計(jì)算機(jī)中程序到底是如何運(yùn)行的？

摘要：計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都在內(nèi)存中進(jìn)行，也就是你電腦的內(nèi)存條中運(yùn)行的。計(jì)算機(jī)內(nèi)存也被稱(chēng)為隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器，Random Access Memory，簡(jiǎn)稱(chēng)RAM。

內(nèi)存一般用于存放程序指令和運(yùn)算數(shù)據(jù)，幫助CPU與硬盤(pán)等外部存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，內(nèi)存只能臨時(shí)存放程序的指令和數(shù)據(jù)，當(dāng)電腦關(guān)閉之后，內(nèi)存當(dāng)中的數(shù)據(jù)就會(huì)隨之消失。計(jì)算機(jī)當(dāng)中的程序指令，或者是操作數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制的形式在內(nèi)存當(dāng)中存儲(chǔ)和計(jì)算的。

我們可以將內(nèi)存看作是排成一排的方格，每個(gè)方格可以存儲(chǔ)0或者是1這兩種數(shù)字。

一個(gè)方格也被稱(chēng)為一個(gè)比特位，將8個(gè)連續(xù)的比特分為一組，代表1個(gè)字節(jié)byte。如果將內(nèi)存比作是一棟大樓的話，那么字節(jié)就是大樓當(dāng)中的房間，而每個(gè)房間都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的門(mén)牌，所以每個(gè)字節(jié)都有一個(gè)唯一的地址。那么這些地址也被稱(chēng)為內(nèi)存地址。通過(guò)內(nèi)存地址，我們可以訪問(wèn)內(nèi)存當(dāng)中的每一個(gè)字節(jié)。內(nèi)存地址一般用16進(jìn)制表示，16進(jìn)制表示的數(shù)字用0X開(kāi)頭，假如說(shuō)內(nèi)存地址從八個(gè)0到八個(gè)F，那個(gè)內(nèi)存的大小就是16的八次方，也就是2^32次方個(gè)字節(jié)=4GB大小。

使用Windows當(dāng)中的DEBUG程序，可以模擬并且查看CPU、寄存器，還有內(nèi)存當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，這里我們使用DEBUG命令主要是為了更加直觀的觀察和理解內(nèi)存，觀察到的數(shù)據(jù)并不是當(dāng)前內(nèi)存當(dāng)中真實(shí)的數(shù)據(jù)。那么我們除了使用字節(jié)為單位來(lái)表示內(nèi)存的大小，還可以使用千字節(jié)KB，兆字節(jié)MB，還有千兆字節(jié)GB來(lái)表示，一般現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都是以GB來(lái)形容內(nèi)存的大小，其中1KB等于1024字節(jié)，1MB等于1024KB，1GB等于1024MB，那么2^23方字節(jié)就是4GB了。

那么程序到底是如何運(yùn)行的呢？開(kāi)發(fā)的軟件放在我們電腦的硬盤(pán)上，比如電腦上我們經(jīng)常使用的QQ軟件，點(diǎn)擊QQ圖標(biāo)—》右擊—》屬性?？梢钥吹絈Q是一個(gè).exe可執(zhí)行文件。當(dāng)我們雙擊QQ時(shí)，QQ程序就會(huì)運(yùn)行起來(lái)。程序在運(yùn)行過(guò)程中要先放到從內(nèi)存中。就以這個(gè)QQ為例，QQ.exe文件肯定是用某一個(gè)編譯器生成的文件。通過(guò)在編譯器中寫(xiě)好代碼，然后編譯、連接，將我們學(xué)過(guò)的函數(shù)啊、代碼啊、變量啊等等轉(zhuǎn)換成電腦CPU可識(shí)別的010101數(shù)字。也就是我們寫(xiě)的代碼包含了大量的CPU能識(shí)別的機(jī)器代碼、CPU指令。生成的.exe文件里面就是0101010101

CPU讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，讀取指令控制執(zhí)行相應(yīng)的操作。在CPU內(nèi)部有寄存器、運(yùn)算器和控制器。因?yàn)榧拇嫫骶驮趦?nèi)部，所以說(shuō)內(nèi)存中需要計(jì)算的數(shù)據(jù)首先要將其拿到寄存器中進(jìn)行運(yùn)算，將算好的數(shù)據(jù)送回到內(nèi)存中去。通常CPU會(huì)先將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到寄存器中，然后再對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。假設(shè)內(nèi)存中有塊紅色內(nèi)存空間的值是3，現(xiàn)在想把它的值加1，并將結(jié)果存儲(chǔ)到藍(lán)色內(nèi)存空間。1、CPU首先會(huì)將紅色內(nèi)存空間的值放到EAX寄存器中：mov eax，紅色內(nèi)存空間

2、然后讓EAX寄存器與1相加：add eax，1

3、最后將值賦值給內(nèi)存空間：mov 藍(lán)色內(nèi)存空間，eax

原文標(biāo)題：程序是如何運(yùn)行的呢？

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