计算机组成是计算机科学的基础，它涉及计算机硬件系统各个部分的设计、功能和相互关系。这个主题通常包括以下几个核心知识点：
1. **数据表示**：在计算机中，数据是以二进制形式存储和处理的。理解位（bit）、字节（byte）、字（word）的概念以及它们在不同计算机系统中的表示方式至关重要。同时，还要掌握数值类型（如整型、浮点型）和非数值类型（如字符、布尔值）的数据表示方法。
2. **运算器与算术逻辑单元（ALU）**：运算器是计算机中执行基本算术和逻辑运算的部分。ALU负责执行加法、减法、乘法、除法以及比较和逻辑操作。了解ALU的工作原理和操作指令对于理解计算机计算过程至关重要。
3. **存储系统**：计算机存储分为内存（主存储器）和外存（辅助存储器）。内存包括随机访问内存（RAM）和只读内存（ROM），它们在运行时提供临时数据存储。外存如硬盘、固态驱动器（SSD）等用于长期存储。理解内存层次结构和缓存（Cache）机制对于优化计算机性能有重要影响。
4. **中央处理器（CPU）**：CPU是计算机的核心，它包含控制单元（CU）和ALU。控制单元负责解释和执行指令，而ALU处理数据。了解CPU的工作流程，包括指令周期、时钟周期、流水线技术以及超标量和多核设计，能帮助深入理解计算机的执行效率。
5. **输入/输出（I/O）系统**：I/O设备如键盘、鼠标、显示器和打印机是计算机与用户交互的桥梁。理解中断、DMA（直接存储器访问）和I/O端口的概念，有助于设计有效的数据传输策略。
6. **总线和接口**：计算机内部各组件通过总线进行通信，包括数据总线、地址总线和控制总线。接口是连接CPU、内存和I/O设备的桥梁，如PCI-E、USB等，它们规定了数据传输速率和协议。
7. **计算机系统架构**：从单板计算机到复杂的多处理器系统，不同的计算机架构适用于不同的应用场景。了解并对比冯·诺依曼架构、哈佛架构和其他架构的特点，可以帮助设计和优化系统性能。
8. **虚拟化技术**：虚拟化使得一台物理机器可以模拟多台独立的虚拟机，提高资源利用率。理解虚拟机监控器（VMM）的工作原理和虚拟化层如何管理硬件资源是现代数据中心的关键。
9. **计算机指令集**：每种CPU都有其特定的指令集，这些指令集定义了CPU能执行的操作。了解基本的机器语言和汇编语言，以及如何从高级语言转换为机器可执行代码，有助于深入理解程序执行过程。
10. **计算机系统的性能指标**：如 MIPS（每秒百万条指令）、MFLOPS（每秒百万次浮点运算）等，用于衡量计算机性能。理解这些指标以及如何通过优化硬件和软件来提升性能是计算机系统设计的重要考虑因素。
《计算机组成与结构》一书会详细阐述这些概念，并通过实例和练习帮助读者巩固知识。通过学习这些内容，你可以更好地理解和设计计算机系统，无论是对于学术研究还是实际工程应用，都将大有裨益。
