辑判断、自然语言的处理和反馈、深层次的数学以及理论思考来体现人工智能。
（6）计算机仿真
在解决和分析一些复杂的问题时，通过数学建模的方式，利用计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿，从而得出数量指标，为决策者提供相关这问题的定量分析结果，作为决策的理论依据。
（7）办公自动化与信息管理
办公自动化是随着将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式。通过这种方式，能实现数字化办公，可简化现有的管理组织结构，在提高效率的基础上，增加协同办公能力，最后实现提高决策效能的目的，并能节约资源。同时，现代社会信息已成为支撑社会经济发展的继物质和能量之后的重要资源，因此信息管理成为目前计算机应用最广泛的一个领域。人们通过信息（如物资管理、报表统计、账目计算等）收集、信息传输、信息加工和信息存储，对信息进行管理，并进一步通过信息分析获得决策支持。近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS），生产企业也开始采用制造资源规划软件（MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI）等。
2.计算机的发展趋势
未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。
（1）巨型化
巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。目前正在研制的巨型计算机其运算速度可达每秒百亿次。
（2）微型化
微型计算机特别是单片机已进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的“心脏”，使仪器设备实现“智能化”。随着微电子技术的进一步发展，笔记本计算机、平板计算机、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。
（3）网络化
随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络已在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。
（4）智能化
计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看”“听”“说”“想”“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。