1.1.1 个人计算机的结构

个人计算机是一个具有相当复杂度的设备。大多数个人计算机由同样的主要部件组成：中央处理器（CPU）、显示器、键盘和某种二级存储设备——通常是CD或DVD驱动器和硬盘驱动器。我们可以任取其中一个部件进行进一步分解。例如，CPU通常包括主存储器、算术逻辑单元（ALU）以及一条连接外周设备的总线。这些部分又可以进一步分解，ALU可以分解为寄存器和随机控制逻辑，而它们又由更为基础的部件组成，如NAND门、反相器等。

这里我们看到了复杂系统的层次化特征。个人计算机能正常发挥功能，是因为它的每个主要部件之间协同工作。这些分离的部件形成一个逻辑整体。实际上，我们之所以能够理解计算机的工作方式，是因为可以将它分解为能够独立研究的部件。因此，我们可以独立地研究显示器的操作和硬盘驱动器的操作。类似地，我们可以在不考虑主存储器子系统的情况下研究ALU。

复杂系统不仅仅是层次化的，而且这种层次也代表了不同的抽象级别，一层构建于另一层之上，每一层都可以分开来理解。在每一个抽象层都可以发现有一组设备协作，为更高的抽象层提供服务。可选择某个抽象层来满足特定的需求。例如，我们追踪主存储器中的一个时钟问题，可能会查看计算机的逻辑门级架构，但是如果我们要找的是电子表格应用中一个问题的根源，这个抽象层就不合适了。