学习：CPU，内存，硬盘，指令以及他们之间的关系

Posted 2020-09-01

　　CPU：即中央处理器，内部由大量晶体管组成。主要由四部分构成：寄存器、控制器、运算器、时钟。

　　　　寄存器：用来暂存指令、数据等处理对象。（可以看作是内存的一种）

　　　　控制器：负责把内存上的指令、数据等读入寄存器，并根据指令的执行结果来控制计算机。

　　　　运算器：负责运算从内存读到寄存器的数据。

　　　　时钟：负责发出CPU开始计时的时钟信号。

　　程序启动后，根据时钟信号，控制器会从内存中读取指令和数据。通过对这些指令加以解释和运行，运算器就会对数据进行运算，控制器根据运算的结果来控制计算机。

 

　　内存：计算机主储存器。通过控制芯片等与CPU相连，主要负责储存指令和数据。内存的逻辑模型是楼房，一层可以储存一个字节的数据，楼层号表示地址。那么通过地址的指定，就可以对数据进行读写的操作。

　　　　硬盘中储存的程序，必须要加载到内存中才能被运行。因为CPU需要通过内部程序计数器来制定内存地址，才能读出程序。

 

　　硬盘：也是储存部件，优势是储存容量大，价格低廉。缺点是读取速度慢。

　　　　硬盘上的程序 --- 内存上的程序 --- CPU执行

　　

　　指令：指示计算机执行某种操作的命令。它由一串二进制数码组成。一般包括操作码和地址码。

　　　　CPU发出指令地址 --- 从地址储存器中读取指令 --- 把指令存入指令寄存器 --- 将操作码译码后进行操作 --- 修改程序计数器的值，并形成下一条要执行指令的地址。

 

　　结合编写程序来说，大致的运行过程：

　　　　高级语言编写程序 --- 将编写的程序转译后转换成机器语言的文件 --- 程序运行时，在内存中生成该文件的副本 --- CPU解释并执行程序内容