cpu与指令集

Posted 2022-12-08 盖丽男

讨论一下

作为一个java程序员，我们都知道，当我们写完代码，java文件会被编译为class文件，然后交给jvm去执行，那么这个执行过程是啥样的呢？？
一般我们得到的解答都是，class代码会被解释（或者编译）成机器码，然后机器就知道如何运行了。

当你去查jvm是如何执行我们的代码的，一般回答到“机器码”就结束了，这是令我最不能理解的地方，怎么？计算机不认识我的java代码，就能认识机器码了？机器码是个啥玩意儿？？

机器码

我们来了解一下机器码是什么，来看一下维基百科的解释：

机器语言（machine language）是一种指令集的体系。这种指令集称为机器代码（machine code），是计算机的CPU 或 GPU 可直接解读的资料。

机器代码有时也被称为原生码（Native Code），这个名词比较强调某种编程语言或库与执行平台相关的部分。

机器语言是用二进制代码表示的、计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。不同种类的计算机其机器语言是不兼容的，按某种计算机的机器指令编制的程序不能在另一种计算机上执行。

要用机器语言编写程序，编程人员需首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时，程序员要自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出，还需记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作，编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且，这样编写出的程序完全是0与1的指令代码，可读性差且容易出错。在现今，除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数程序员已经不再学习机器语言。

机器语言是微处理器理解和使用的用于控制它的操作的二进制代码。

继续疑惑

从上面那段话，我们能知道，机器码是一种指令集，使用二进制代码表示，重点是这句：“它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。”
那么，我可以这样理解吗？

cpu=指令集的物理实现？
指令集是接口，cpu就是实现?

是不是可以理解为这样，cpu内的硬件设计，直接对应指令集的设计，比如指令集规定：0000代表读取操作，那么cpu的电路设计应该有一部分是当电路状态为0000的时候，进行读取。

新的疑惑：译码器？

然后继续查资料，带给我新的疑惑，译码器又是个啥？？

译码器是啥子

维基百科是这么解释的：
译码器是电子技术中的一种多输入多输出的组合逻辑电路，负责将二进制代码翻译为特定的对象（如逻辑电平等），功能与编码器相反。译码器一般分为通用译码器和数字显示译码器两大类。

关注重点：“逻辑电平”

那是不是能这么理解，机器码到了译码器，译码器来指挥cpu咋干。好像没啥毛病。