冯诺依曼体系结构：存储程序思想的硬件后果——CPU无法分辨指令与数据、PC决定控制流、这一前提如何成为shellcode注入和ROP攻击的物理基础、冯诺依曼瓶颈的量化与Cache/流水线/多核的缓解机制。

计算机性能指标：CPU性能的三个因子(指令数/CPI/频率)——CPU时间 = 指令数 × CPI × 时钟周期。MIPS的含义为每秒百万条指令——不同指令集架构之间的MIPS不可比。Amdahl定律公式(加速比 = 1/((1-f)+f/s))。将系统性能优化的焦点放在最耗时的部分。

计算机硬件组成：CPU/内存/主板/总线/硬盘/显卡/电源各硬件的功能和相互关系、从按下电源键到操作系统加载过程中硬件的逐个启动顺序、各硬件之间通过总线交换数据的具体路径。

计算机系统概论：计算机发展的四个时代——从电子管到超大规模集成电路、软件系统的演进过程、冯诺依曼结构与哈佛结构的对比和各自的适用场景、计算机系统的层次结构(硬件层/OS层/汇编层/高级语言层/应用层)。

总线仲裁：共享总线同一时刻只能有一个主设备发送——仲裁决定谁先使用。集中式仲裁(链式查询/计数器查询/独立请求)与分布式仲裁——各自的响应时间和优先级保证。PCI总线的总线仲裁信号REQ#和GNT#的实际机制。

总线特性与性能指标：总线的宽度、频率、带宽之间的计算关系——带宽=(数据线宽度/8)×频率×传输次数/周期。同步与异步总线的时序对比、总线标准化的意义(PCIe在同一版本下不同厂商产品互相兼容)。

总线的基本概念与分类：总线作为多个部件之间的共享传输通路——一次只能有一个设备发送、但多个设备可以同时接收。数据总线/地址总线/控制总线的功能分工、系统总线/局部总线/通信总线的层次分离。

DMA(直接存储器访问)——一种不经过CPU而由专门的DMA控制器实现外设(硬盘/网卡/显卡)与主存之间的直接数据传输方式。CPU只需设置DMA控制器(源地址/目的地址/数据长度/传输方向)——然后继续执行其他任务——DMA控制器自行完成数据搬运——传输完成后发中断通知CPU。DMA大幅减少了CPU对大规模I/O操作的介入——提高了CPU的利用率。

中断系统的完整层级：CPU外部I/O中断(INTR/NMI)→CPU内部执行中断事件(INT指令/异常/缺页)→中断向量表/IDT→中断优先级与中断屏蔽→中断处理程序的入栈和IRET恢复——x86-64长模式下中断门描述符的完整格式。

加法运算与ALU：全加器的级联加法器(行波进位)、超前进位加法器(CLA)如何通过并行生成进位消除行波进位带来的O(n)级延迟、ALU的硬件组织——如何用同一个加法器实现加减法(补码加法)、标志寄存器的ZF/CF/OF/SF/PF各位的产生原理。