計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，它們協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。硬件是計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體，包括中央處理器（CPU）、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備等；軟件則是運(yùn)行在硬件上的程序和數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。
計(jì)算機(jī)硬件核心組件包括：
- 中央處理器（CPU）：負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)
- 內(nèi)存（RAM）：臨時(shí)存儲正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)
- 存儲設(shè)備：長期保存數(shù)據(jù)和程序
- 輸入設(shè)備：如鍵盤、鼠標(biāo)，用于接收外部信息
- 輸出設(shè)備：如顯示器、打印機(jī)，用于展示處理結(jié)果
- 系統(tǒng)總線：連接各硬件組件的數(shù)據(jù)通道
指令執(zhí)行過程主要分為以下幾個(gè)階段：
取指階段（Instruction Fetch）：
CPU從內(nèi)存中讀取下一條要執(zhí)行的指令。程序計(jì)數(shù)器（PC）保存當(dāng)前指令地址，控制單元通過地址總線將地址發(fā)送到內(nèi)存，內(nèi)存返回指令內(nèi)容到指令寄存器（IR）。
譯碼階段（Instruction Decode）：
控制單元解析指令寄存器中的指令，確定需要執(zhí)行的操作類型和操作數(shù)。這包括識別操作碼和確定所需的寄存器或內(nèi)存地址。
執(zhí)行階段（Execute）：
算術(shù)邏輯單元（ALU）根據(jù)譯碼結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)操作。這可能包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)移動或地址計(jì)算等。
訪存階段（Memory Access）：
如果指令需要訪問內(nèi)存（如加載或存儲數(shù)據(jù)），在此階段完成內(nèi)存讀寫操作。
寫回階段（Write Back）：
將執(zhí)行結(jié)果寫入指定的寄存器或內(nèi)存位置，同時(shí)更新程序計(jì)數(shù)器，指向下一條要執(zhí)行的指令。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)采用流水線技術(shù)，使這些階段能夠并行執(zhí)行，大大提高指令執(zhí)行效率。緩存技術(shù)的引入減少了CPU等待內(nèi)存數(shù)據(jù)的時(shí)間，進(jìn)一步提升了整體性能。
計(jì)算機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件：
系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、編譯器等，負(fù)責(zé)管理硬件資源和提供基礎(chǔ)服務(wù)；應(yīng)用軟件則是為解決特定問題而設(shè)計(jì)的程序，如辦公軟件、游戲等。
軟硬件之間通過指令集架構(gòu)（ISA）建立聯(lián)系，軟件發(fā)出的指令最終由硬件執(zhí)行，這種分層設(shè)計(jì)使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)既靈活又高效。
