计算机系统的硬件组成

1.总线：贯穿整个系统的管道，用于在各个组件中传递定长的字节块（字）。字长在不同系统中各不相同，要么是4个字节（32位），要么是8个字节（64位）。

2.I/O设备：是系统与外界的连接通道，例如：鼠标、键盘、显示器、磁盘等等。每个I/O设备连接I/O总线都需要一个控制器或者适配器，用于在I/O设备和I/O总线间传递信息。(控制器和适配器的区别在于他们的封装方式)

3.主存：主存是一个临时的存储设备，用于存储CPU执行程序时的程序和处理的数据。物理上来讲，它是一组动态随机存取存储器芯片，逻辑上讲，存储器是一个线性的字节数组，每个字节都有唯一的地址（数组索引）。

4.寄存器文件：多个寄存器组成的阵列。用于CPU和运算部件之间存储暂存数据。

5.处理器：*处理单元（CPU）。是解释存储在主存中指令的引擎。核心是程序计数器（PC），一个大小为一个字的存储设备（或寄存器）。在任何时刻，PC都指向主存中的某条机器语言指令(指含有指令的地址)。从通电开始，CPU就不停的执行程序计数器指向的指令，再更新程序计数器，指向下一条指令。整个过程，CPU会执行很多的简单步骤，例如：

• 加载：从主存复制一个字节或者字到寄存器，覆盖寄存器原来的内容
• 存储：从寄存器复制一个字节或字到主存的某个位置，覆盖这个位置上原来的内容
• 操作：将两个寄存器的内容复制到ALU（运算单元，执行算术运算和逻辑运算），对两个字做算术运算，并将结果放到一个寄存器中，覆盖原来的内容
• 跳转：从指令中抽取一个字，复制到程序计数器中，覆盖原来的内容

详细的执行步骤

以一个简单的例子来解释，假设计算机中存在一个hello可执行文件，我们在shell（命令解释器）中调用它，最后会在显示器打印hello, world的字符串。这中间发生了什么呢？

1.shell程序等待我们输入命令，我们在键盘输入./hello后，shell程序将字符逐一读入寄存器中，再将其放入内存中：

2.当我敲了回车键后，shell知道我们已经结束了命令的输入，然后将hello目标文件的代码和数据从磁盘复制到主存中。

3.一旦hello文件中的代码和数据被加载到了主存中，CPU就开始执行程序里的main程序的机器语言指令。这些指令将hello, world字符串从主存中复制到寄存器文件，再从寄存器文件复制到显示设备，展示到屏幕上。