计算机基本结构为 5 个部分，分别是运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备， 即冯诺依曼模型
内存
程序和数据都是存储在内存，存储的区域是线性的
计算机数据存储中，存储数据的基本单位是字节（byte） ，1 字节等于 8 位（8 bit）。每一个字节都对应一个内存地址
内存的地址是从 0 开始编号的，然后自增排列，最后一个地址为内存总字节数 - 1， 类似于数组
中央处理器
即CPU, 32 位和 64 位 CPU 最主要区别在于一次能计算多少字节数据：
- 32 位 CPU 一次可以计算 4 个字节；
- 64 位 CPU 一次可以计算 8 个字节；
CPU 内部还有一些组件，常见的有寄存器、控制单元和逻辑运算单元等, 控制单元负责控制 CPU 工作，逻辑运算单元负责计算，而寄存器可以分为多种类，每种寄存器的功能又不尽相同
- 通用寄存器，用来存放需要进行运算的数据，比如需要进行加和运算的两个数据。
- 程序计数器，用来存储 CPU 要执行下一条指令「所在的内存地址」，注意不是存储了下一条要执行的指令，此时指令还在内存中，程序计数器只是存储了下一条指令「的地址」。
- 指令寄存器，用来存放当前正在执行的指令，也就是指令本身，指令被执行完成之前，指令都存储在这里
总线
总线是用于 CPU 和内存以及其他设备之间的通信，总线可分为 3 种：
- 地址总线，用于指定 CPU 将要操作的内存地址；
- 数据总线，用于读写内存的数据；
- 控制总线，用于发送和接收信号，比如中断、设备复位等信号，CPU 收到信号后自然进行响应，这时也需要控制总线
当 CPU 要读写内存数据的时候，一般需要通过下面这三个总线：
- 首先要通过「地址总线」来指定内存的地址；
- 然后通过「控制总线」控制是读或写命令；
- 最后通过「数据总线」来传输数据
输入、输出设备
输入设备向计算机输入数据，计算机经过计算后，把数据输出给输出设备
程序执行的基本过程
程序实际上是一条一条指令，所以程序的运行过程就是把每一条指令一步一步的执行起来
- 第一步，CPU 读取「程序计数器」的值，这个值是指令的内存地址，然后 CPU 的「控制单元」操作「地址总线」指定需要访问的内存地址，接着通知内存设备准备数据，数据准备好后通过「数据总线」将指令数据传给 CPU，CPU 收到内存传来的数据后，将这个指令数据存入到「指令寄存器」。
- 第二步，「程序计数器」的值自增，表示指向下一条指令。这个自增的大小，由 CPU 的位宽决定，比如 32 位的 CPU，指令是 4 个字节，需要 4 个内存地址存放，因此「程序计数器」的值会自增 4；
- 第三步，CPU 分析「指令寄存器」中的指令，确定指令的类型和参数，如果是计算类型的指令，就把指令交给「逻辑运算单元」运算；如果是存储类型的指令，则交由「控制单元」执行
指令
指令的内容是一串二进制数字的机器码，每条指令都有对应的机器码，CPU 通过解析机器码来知道指令的内容
类型：
- 数据传输类型的指令，比如
store/load是寄存器与内存间数据传输的指令，mov是将一个内存地址的数据移动到另一个内存地址的指令； - 运算类型的指令，比如加减乘除、位运算、比较大小等等，它们最多只能处理两个寄存器中的数据；
- 跳转类型的指令，通过修改程序计数器的值来达到跳转执行指令的过程，比如编程中常见的
if-else、switch-case、函数调用等。 - 信号类型的指令，比如发生中断的指令
trap； - 闲置类型的指令，比如指令
nop，执行后 CPU 会空转一个周期
