PC 是指遵守一定工业标准的计算机，它的目标是使得不同厂家生产的机器都能够运行一定范围内的软件。这些标准随时时间迁移不断变化，因此90年代的 PC 与今日的 PC 看起来已是大不相同。

从外观来看，PC 是一个配置有键盘、屏幕和各种设备的“盒子”。盒子内部则是一块集成电路——主板，上面有 CPU 芯片，内存芯片，显卡芯片，I/O 控制器芯片，以及负责芯片间通信的总线。总线会遵守某种标准（如 PCI 或 USB），从而能够兼容不同厂家的设备。

我们可以把 PC 抽象为三部分：CPU、内存和 I/O 设备。CPU 负责计算，内存用于保存计算用的指令和数据，其他设备用于实现存储、通讯等其他功能。

CPU（中央处理单元，或处理器）其实只是在执行一个非常简单的循环：从一个被称为『程序计数器』的寄存器中获取一个内存地址，从个地址读出机器指令，增加程序计数器的值，执行机器指令，不断反复。某些机器指令如分支和函数调用会改变程序计数器，如果执行机器指令没有改变程序计数器，这个循环就会从程序计数器开始一条一条地执行指令。

如果不能保存和修改程序数据，那么执行指令就是毫无意义的。速度最快的数据存储器是处理器的寄存器组。一个寄存器是处理器内的一个存储单元，能够保存一个字大小的值（按照机器不同，一个字通常会是16，32或者64位）。寄存器内的值能在一个 CPU 周期内被快速地读写。

PC 处理器实现了 x86 指令集，该指令集由 Intel 发布并成为了一种标准，一些产商生产实现了该指令集的处理器。和其他的 PC 标准一样，这个标准也在不断更新，但是新的标准是向前兼容的。由于 PC 处理器启动时都是模拟1981年 IBM PC 上使用的芯片 Intel 8088，所以 boot loader 需要作出改变以应对标准的更新。但是，对于 xv6 的绝大部分内容，你只需要关心现代 x86 指令集。

寄存器非常快但是也非常昂贵。大多数处理器都会提供至多数十个通用寄存器。下一个层次的存储器是随机存储器（RAM）。主存的速度大概比寄存器慢10到100倍，但要便宜得多，所以容量可以更大。主存较慢的一个原因是它不在处理器芯片上。一个 x86 处理器只有十多个寄存器，但今天的 PC 通常有 GB 级的主存。由于寄存器和主存在读写速度和大小上的巨大差异，大多数处理器，包括 x86，都在芯片上的缓存中保存了最近使用的主存数据。缓存是主存和寄存器在速度和大小上的折衷。现在的 x86 处理器通常有二级缓存，第一级较小，读写速率接近处理器的时钟周期，第二级较大，读写速率在第一级缓存和主存之间。下表显示了 Intel Core 2 Duo 系统的实际数据：

Intel Core 2 Duo E7200 at 2.53 GHz
备忘：换上真实数字！

通常 x86 对操作系统隐藏了缓存，所以我们只需要考虑寄存器和主存两种存储器，不用担心主存的层次结构引发的差异。

很多计算机体系结构都没有单独的设备访问指令，取而代之的是让设备拥有固定的内存地址，然后通过内存读写实现设备读写。实际上现代 x86 体系结构就在大多数高速设备上（如网络、磁盘、显卡控制器）使用了该技术，叫做 内存映射 I/O。但由于向前兼容的原因， 指令仍能使用，而比较老的设备如 xv6 中使用的 IDE 磁盘控制器仍使用两个指令。