计算机组织指的是计算机的主要功能部件，包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等之间的相互连接和相互作用，从而实现机器指令级的各种功能和特性。

计算机系统结构是从程序设计者的角度来看待计算机的属性，位于计算机系统的层次结构中的机器语言级别。计算机组织则是计算机系统结构的逻辑实现和物理实现，旨在提高性能价格比，实现计算机在机器指令级的功能和特性。计算机组织的任务包括研究和建立各功能部件间的相互连接和相互作用，以及完成各个功能部件内部的逻辑设计。当逻辑设计深入到元件、器件级时，便是物理实现的内容。有时，前者被称为计算机组织，后者被称为计算机实现。然而，随着集成电路规模的不断扩大，这两步实现的内容难以明确区分，因此通常将两者统称为计算机组织。

计算机组织的发展遵循了几项基本原则，包括信息流量平衡、层次化、模块化和功能分散化。这些原则不仅体现在计算机系统的全局，也存在于各个局部。例如，层次存储系统和虚拟存储器的出现是为了追求中央处理器和存储器之间信息流量的平衡。虚拟存储器是在层次组织的基础上发展起来的，使得用户能够以接近高速缓冲存储器的速度使用比主存容量更大的存储空间。此外，模块化的思想也被广泛应用于计算机系统的各个层面，以便于组件的增减或替换，不影响整个系统的正常运行。

现代计算机的功能部件包括中央处理器、控制器、存储器和输入输出子系统。中央处理器一般包括运算器和控制器，负责基本算术逻辑操作和复杂操作。运算器可以根据具体需求采用不同的实现方法，如流水线运算部件或阵列乘法器等并行处理组织形式。控制器实现了对指令的时序控制，而存储器则提供了可按地址访问的一级地址空间。输入输出子系统包括电脑键盘、盒式录音磁带设备等，通过运算器完成输入输出操作的控制。

计算机组织的发展过程中体现了一些技术原理，如信息流量平衡、层次化、模块化和功能分散化。这些原则不仅适用于计算机系统的全局，也适用于各个局部。例如，层次存储系统和虚拟存储器的引入是为了平衡中央处理器和存储器之间的信息流量。虚拟存储器正是在这种层次结构的基础上发展起来的，允许用户以接近高速缓冲存储器的速度使用比主存储器更大容量的存储空间。此外，模块化的思想也在计算机系统的各个层级得到了广泛应用，使得组件可以方便地添加或替换，而不会影响整个系统的正常运作。

计算机组织的发展历程反映了不断提高运算速度、存储容量、处理能力和降低机器成本的趋势。为了充分发挥所有功能部件的整体效能，必须确保各部件之间信息流量的平衡。例如，层次和并行存储系统的出现就是为了平衡中央处理器和存储器之间的信息流量。此外，采用层次概念可以使外部标准化与内部多样性相结合，如通过标准的输入/输出通道或接口驱动多种特性和类型的外围设备。这种虚拟系统的设计理念类似于计算机系统结构中实现各层虚拟机器的原理。

传统计算机结构中，中央处理器扮演着核心角色，负责所有的指令操作和输入输出控制。然而，随着处理任务的集中和数据流量的增长，这种结构不再适用。新型的计算机组织采用了以存储器为中心的互连方式，使得批量的输入输出数据可以直接进出主存储器，只有在必要时才会通过中断方式请求中央处理器进行短暂干预。在设备数量较多的情况下，所有外围设备可以通过统一的总线和标准接口与中央处理器和存储器模块相连，这种总线互连方式大大提高了计算机系统的灵活性和通用性。