在正式开始学习 Linux 操作系统之前，有必要先回顾/学习一下计算机和操作系统的基本知识，为我们在后续的学习中铺路搭桥，在了解计算机一些基础原理的条件下再去进行学习，理解应该会更透彻一些。我会从一个程序的简单构成开始，逐步介绍我对计算机工作原理的一些理解，希望能够给大家做一个参考。由于中间涉及的知识很多，有些内容我没有进行深究，存在许多漏洞，因此仅供参考。
1.程序的构成程序是由什么构成的？简单说来，这里有一个公式：程序 = 数据 + 指令。这是程序员再熟悉不过的了，数据自不用多说，指令就是告诉程序，怎样操作目标数据，这个“操作”不仅仅是在数据之间进行简单的运算，而是包含了操作这些数据的一系列行为的集合，比如做两个数字的加法运算，除了本身的加法这一指令之外，我们还需告诉CPU从哪里读取目标数据，以及完成加法操作后将数据放到何处等。
计算机的底层是二进制数据，因此不管是指令还是数据，最终都会以二进制的形式保存。对于CPU，怎么区分我们传入的二进制代码是数据还是指令呢？这就需要不同的线路将数据和指令进行分离。
控制（指令）总线：用来向CPU传输指令
数据总线：用来向CPU传输数据
2.CPU的简单理解一个CPU的核心部件包括三个：运算器，控制器和寄存器。
运算器是执行运算操作的地方，它会接收数据的输入，在内部计算完成之后将数据输出。
光有运算器还是不够的，由于我们的指令和数据都是保存在内存中，运算器需要知道在内存的哪个地方读取数据，哪个地方读取指令，以及在计算完成之后将数据放到哪里等。这些信息就是由控制器提供的。
寄存器是做什么的？寄存器也叫暂存器，顾名思义，就是暂时保存数据的地方。寄存器位于CPU的内部，用以保存等待处理或者处理过的数据。为什么需要寄存器？比如我们做一个四则运算，每次运算之后的结果应该保存在哪里？内存吗？如果将每步运算结果保存在内存中，无疑是加大了CPU的开销，因为要在每步计算完成之后将其放入内存中，然后再读取出来，再输入到运算器进行计算……这很麻烦，开销很大，并且浪费了CPU宝贵的性能。寄存器的作用就是将数据暂时存放在CPU的内部，那么CPU在访问这些数据的时候，效率将会得到极大的提高（就近原则）。
3.中断机制（Interrupt）计算机有很多I/O设备，比如键盘，鼠标，，光驱，磁盘，硬盘等。如果我们敲击了键盘，CPU怎么知道我们操作的是键盘而不是鼠标或者光驱呢？我们可以将敲击键盘这个行为当做一个事件，这个事件是偶发的，CPU如果想侦测到这个事件，有两个方式可以选择：
轮询机制（Poll）：CPU比较勤快，每隔一段时间就去看看，有没有发生这个事件，如果发生了，就执行某个操作，如果没有发生时间，则不做任何处理。
中断机制（Interrupt）：CPU比较懒，并不想总是去查看这些事件有没有发生，而是找另一个人帮忙看着，如果发生了事件，就通知CPU，CPU再去做相应处理。
和CPU一样，我们都非常勤（lan）快（duo），喜欢轻松又有保障的活。对于轮询机制，有一个问题：事件是有随机性的，有可能CPU轮询了一天，用户并没有做出任何操作，那不是亏大发了吗。所以我们肯定会选择中断机制啦，事实上CPU采用的也正是中断机制。
4.中断控制器上面说了CPU的中断机制。那么问题来了，CPU又怎么知道是鼠标还是键盘上产生了事件？
这时候中断控制器就登场了。中断控制器和CPU的针脚相连，如果把中断控制器比做蜘蛛，它将通过周围遍布的蛛网和计算机上的I/O设备连接，如果某个I/O设备上产生了一个事件，就会发生电信号的变化，这个变化通过蛛网传给中断控制器，控制器也就知道是哪一个设备发生了响应，进而将讯息传递给CPU。
5.南桥和北桥对于计算机中的数据处理，有高速低速之分，或者高频和低频之分。南桥和北桥就是分别用来传输这两种类型的数据，北桥在物理上距离CPU较进，用来处理高速高频的数据。大多数的I/O设备都在南桥上，这些设备经过南桥汇总后，通过线路连接传到北桥，再由北桥传给CPU。