一、计算机的层次结构
计算机系统由硬件和软件两大部分所构成，而如果按功能再细分，可分为7层。
第零级是硬联逻辑级，这是计算机的内核，由门，触发器等逻辑电路组成。
第一级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序，一般是直接由硬件直接执行的。
第二级是传统机器级，这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。
第三级是操作系统级，从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。
第四级是汇编语言级，这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。
第五级是高级语言级，这集的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。
第六级是应用语言级，这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级语言就是各种面向问题的应用语言。
把计算机系统按功能分为多级层次结构，就是有利于正确理解计算机系统的工作过程，明确软件，硬件在计算机系统中的地位和作用。
二、存储器地址和单元的关系
存储器地址（Memory address）是存储器中存储单元的编号。由于存储器中存储单元数量很多，为了进行查找，需要给每个存储单元赋予一个存储器地址。存储器地址是存储器中存储单元的编号。
三、总线及分类
（1）总线：是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。
（2）1、按数据传输格式：串行总线与并行总线
2、按总线功能：片内总线、系统总线、通信总线
3、按时序控制方式：同步总线、异步总线
四、总线特性及性能指标
（1）总线特性：
- 机械特性：尺寸、形状、管脚数、排列顺序
- 电气特性：传输方向和有效的电平范围
- 功能特性：每根传输线的功能(地址、数据、控制)
- 时间特性：信号的时序关系
（2）总线性能指标
1、总线的传输周期(总线周期)
一次总线操作所需的时间（包括申请阶段、 寻址阶段、传输阶段和结束阶段），通常 由若干个总线时钟周期构成。
2、 总线时钟周期
即机器的时钟周期。计算机有一个统一的时钟，以控制整个计算机的各个部件，总线也要受此时钟的控制。
3、总线的工作频率
总线上各种操作的频率，为总线周期的倒数。 若总线周期=N个时钟周期，则总线的工作频率=时钟频率/N。 实际上指一秒内传送几次数据。
4、总线的时钟频率
即机器的时钟频率，为时钟周期的倒数。 若时钟周期为T，则时钟频率为1/T。 实际上指一秒内有多少个时钟周期。
5、总线宽度
又称为总线位宽，它是总线上同时能够传输的数据位数， 通常是指数据总线的根数，如32根称为32位（bit）总线。
总线带宽=总线工作频率×总线宽度(bit/s)=总线工作频率×(总线宽度/8)(B/s)
6、总线带宽
可理解为总线的数据传输率，即单位时间内总线上可传输数据的位数，通常用每秒钟传送信息的字节数来衡量，单位可用字节/秒（B/s）表示。
7、总线复用
总线复用是指一种信号线在不同的时间传输不同的信息。可以使用较少的线传输更多的信息，从而节省了空间和成本。
8、信号线数
地址总线、数据总线和控制总线 3种总线数的总和称为信号线数。
五、总线结构 : 单总线结构、双总线结构和三总线结构
（1）单总线结构：它是一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，各大部件之间的所有的信息传送都通过这组总线。
（2）双总线结构有两条总线，一条是主存总线，用于CPU、主存和通道之间进行数据传送；另一条是 I/O 总线，用于多个外部设备与通道之间进行数据传送。
（3）三总线结构是在计算机系统各部件之间采用3条各自独立的总线来构成信息通路，这3条总线分别为主存总线、I/O 总线和直接内存访问DMA总线。
六、总线连接方式：串行传送、并行传送和分时传送
1、串行传送
当信息以串行方式传送时，只有一条传输线，且采用脉冲传送。
在串行传送时，按顺序来传送表示一个数码的所有二进制位(bit)的脉冲信号，每次一位，通常以第一个脉冲信号表示数码的最低有效位，最后一个脉冲信号表示数码的最高有效位。
在串行传送时，被传送的数据需要在发送部件进行并－－串变换，这称为拆卸；而在接收部件又需要进行串－－并变换，这称为装配。
2、并行传送
用并行方式传送二进制信息时，对每个数据位都需要单独一条传输线。信息有多少二进制位组成，就需要多少条传输线，从而使得二进制数“0”或“1”在不同的线上同时进行传送。
并行传送一般采用电位传送。由于所有的位同时被传送，所以并行数据传送比串行数据传送快得多。
3、分时传送
分时传送的两种概念：
•一种是采用总线复用方式，某个传输线上既传送地址信息，又传送数据信息。为此必须划分时间片，以便在不同的时间间隔中完成传送地址和传送数据的任务。
•另一种概念是共享总线的部件分时使用总线。
七、总线的控制：链式查询方式、计数定时查询方式和独立请求方式
（1）链式查询方式只需1根总线请求线(BR)、1根总线忙线(BS)和1根总线同意线(BG)。BG线像链条一样,串联所有的设备,设备的优先级是固定的,结构简单,容易扩充设备，但对电路故障十分敏感,一旦第i个设备的接口电路有故障,则第i个设备以后的设备都不能进行工作。
（2）计数器定时查询方式的总线请求( BR)和忙(BS)线是各设备共用的,但还需lbN(N为设备数)根设备地址线实现查询。设备的优先级可以不固定,控制比链式查询复杂,电路故障不如链式查询方式敏感。
（3）独立请求方式控制线数量多,N个设备共有N根总线请求线和N根总线同意线,总线仲裁线路更复杂。但响应时间快,且设备优先级的次序控制灵活,可以预先固定,也可通过程序来改变优先次序,还可在必要时屏蔽某些设备的请求。
八、总线的通信：同步通信和异步通信
（1）同步通信：部件间的信息传送由定带宽，定距的系统时标同步。信息的传送速率高，受总线长度的影响小，始终在总线上的时滞可能造成同步误差，时钟上的干扰信号易引起误同步
（2）异步通信：由于I/O总线一般是为有不同速度的许多I/O设备所共享，因此易采用异步通信。异步通信又分为单向控制和请求/回答双向控制。