第一章：课程简介

对于下面展示的 计算机硬件 ，相信很多同学都不会陌生。

将 上述硬件 安装到 计算机主板 的相应 插座 或 插槽 中，如下所示：

提醒

① 将 CPU 安装到主板上的 CPU 插座。
② 将 内存条 安装到主板上的 内存插槽。
③ 将 显卡 安装到主板上的 PCIE 接口插槽。
④ 将 固态硬盘 安装到主板上的 M.2 接口插槽。

有过 装机经历 的同学一定知道，还需要给 CPU 安装合适的 风冷散热器 或 水冷散热器 ，再给整个 硬件系统 选择一个 功率合适 的 电源 ，并将 电源 配套提供的 电源线 连接到 主板 上的各种相应的 供电接口 以及 显卡 上的相应 供电接口。

之后，将 上述硬件 安装到一个 通风较好 的 机箱 ，再配上 键盘、鼠标、显示器 等 输入输出设备，就完成了一台计算机硬件的组装。

提醒

地表最强的装机教程：

① 硬件茶谈的装机教程。
② 天才赵德柱的装机教程。

至于接下来，就是给 计算机 安装 操作系统 以及 各类应用软件 了，以便我们可以通过计算机解决实际问题。

即使很多同学 没有 上述 装机 经历，很多同学在迈入大学校园之前的那个暑假，也会 选择 一台心仪的 笔记本电脑，作为自己大学生活的学习或娱乐工具，在选择的过程中，对 CPU、内存、显卡、硬盘 等 计算机硬件，自然而然的会有一定的了解。

即使很多同学，在大一上学期，没有购买自己的台式机或笔记本电脑，也一定会选择一部智能手机；因此，对于 CPU、内存、显卡、硬盘 等 计算机硬件，自然而然的也会有一定的了解。

介绍到这里，相信很多同学会产生这样的疑问？

提醒

① 难道这个课程是用来教如何装机？
② 数码 UP 主的养成？

不要误会，之所以进行上述举例，就是为了表达同学们对于 计算机 实际上一点都不陌生，因为它是我们生活中不可或缺的工具。

重要

① 但是，对于 计算机专业的同学 来说，仅仅知道如何装机、如何安装软件、如何挑选笔记本电脑和智能手机，是远远不够的。
② 我们需要学习的是 计算机底层的工作原理，这也就引出了 《计算机组成原理》 这门课程会围绕 哪些问题 展开。

而上述的这些问题会涉及到哪些计算机硬件以及这些硬件又是如何工作的，我们将在学习 《计算机组成原理》 这门课程中，得到解答。

对于 计算机相关专业 的同学，还需要学习 《操作系统》、《数据结构》等课程，这样同学们就会对 整个计算机系统 有比较深入的理解。

在学习了 《计算机网络》这门课程后，同学们还会对 计算机系统之间 通过 网络互联 有一定的理解。

那么，上述 四门课程 及其 配套教材，就是同学们口中的 四大天书。

然而，这 四门课程 也是 全国硕士研究生入学统一考试 中 计算机课程和技术学科 联考 指定的课程，科目代码 是 408 。

第二章：计算机系统的组成

一般来说，计算机系统由 硬件系统 和 软件系统 组成，如下所示：

提醒

① 为了简单起见，我们可以将 硬件系统 简称为 硬件，而 软件系统 则简称为 软件。
② 硬件 是构成计算机系统的 各种物理装置 的 总称，如：CPU、内存、主板、显卡、固态硬盘、电源、电缆等。
③ 仅仅包含硬件的计算机是无法正常工作的，也没有什么应用价值，只有在 硬件 上运行 软件，才能使得计算机正常运行，并发挥作用。

一般来说，可以将 硬件 划分为 主机 和 外设 两大类，可以将 软件 划分为 系统软件 和 应用软件 两大类。

提醒

① 系统软件：为 管理整个计算机系统 所编写的程序，如：操作系统、数据库管理系统、网络程序、标准程序库、语言处理程序、服务程序。
② 应用软件：为 实现用户应用 所编制的各种程序，如：科学计算、数据处理、过程控制、事务管理。
③ 本课程主要讨论的是 计算机系统的硬件部分的组成 以及 构成计算机硬件的各大部件的基本工作原理，而计算机系统的软件部分会在计算机软件相关课程中进行学习。
④ 我们知道，软件需要在硬件上运行，才能使得计算机正常运行并发挥作用；因此，计算机系统性能的好坏，取决于 硬件功能 和 软件功能 的总和。

第三章：（电子数字）计算机的发展史

3.1 遂古之初，谁传道之？

1936 年，英国数学家 艾伦·麦席森·图灵，如下所示：

在其论文 《论可计算数及其在判定问题上的应用》，如下所示：

提出了一种十分简单，但运算能力极强的理想计算装置，用它可以计算所有能想象到的可计算函数，这一装置只是一种理想的计算模型或者说是一种理想中的计算机，又被称为 图灵机 。

提醒

① 图灵机 有三部分组成：一条带子、一个读写头和一个控制装置，能执行任何给定的计算，即：能够执行任何可能的任务。
② 图灵 的这一思想，实际上奠定了现代计算机的基础，即：现代计算机实际上就是用相应的程序来完成任何设定好的任务 。
③ 1936 年，图灵 在普林斯顿高等研究院进修，遇见了 冯·诺依曼，其对 图灵 的论文极度赞赏，其后来一再强调，他的 存储程序 的思想来源于 图灵 。

1938 年，美国数学家、信息论创始人 伍德·香农，如下所示：

在其论文 《继电器和开关电路的符号分析》，如下所示：

提醒

① 深刻地揭示了 布尔代数 和 开关电路 之间的联系，为 数字电路设计和分析 奠定了坚实的数学基础。
② 这项开创性的研究为 计算机科学、电子工程 与 信息技术的发展 提供了重要的理论支持，对于现代科技的进步产生了深远的影响。

3.2 硬件发展

1937 年 ~ 1945 年，世界上第一台真正意义上的电子计算机，由美国艾奥瓦州立大学物理系副教授 阿塔纳索夫 和当时还是物理系研究生的 贝瑞 合作研制成功，如下所示：

该计算机也被称为 阿塔纳索夫·贝瑞计算机（Atanasoff-Berry Computer，简称 ABC）。

提醒

① 1937 年开始设计，1942 年成功测试。
② 使用了 300 个电子管。
③ 不可编程，仅用于求解线性方程组。
④ 只是一台样机，并没有完全实现 阿塔纳索夫 的构想。

1946 年，莫克利 和 艾克特 基于 ABC 计算机的设计思想，在美国军方的支持以及 冯·诺依曼 等人的帮助下，成功研制出了真正实用的电子数学计算机 ENIAC 。

提醒

① ENIAC 的特点：

特点	描述
占地面积	170 平方米
重量	30 吨
使用电子管数量	18000 个
耗电功率	150 千瓦
运算速度	每秒 5000 次加法运算，每秒 400 次乘法运算和立方运算，正弦和余弦等三角函数

② ENIAC 的主要用途是 弹道参数计算，即：60 秒射程的弹道，计算时间将由原来的 20 分钟缩短到仅需 30 秒。
③ 莫克利 和 艾克特 制造完成 ENIAC 后，就立刻为其申请并获取了美国专利，就是这个专利导致了 ABC 和 ENIAC 之间长期的 世界上第一台电子数字计算机 的头衔之争；1973 年，美国 明尼达地区法院 给出了正式宣判，推翻并撤销了 莫克利 的专利，即：现在国际计算机界公认的事实就是 第一台电子数字计算机的真正发明人是 阿塔纳索夫 。

从 ENIAC 诞生到现在，在这短短的 七十多年 的时间里（2025 - 1946 = 79），伴随着电子器件的发展，电子数字计算机的发展日新月异，大致经历了 电子管时代、晶体管时代、集成电路时代 以及 超大规模集成电路时代，如下所示：

发展阶段	使用器件	运算速度(次/秒)	主存	辅存	特点
第 1 代 (1946 - 1957 )	电子管 / 真空管	几千 - 几万	水银延迟线、磁鼓、磁芯	穿孔卡片、穿孔纸带	1）使用机器语言编程 2）无操作系统
第 2 代 (1958 - 1964 )	晶体管	几十万 - 几百万	磁芯	磁鼓、磁带、磁盘	1）主要使用汇编语言编程，开始使用 FORTRAN、COBOL 等高级语言 2）单道批处理系统
第 3 代 (1965 - 1971)	集成电路	几百万 - 几千万	半导体存储器	磁带、磁盘	1）高级语言进一步发展，出现了 B 语言（C 语言的前身) 2）多道批处理系统，分时系统
第 4 代 (1972 - 至今)	超大规模集成电路	几十亿 - 几干亿	半导体存储器	磁盘、磁带、光盘、半导体存储器	1）各种高级语言，如：C/C++、Java、Python 2）现代操作系统

从上述电子数字计算机的发展历程可以看出：体积越来越小、功耗越来越低、可靠性越来越高、运算速度越来越快。这些都依赖于电子器件的发展，而背后隐藏着 众多科学家、贝尔实验室、仙童半导体、德州仪器、Intel、AMD 等公司的传奇故事。

由于时间关系，不再逐个介绍，有兴趣的同学们可自行查阅；但是，我们必须提一下 Intel 公司的创始人之一 戈登·摩尔 于 1965 年在接受美国电子杂志的总编采访时对半导体集成电路上可容纳的 晶体管数量、性能 和 价格 等发展趋势进行了预测，即：摩尔定律。

半导体集成电路 50 多年的发展历程。证明了 摩尔定律 对半导体芯片工业发展前景的预测是基本准确的。近年来，随着半导体芯片的设计、制造以及封装和测试技术的发展，半导体工艺已经接近半导体集成电路的极限；换言之，半导体芯片的发展，开始逐渐偏离摩尔定律的预测。从 2013 年开始，逐步放缓至三年翻一番。下面是 Intel 公司的典型微处理器，即：CPU 从 1970 年 - 2015 年的发展情况。

3.3 软件发展

在计算机早期，人们使用 机器语言 来编写程序，机器语言使用二进制代码，如：0000,0000,000000010000 来表示不同的机器指令。

提醒

计算机能够识别和执行这些机器指令；但是，这对编程人员的要求极高：

① 一方面需要编程人员对计算机的硬件结构非常熟悉。
② 另一方面机器语言可读性差，易出错和难排错。

为了克服 机器语言 的上述特点，发展出了 汇编语言，其使用一些便于记忆，并且能够表示指令功能的助记符来编写程序。

提醒

① 尽管使用汇编语言编程比使用机器语言编程的难度有所降低；但是，机器语言依然是面向机器的语言，人们在使用汇编语言前依然需要花费很多时间，去熟悉所使用的计算机的指令集，然后才能使用其对应的符号语言，即：汇编语言
② 换言之，使用汇编语言编程依然不是很方便。

为了使得不熟悉具体计算机硬件结构和相应指令集的人，也能很方便的为计算机编写程序，人们创造了各种接近于人类语言的高级语言，如：FORTRAN、Basic、Pascal 以及 C 等。

除了编程语言之外，操作系统也伴随着计算机硬件的每一次革新而不断发展，自 20 世纪 70 年代以来，操作系统百家争鸣，涌现了 Unix、Dos、Windows、Linux 以及 MacOS 等著名的操作系统，这部分内容会在操作系统课程中详细讲解，本课程不再赘述。

3.4 当前计算机的发展趋势

当今的计算机发展，正朝着两极化的趋势发展，一级是向更微型化发展，要求低功耗、较高性能以及多用途；另一极是向着更巨型化发展，要求超高速、并行处理以及智能化。

3.5 总结

计算机的发展，如下所示：

第四章：计算机硬件和计算机软件

4.1 计算机硬件

4.1.1 概述

从 20 世界 40 年代中期发展至今，尽管计算机的硬件技术经历了 电子管、晶体管、集成电路 和 超大规模的集成电路 等多个发展阶段；但是，当今大多数通用计算机依然符合 冯·诺依曼计算机 的主要设计思想。

4.1.2 冯·诺依曼计算机的结构

世界上第一台实用的电子数字计算机 ENIAC，如下所示：

提醒

① 采用十进制，没有内存储器。
② 需要通过旋钮、开关和接插线的不同位置来表示程序。
- 在 ENIAC 上设置一个实用程序，往往需要几天甚至几周的时间。如非必要，使用者很少愿意修改它。
- 因此，尽管 ENIAC 是通用的，却总在一段时间内只专用于某个问题，如：弹道计算，其通用价值被大大削弱。
- 如果频繁地设置不同程序，机器在很大一部分时间里会处于设置程序过程而无法运行，它的高速性能又被大大浪费了。

在 ENIAC 的总体设计已经完成并进入硬件实现阶段时，来自曼哈顿计划（美国的原子弹计划）的 冯·诺依曼加入了由 莫克利 和 艾克特 为主要负责人的 ENIAC 团队，一起讨论对它的改进，即：程序能够通过穿孔介质输入机器，之后长期驻存在机器内部的存储器中；换言之，冯·诺依曼 计算机的基本思想是 存储程序 的思想。

尽管上述方案主要是 莫克利 和 艾克特 的想法；但是，冯·诺依曼 还是对 EDVAC 做了更抽象的提炼。1945 年 6 月，在一趟返回 洛斯·阿拉莫斯国家实验室 的列车上，冯·诺依曼 写出了那篇长达 101 页，影响计算机历史走向的 EDVAC 报告书的第一份草案。该草案不仅详细描述了 EDVAC 的设计，还为现代计算机的发展指明了道路。

冯·诺依曼 和 EDVAC 机，如下所示：

重要

冯·诺依曼计算机的主要特点，如下所示：

① 构成 程序 的 指令 和 数据 均采用 二进制 表示。
② 指令和数据存放在存储器中，按地址访问。
③ 指令 在 存储器 中按 顺序 存放。一般情况下，指令是 顺序执行 的。
④ 指令由 操作码 和 地址码 组成：
- 操作码用来表示执行何种操作。
- 地址码用来表示操作数在存储器中的位置。
⑤ 机器以 运算器 为中心，输入/输出设备和存储器之间的数据传送通过 运算器 来完成。
⑥ 计算机硬件由 运算器、控制器、存储器、输入设备 和 输出设备 组成。

注意

① 或许很多同学此时并不能完全理解上述特点，进而感到了一定的难度。
② 不用担心，随着课程的推进，在我们学习了 计算机的基本工作原理 那节课后，就能对上述特点有着更全面和深入的理解。

冯·诺依曼计算机的结构，如下所示：

提醒

使用 实线箭头 来表示 数据线，使用 虚线箭头 来表示 控制线 和 反馈线 。

控制器 和 其它四个部件 之间，都是通过 控制线 和 反馈线 相连，因为这些部件需要在 控制器 的控制下协调工作，控制器 通过 控制线 给其它部件发送 控制信息，命令这些部件执行相应的任务，而其他部件通过 反馈线 将 自身状态 和 任务完成 情况返回给 控制器。
例如：在 控制器 的控制下，将 用户信息 通过 输入设备、运算器 存放到 存储器 中。

例如：在 控制器 的控制下，将 存储器 中的 信息 通过 运算器、输出设备 进行输出。

4.1.3 现代计算机的结构

从 运算器 的名称我们可以看出，其 任务 就是 进行运算。但是，冯·诺依曼计算机的这种以 运算器 为中心的结构，会造成每次 输入输出操作 都需要 运算器 的参与，这将浪费很多用于 运算 的时间。

提醒

输入输出操作 可简称为 I/O 操作，相应的 输入输出设备 可简称为 I/O 设备。

为了克服 冯·诺依曼计算机 这种以 运算器 为中心的结构所带来的缺点，现代计算机一般以 存储器 为中心。

提醒

① 使用 实线箭头 来表示 数据线，使用 虚线箭头 来表示 控制线 和 反馈线 。
② 现代计算机以 存储器 为中心的结构，可以让 I/O 设备 和 存储器 交换数据，以提高整体效率。

4.1.4 五大部件

输入设备 和 输出设备 共同实现 人机交互，是计算机与外部环境沟通的桥梁，如下所示：

存储器 分为 主存储器 和 辅助存储器，如下所示：

提醒

① 内存 或 主存 就是我们装机时所使用的 内存条。
② 外存 或 辅存 就是我们装机时所使用的 机械硬盘 或 固态硬盘。
③ 外存 中的新必须调入 内存 后，才能被 CPU 访问。

运算器 的核心是 算术逻辑单元，如下所示：

控制器 的核心是 控制单元 ，如下所示：

4.1.5 五大部件

运算器 除了包含 算术逻辑单元 ALU 之外，还包含一些 相关寄存器，如下所示：

提醒

相关寄存器 将在后续的 计算机的基本工作原理 那节课中进行介绍。

控制器 除了包含 控制单元 CU 之外，也包含一些 相关寄存器，如下所示：

提醒

相关寄存器 将在后续的 计算机的基本工作原理 那节课中进行介绍。

由于 运算器 和 控制器 在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，在大规模集成电路制作工艺出现后，这两大部件往往被集成在同一颗芯片上，称为 中央处理器 ，如下所示：

存储器 分为 主存储器 和 辅助存储器 ，如下所示：

我们可以将 CPU 和 内存 合起来，称为 主机 ，如下所示：

我们可以将 输入设备 和 输出设备 合起来，称为 I/O 设备，如下所示：

我们可以将 辅助存储器 和 I/O 设备，称为 外部设备 ，如下所示：

上述计算机硬件的 5 大部件之间，通过 总线 互连，如下所示：

提醒

① 之前介绍的 数据线、控制线 以及 反馈线 都属于 总线 的范畴。
② 这部分内容会在后续有关总线的那章具体介绍。

综上所述，现代计算机的结构示意图，如下所示：

4.1.6 总结

计算机硬件的结构，如下所示：

4.2 计算机软件

4.2.1 概述

很多同学都知道，仅包含计算机硬件的计算机系统，是没有任何使用价值的。人们使用计算机的目的：就是让计算机帮助人们解决各类应用问题，这就需要人们针对具体应用问题编写程序，让程序在计算机硬件上运行，进而解决应用问题。
程序是软件的重要组成部分，一台计算机中的全部程序和数据，就构成了这台计算机的软件系统。

4.2.2 计算机软件的分类

通常情况下，会将 计算机软件 分为 系统软件 和 应用软件 两大类，如下所示：

4.2.3 计算机软件的发展

4.2.3.1 概述

在计算机软件的发展过程中，先后经历了 机器语言编程、汇编语言编程、高级语言编程 等，如下所示：

下图是使用 Visual Studio 编写的一段非常简单的 C 语言源程序，如下所示：

我们可以通过 Visual Studio 对其进行 反汇编 ，以便查看对应的 汇编语言程序；同理，我们也可以通过 Visual Studio 看到编译后的 机器语言程序，如下所示：

提醒

为了方便用户查看机器指令，Visual Studio 等开发环境，默认使用十六进制的形式显示，而不是二进制的形式显示。

4.2.3.2 程序设计语言 & 语言翻译程序

程序设计语言 和 语言翻译程序 的关系，如下所示：

提醒

编译程序、解释程序 以及 汇编程序 都属于翻译程序。

下面是使用 GCC 编译 C 语言程序的示意图，如下所示：

4.2.3.3 计算机软件的发展趋势

随着硬件和软件的不断发展，人们又创造出了一类程序，称为 操作系统（系统软件）。

提醒

① 操作系统 提供了在 汇编语言 和 高级语言 的使用和实现过程中 所需的某些基本操作 。
② 操作系统 负责 控制并管理计算机系统的全部硬件资源（CPU、内存和外部设备等）和 软件资源（编译程序、应用程序等）。
③ 操作系统为用户使用计算机系统 提供了极为方便的条件 。

随着计算机应用领域的逐渐扩大，还相应地出现了 其他各类系统软件（数据库管理系统、网络系统等）以及多种多样的 应用软件。
随着软件的进一步发展，将会出现 更高级的计算机语言，其发展方向是标准化、积木化、产品化以及智能化，最终向自然语言发展，它们能够自动生成程序。

第五章：计算机系统的层次结构（分层思想）

5.1 概述

计算机 是一个非常复杂的系统，为了 简化对计算机系统的研究和实现，可以采用 分层思想 将 计算机系统 划分为一个 层次结构 的系统。
- 系统中的 每一层都向其上层提供一个简洁和抽象的接口 ，即：面向接口编程。
- 每一层的实现细节 对其上层而言都是 “看不见” 的，也就是 透明 的，即：面向接口编程。
计算机解决问题的过程 就是 层次结构 中各层 逐层转换 的过程。
学习过活正在学习 计算机网络课程 的同学，对上面的叙述应该并不陌生，因为在 计算机网络课程 中，计算机网络体系结构的分层思想贯穿了整个课程。
和 计算机网络体系结构 的分层不同，计算机系统的分层方式，目前并 没有统一的标准 ，本课程介绍一种将 计算机系统 划分为 六个抽象层 的 层次结构。

上面的第 1 层 ~ 第 6 层，就构成了计算机系统，如下所示：

提醒

① 第 1 层 ~ 第 3 层属于 硬件层 ：第 1 层由 硬件工程师 设计，而第 2 层 ~ 第 3 层由 计算机硬件架构师 设计。
② 第 4 层 ~ 第 6 层属于 软件层 ，由 程序员 设计。
③ 整个层次结构之上，可以看作是面向最终用户的各类应用。

本课程主要讨论第 1 层 ~ 第 3 层的相关原理和设计思想，而其余各层的内容均由相应的软件课程讲解，如下所示：

5.2 软件和硬件的逻辑功能等价性

5.2.1 概述

① 在特定条件下，用软件实现的逻辑功能也可以通过硬件电路来实现，反之亦然。

提醒

对于一些特定的计算或控制任务，可以选择将其 使用软件编程来实现 ，也可以选择 设计专用硬件电路来实现 ，而两者的结果 在功能上等效 。

② 软件和硬件的逻辑功能等价性是计算机科学中的一个重要概念，也是计算机体系结构和工程中的基本原则之一。

提醒

当选择在软件层面实现某些逻辑功能时，这通常意味着使用通用处理器（CPU）来执行程序。
当选择在硬件层面实现这些逻辑功能时，这通常意味着使用专门的硬件电路，如：现场可编程门阵列 FPGA 以及专用集成电路 ASIC 技术。

5.2.2 例子

在上世纪 90 年，对于 80386 SX-33 的 CPU 而言，需要 VCD 解码卡（硬件），才能播放 VCD 。

但是，随着硬件的升级，对于 80486 DX2/80 的 CPU 而言，Xing 软件（软件），就可以播放 VCD 了。

1996 年，Intel 推出带有多媒体指令集 MMX 的奔腾 CPU 后，软件解码 VCD 已经不是问题；并且，随着这款 CPU 的普及，VCD 解码卡也逐渐退出市场。

5.2.3 软件实现 VS 硬件实现

选择软件或硬件来实现某个逻辑功能，通常取决于以下几个因素，如下所示：

因素	软件实现	硬件实现
性能和速度	性能和速度弱于硬件实现	更快的性能和更快的响应时间
灵活性	相对容易地进行修改和更新	修改和更新需要重新设计和制造
成本	开发软件相对便宜	开发和制造硬件比较昂贵
应用需求	有些任务更适合在软件层面完成，如：操作系统的功能	有些任务更适合在硬件层面完成，如：高频交易系统

当研制一台计算机的时候，设计者必须明确分配每一级的任务，确定哪些功能需要使用硬件实现，哪些功能需要使用软件实现。这是由设计目标、技术水平、性价比等综合因素决定的。

第六章：计算机的基本工作原理

6.1 概述

本节课相当于课程全部章节的概述，目的是让同学们对计算机的基本工作原理有一个初步的、整体的印象。
对于没有学习过相关先修课程的跨专业的同学，本节课的难度较大，遇到实在无法理解的内容，请不要 “钻牛角尖”、也不要灰心，暂时放过去，随着后续各章内容的学习，最终一定能够很好地理解本节课的内容。

6.2 计算机硬件组成的细化

为了能够更好地介绍计算机的基本工作原理，我们首先需要对之前课程中的，已经介绍过的 计算机的硬件组成 进一步细化。这是我们之前介绍过的计算机的硬件组成，如下所示：

之前，我们介绍了 运算器 的核心是 算术逻辑单元 ALU ，如下所示：

而对 相关寄存器 并没有进一步介绍。其实，运算器 中除了 ALU 外，至少还包含 3 个寄存器，如下所示：

此时，我们就可以画出更具体的 运算器 的 结构示意图 ，如下所示：

进而可以介绍 算术逻辑单元 ALU 、累加器 ACC、乘商寄存器 MQ 以及 操作数寄存器 X 在 运算器 进行运算时各自所起到的作用，如下所示：

提醒

① ALU 的功能是进行 算术运算 和 逻辑运算，本次以 算术运算 为例。
② 在 ALU 进行 加、减、乘、除 运算时，其他 3 个寄存器各自所起到的作用。
③ 如果要让 ALU 进行 加法 操作，则需要将 被加数 送到 累加器 ACC 中，而将 加数 送到 操作数寄存器 X 中。当 ALU 执行 加法 运算后，运算结果也就是 和会保存在 累加器 ACC 中。至于减法，和加法原理类似。
④ 如果要让 ALU 进行 乘法 操作，则需要将 被乘数 送到 操作数寄存器 X 中，而将 乘数 送到 乘商数寄存器 MQ 中。当 ALU 执行 乘法 运算后，运算结果也就是 乘积，其 高位 会保存在 累加器 ACC 中，而 低位 会保存在乘商数寄存器 MQ 中。
⑤ 如果要让 ALU 进行 除法 操作，则需要将 被除数 送到 累加器 ACC 中，而将 除数 送到 操作数寄存器 X 中。当 ALU 执行 除法 运算后，运算结果也就是 商和余数；其中，商 会保存在 乘商数寄存器 MQ 中，余数 会保存在 累加器 ACC 中。

计算机硬件组成的细化	算术运算	算术运算	算术运算	算术运算
ALU	加	减	乘	除
ACC	被加数和	被减数差	乘积高位	被除数余数
MQ			乘数乘积低位	商
X	加数	减数	被乘数	除数