1. 典型硬件系统组成
1. 总线
贯穿整个系统的是一组电子管道，称作总线，它携带信息字节并负责在各个部件间传递。
2. I/O设备
I/O（输入/输出）设备是系统与外部世界联系通道。下图包括四个I/O设备：作为用户输入的键盘和鼠标，作为用户输出的显示器，以及用于长期存储数据和程序的磁盘驱动器。
3. 主存
主存是一个临时存储设备，在处理器执行程序时，用来存放程序和程序处理的数据。从物理上来说，主存是由一组动态随机存取存储器芯片组成的。逻辑上来说，存储器是一个线性字节数组，每个字节都有其唯一的地址（数组索引）。
4. 处理器
处理器（CPU）是解释（执行）存储在主存中指令的引擎。
程序计数器（PC）指向主存中某条机器语言指令（即含有该条指令的地址）。
寄存器文件由一些单个字长的寄存器组成，每个寄存器都有唯一的名字。
ALU（算数/逻辑单元） 计算新的数据和地址值。
下面是CPU在指令的要求下可能会执行的一些简单操作：
- 加载：从主存复制一个字节或者一个字到寄存器，以覆盖寄存器原来的内容
- 存储：从寄存器复制一个字节或者一个字到主存的某个位置，以覆盖这个位置上原来的内容
- 操作：把两个寄存器的内容复制到ALU，ALU对这两个字做算术运算，并将结果存放到一个寄存器中，以覆盖寄存器中原来的内容
- 跳转：从指令本身中抽取一个字，并将这个字复制到程序计数器（PC）中，以覆盖PC中原来的值
2. 存储器层次结构
3. 计算机系统抽象表示
所有应用程序对硬件的操作尝试都必须通过操作系统。其有两个基本功能：（1）防止硬件被失控的应用程序滥用（2）向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而又通常大不相同的低级硬件设备。
文件是对I/O设备的抽象，虚拟内存是对程序存储器的抽象，而进程是对一个正在运行的程序的抽象，虚拟机是对整个计算机的抽象。
3.1 进程
在一个操作系统上，可以同时运行多个进程，而每个进程都好像在独占的使用硬件。而并发运行，则是说一个进程的指令和另一个进程的指令是交错运行的。操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换。上下文保存很多信息，比如PC和寄存器文件的当前值，以及主存的内容。
