计算机系统 -- 计算机

1、计算机组成

计算机是由硬件和软件组成的，这两个部分共同协作完成程序的运行。

2、信息的表示

信息的表示说到底就是位加上下文，比如11011101这一串二进制，在整数的时候它表示221，但如果放在java的class文件中，它可能就代表一个JVM的指令。

3、程序的编译

对于一个简单的C语言程序，一般要经过预处理器，编译器，汇编器和链接器的处理，才能被翻译成一段可执行的二进制文件。

比如：

#include<stdio.h>

int main(){

printf("hello,world!\n");

}

我们保存在hello.c当中，它的翻译过程如下：

 

4、程序的运行

程序的运行由解释器负责，它将逐个解释最终生成的二进制文件并执行。

5、计算机硬件的组成

首先来看一下计算机硬件的大致分布，如图：

总线：贯穿整个系统的是一组电子管道（其实是传输数据的线路），也就是总线。总线传输的是字，字的大小与系统相关，比如在32位的操作系统中，一个字就是4个字节。

I/O设备：I/O设备是系统与外部联系的通道。I/O设备(键盘、鼠标、显示器等)是由控制器（USB控制器）或适配器（图形适配器，即显卡）与I/O总线相连，两者的区别在于一个是主板上的芯片组，一个是主板插槽上的卡。

主存：它是计算机中一个临时存储设备，在处理器执行程序的时候，主存就是临时存放数据的地方。物理上来说，它是由动态随即存取存储器芯片组成，逻辑上来说，它是一组连续的字节数字，每一个字节都有唯一的地址。

处理器：全称中央处理单元，是解释存储在主存中指令的引擎。处理器的核心是一个程序计数器，他在整个计算机运行的期间都会指向一个主存中的一个内存地址，而地址当中则是一个计算机指令。处理器所做的就是不停地执行程序计数器所指向的每一条指令。处理器所做的操作是围绕主存、寄存器文件以及算数/逻辑单元进行的，这里面处理器做的最多的动作就是加载（从主存将数据复制到寄存器）、存储（从寄存器将数据复制到主存）、操作（将两个寄存器的内容复制到算数/逻辑单元进行操作，结果会再次复制到寄存器）以及跳转（改变程序计数器当中的内容）。

处理器当中提到的是指令集结构，不过实际当中指令集的实现是非常复杂的，这么做的目的是为了加速CPU的运算速度。我们可以这样去区分指令集合机构以及微体系结构，指令集结构是指令集的抽象描述，而微体系结构则是这个抽象描述的某一个具体实现，类似于JAVA虚拟机于JAVA虚拟机实现的关系。

 

小结

计算机是由软件与硬件组成的，而硬件有包括了总线、I/O设备、主存以及处理器，其中信息是有位以及上下文表示的，而信息则是从I/O设备以位的形式通过总线进入内存，然后由处理器从内存将信息取出处理。

一个程序的执行，是经历了预处理器、编译器、汇编器以及链接器的处理之后，才最终成为可执行的文件。当程序成为可执行文件时就已经保存在了磁盘上具体的执行过程见下一章。

 

转自：http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/p/computer1.html