现代计算机配备了完善的异常和中断处理系统。CPU内部设有异常检测和响应逻辑，外部设备接口则包含中断请求和控制逻辑，操作系统中集成了相应的异常/中断服务程序。这些硬件电路与软件程序紧密结合，共同完成异常和中断的处理过程。

前面介绍的单周期处理器采用串行方式执行指令，同一时刻仅有一条指令处于执行状态，导致各功能部件的利用率较低。现代计算机普遍采用指令流水线技术，使多条指令在CPU的不同功能部件中并发执行，从而显著提升硬件资源的并行利用率和程序的整体执行效率。

在计算机硬件系统中，主要由执行部件、主存储器、输入/输出设备及控制器组成。各组件通过数据总线、地址总线和控制总线相互连接。

CPU的核心功能是执行程序。在程序运行过程中，可能会遇到各类异常或外中断事件，如译码阶段发现非法操作码、外部设备发出中断请求等。因此，CPU不仅需要高效执行指令，还要具备检测并响应各类异常与中断的能力。其基本功能包括：

计算机执行程序的本质，是控制器依据指令序列协调各功能部件协同工作的过程。CPU启动后，将持续循环执行“取指令”与“执行指令”两个基本操作。每条指令执行完毕后，还要进行中断与异常检测，以确保系统能够及时响应外部事件或内部异常。指令执行的一般流程如图5.2所示。

随着技术的发展，越来越多的功能逻辑被集成到CPU芯片中，但不论CPU的内部结构多么复杂，它都可视为由数据通路(Data Path)和控制部件(Control Unit)两大部分组成。

指令系统朝着两个截然不同的方向发展：一是通过增强原有指令功能、引入更复杂的指令，将部分软件功能固化到硬件中，这类机器称为复杂指令系统计算机(CISC)，典型代表包括采用x86架构的处理器；二是通过精简指令集、简化指令功能，以提升指令执行效率，这类机器称为精简指令系统计算机(RISC)，典型代表包括ARM、MIPS等架构的处理器。

本章开头提出的问题的参考答案如下。