計算機內部結構很複雜，但是畢竟是人發明出來的，只要花了足夠的時間，瞭解內部結構還是不成問題的。瞭解的越多，越能發現前人的思維多麼的奇妙，一個看起來普通的浮點數格式，當你去自習思考的時候，才知道用原碼錶示尾數，使用補碼錶示階碼等充分的發揮了它們的特性與優點。

作為高階語言程式設計師，我們並不需要了解太多的內部結構，在計算機的內部，一個簡單的計算機模型主要包括以下三個部件：

1. 中央處理器CPU（暫存器與運算器）
2. 記憶體
3. 輸入輸出裝置（I/O）

對於高階語言程式設計師來說，只需要瞭解CPU的知識即可，但是要做到優化程式，就必須要清楚的知道計算機內部的結構。在早期的計算中，計算機部件基本都是靠一條匯流排（Bus）連線的。但是我們知道，由於I/O裝置的速度遠遠低於CPU，為了讓它們之間能夠相互通訊，就使用了I/O控制器將其連線。

後來隨著CPU核心頻率的提升，導致記憶體跟不上CPU速度，以及圖形化作業系統的普及，為了調節各部件之間速度差距帶來的不便，人們發明了北橋晶片。

SMP與多核：

有人曾預言CPU的頻率將每年翻倍，前期也確實如此，但是隨著CPU製作工藝的完善，這個規律好像失效了，於是便有了多核這一思想的產生。

CPU的充分利用：多道程式（Multiprogramming）：

在程式執行的時候，有時可能會不佔用CPU，但是早期的計算機在執行時，卻存在這樣一個問題：當一個程式執行沒有結束，其他程式無法啟動。於是人們編寫了一個監控程式，在某個程式執行且暫時無需使用CPU時，就將正在排隊的其他啟動，合理利用CPU資源。

分時系統（Time-Sharing system）：

多道程式存在的一個致命不足便是，當我想要點選滑鼠來開啟其他程式時，只有在當前程式執行完後才會有反應（難以置信.jpg）。於是，為了解決這個問題，分時系統產生了，CPU會在一段時間後自動給其他程式執行。

多工系統（multi-tasking）：

也許分時系統在我們看來，已經完善了。但是，假使程式碰上了死迴圈，這時CPU也正在被使用，因此就只能通過拔電源來關閉程式了...多系統便由此誕生，也成為了目前幾乎所有作業系統使用的方法（雖然內部實現機制可能不一樣，但是核心思想相同），多工系統提供了程序這一概念，而程序具有優先順序屬性（系統判定）。這樣一來，當某一程序使用時間太長後，作業系統會將他中止，而且一般如滑鼠點選這樣的互動式程序，優先順序時比較高的。

（先出去浪了，後續會補充內容的）

參考：程式設計師的自我修養---連結、裝載與庫