一、计算机系统的基本组成

计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件是计算机的实体，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。软件则是各种程序和数据的集合，分为系统软件和应用软件。计算机组成原理主要研究硬件系统的结构和工作原理，是理解和掌握计算机系统运行机制的基础。

二、冯·诺依曼体系结构

冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，其主要特点包括：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成；指令和数据以同等地位存储在存储器中，并可按地址寻访；指令和数据均用二进制代码表示；指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；指令在存储器内按顺序存放，通常指令是顺序执行的，在特定条件下可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序；机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

三、计算机的运算基础

计算机的运算基础包括定点数的表示和运算、浮点数的表示和运算、算术逻辑单元（ALU）的设计与实现等。定点数表示法中小数点位置固定，包括定点整数和定点小数。浮点数表示法中，小数点位置不固定，由指数和尾数两部分组成。算术逻辑单元是计算机中进行算术和逻辑运算的部件，其性能直接影响计算机的运算速度。

四、存储系统

存储系统是计算机的重要组成部分，包括主存储器和辅助存储器。主存储器用于存放正在执行的程序和数据，其速度快但容量有限。辅助存储器用于长期保存大量的程序和数据，其速度慢但容量大。存储系统的层次结构包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器和辅助存储器，各层次之间通过特定的映射和替换策略进行数据交换。

五、指令系统

指令系统是计算机硬件的语言系统，是软件设计人员与硬件之间的主要接口。指令系统的性能决定了计算机系统的基本功能。指令格式通常包括操作码字段和地址码字段，有的指令中还包含有寻址方式字段和其他字段。操作码指明指令所要完成的操作，地址码给出被操作的信息（指令或数据）的地址，寻址方式指明地址码的含义。

六、中央处理器（CPU）

中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令、进行运算和控制计算机的各个部件。CPU由运算器和控制器两部分组成。运算器负责执行算术运算和逻辑运算，控制器负责控制程序的执行流程。CPU的性能指标包括主频、字长、指令集、缓存等，这些指标直接影响计算机的运行速度和效率。

七、总线系统

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。总线按功能和层次结构可分为片内总线、系统总线和通信总线。总线结构对计算机系统性能有着极大的影响，它决定了计算机系统各功能部件的连接方式和数据传输方式。了解总线的分类、性能指标以及总线控制方式是掌握计算机组成原理的重要内容。

八、输入输出系统

输入输出系统是计算机与外部世界进行信息交换的桥梁。输入设备负责将外部信息转换为计算机能识别的二进制代码，输出设备则将计算机内部的信息转换为人类可读的格式。输入输出系统的性能直接影响到计算机与外部设备的交互速度和效率。因此，了解输入输出设备的类型、工作原理以及与计算机的接口方式是计算机组成原理学习中的重要一环。