Abstract：此篇文章讲述的是计算机存储器、控制器、运算器的基本结构组成以及指令的具体执行顺序。 CPU包括运算器和控制器， 而主机主要包括CPU和存储器。
内容参考于：哈工大计算机组成原理（刘宏伟）
存储器的基本组成：
如下图所示： 主存由存储体、MAR和MDR组成。
先来看几个概念
存储单元：存储数据的具体单位是存储单元，字节是目前计算机最基本的存储单位。 来自于什么是计算机的存储单元， 存储体由许多存储单元组成。每一个存储单元赋一个地址。可以按地址寻访。
存储字：存储单元中二进制代码组合。
存储字长：存储单元中二进制代码的位数。
MAR：存储器地址寄存器 - 保存存储单元地址。 MAR的位数与存储单元的个数相关。
MDR：存储器数据寄存器 - 反映存储字长。里面存储的数据来自三方面： 1、准备送往CPU的数据。 2、准备存入存储器的数据。 3、刚才存储体中取出来的数据。
例如：MAR = 4， MDR = 8. 说明存储单元个数为16个， 存储字长为 8.
运算器
由上图很容易可以看出运算器的组成结构是：ALU（算数逻辑单元运算器）和三个寄存器。
其中ALU是一个组合电路， 特点是当输入数据撤销时， 输出也会跟着撤销；所以要在前面加相应的寄存器（ACC和X（数据寄存器））用来存储输入数据，即参与运算的值。
同时ACC也用于保存运算结果。 但是由于乘法操作的输出字长为输入字长的两倍；所以需要增加一个MQ寄存器来存放多余的数据。
下图是进行四则运算时各个寄存器的值
下面是具体实现过程：
1， 加法操作过程：
此时的指令为：
， 操作码是：加； 地址码是M。
首先在内存中取被加数于ACC中， 然后是执行加法指令。 从存储器之中取地址为M的数放在寄存器X中， 然后在ALU的操作下将ACC和X寄存器里面的值相加并将
结果放在ACC里面。
2， 减法操作过程：
此时指令为：
。
这个过程和加法差不多， 就不啰嗦了。
3， 乘法操作过程：
此时指令为：
。
首先在内存中取被乘数的值放入寄存器ACC中， 然后在内存中取 M地址对应的值放在X中， 然后将ACC寄存器里面的值放在寄存器X里面； 再将0放入ACC中（清
零）。 最后将寄存器 X 和 MQ 寄存器里面的值相乘结果的高位放在 ACC 中， 低位放在 MQ 中。这里要注意一点：计算机里面的乘法是通过累加和移位来实现的；
并不能直接实相乘。
4， 除法操作过程：
此时指令为：
。
首先在内存中取被乘数的值放入寄存器ACC中， 然后取地址为 M 的值放在 X 寄存器之中。 然后将 ACC 寄存器和 X 寄存器里面的值相除放在 MQ 寄存器之中。
注意：以上操作都是在控制器的控制下进行的。
控制器的基本结构：
控制器的功能是：解释执行； 保证指令有序执行。
完成一条指令一般包含三部分： 取指令； 分析指令； 执行指令。
取指令需要PC寄存器， PC寄存器的作用是存放当前欲执行指令的地址； 并且具有计数功能：PC + 1 = PC。 其中 1 是由具体机器决定的。 一般指令都是放一块的。
分析指令：将操作码给需要控制单元。
执行指令：由控制单元控制执行这条指令所需要的单元； 主要是CU控制。
下面具体说明一条指令的执行过程：取数指令为例
取值：首先指令地址是在PC中， 然后送入MAR中， 在控制器的作用下将MAR中指令地址下的那条指令取出来放在MDR中。 接着再送到IR中（IR的作用就是存储当前指令）
分析指令：将指令的操作码部分送给CU（上图中序号为5的箭头方向反了）， 经过译码之后， 在CU上面会有很多信号， 然后由这些信号控制执行这个操作所需要的部件。
执行指令：因为是取数指令， 执行时就是在内存中取一个数到ACC中。 在控制器的控制下， 将取数指令的地址码送到MAR中， 然后从内存中取出该地址下的数据到MDR，
最后送到ACC中。 到此这条指令结束。
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