现代计算机硬件系统(包括我们生活中最常见的PC个人计算机)，包含五大类，也叫五大部件，分别是运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

计算机硬件系统五大部件

一、运算器

运算器，一般最少包括3个寄存器和1个算术逻辑单元，现代计算机内部往往设有通用寄存器组。

寄存器，一种有限存储容量的高速存储部件，可用来暂存指令、数据和位址。寄存器有很多种类，一般涉及到四则运算的有3类，ACC(Accumulator)为累加器，MQ(Multiplier-Quotient Register)为乘商寄存器，X为操作数寄存器，3类寄存器在完成不同运算时，所存放的操作数类别也各不相同。

3类寄存器

关于乘积高位和乘积低位的概念，以十进制为例，百位就是十位的高位，十位是百位的低位。两个16位数相乘，结果可能会有32位，那左半部分的16位就是乘积高位，存储到ACC中，右半部分的16位就是乘积低位，存储到MQ中。

算术逻辑单元(ALU，Arithmetic and Logic Unit)，是算术运算和逻辑运算的部件。算术运算包括加、减、乘的整数运算，逻辑运算是与、或、非和异或等逻辑操作，还有移位、比较和传送等操作。

移位运算，将一个字符向左或向右移动位，或是浮动特定位，包含带符号延伸和无符号延伸，在程序中应用很广泛。

二、控制器

在了解控制器之前，首先需要理解，什么是指令。对计算机来说，计算机本身能且只能执行“指令”，也就是说，我们外在所见到计算机各种智能化的表现，本质上是计算机执行各种指令的结果。

指令，由操作码和地址码组成。操作码表示计算机要执行的某种操作的性质，简单来说就是计算机需要干什么，由操作码决定；地址码是操作码执行时的操作对象的地址，操作对象是指被操作的数据，也叫操作数。

控制器，是计算机的指挥中心，负责决定执行程序的顺序，给出执行指令时机器各部件所需要的操作控制命令。

控制器由程序计数器(PC，Program Counter)、指令寄存器(IR，Instruction Register)、指令译码器(ID，Instruction Decoder)、时序产生器(Timing Generator)、操作控制器(Control Unit)组成。

指令寄存器IR，是用来存放当前正在执行的的一条指令，存放的内容来自于数据寄存器(DR，Data Register)。当一条指令需要被执行时，先要把它从内存取到数据寄存器，然后再送到指令寄存器IR中。

指令译码器ID，在计算机执行一条指定的指令时，必须首先分析这条指令的操作码是什么，以决定操作的性质和方法，然后控制计算机的其他各部件协同完成指令表达的功能，这中间的分析工作就是指令译码器ID完成的。

程序计数器PC，用来存放下一条要执行指令的地址，它与存储器(内存)之间有一条直接通路。执行指令时，首先需要根据程序计数器PC中存放的指令地址，将指令由内存取到指令寄存器IR，完成“取指令”的操作。程序计数器PC本身具有自动加1的功能，可以自动给出下一条指令的地址，如此循环，执行每一条指令。

时序产生器，类似于“时间作息表”，给计算机各部分提供工作所需的时间标志，一般是利用定时脉冲的顺序和不同的脉冲间隔来实现。

操作控制器，根据指令所需完成的操作和信号，发出各种微操作命令序列，用以控制所有被控对象，完成指令的执行。

整个控制器的运行逻辑是先按照程序计数器所指出的指令地址，从内存中取出一条指令到指令寄存器IR，然后又指令译码器ID对指令进行分析，之后操作控制器根据指令的功能向有关部件发出控制命令，执行控制指令的操作。完成操作之后，程序计数器加1，再重复执行上述操作。

控制器执行指令的逻辑顺序

运算器和控制器，共同组成计算机最核心的部件—CPU，即中央处理器(Control Processing Unit)。