計算機的組成

      計算機是由硬體和軟體組成的，這兩個部分共同協作完成程式的執行。這兩部分如何協作完成程式的執行，是本系列的重點。

資訊的表示

      資訊的表示說到底就是位加上下文。舉個小例子，比如11011101這一串二進位制，在表示整數的時候它表示221，但是如果放在JAVA的class檔案當中，它可能代表一個JVM的指令。

程式的編譯

      對於一個簡單的C語言程式來說，一般要經過前處理器、編譯器、

      比如對於一個簡單的C語言程式，如下。

#include <stdio.h>int main()
{
     printf("hello,world\n");    
}

      我們儲存在hello.c當中，那麼它的翻譯過程如下。

程式的執行 

      程式的執行由直譯器負責，它將逐個解釋最終生成的二進位制

計算機的硬體組成

      首先，我們來看下計算機中硬體的大致分佈，如下圖。

       其中有幾個非常重要的部分，一一看下都是什麼作用。

      匯流排：貫穿整個系統的是一組電子管道（其實就是傳輸資料的線路），也就是匯流排。匯流排傳送的是字，字的大小與系統相關，比如在32位作業系統當中，一個字是4個位元組。

      I/O裝置

      主存：它是計算機中的一個臨時儲存裝置，在處理器執行程式的時候，主存就是臨時存放資料的地方。物理上來說，它是由動態隨即存取儲存器晶片組成，邏輯上來說，它是一組連續的位元組陣列，每一個位元組都有唯一的地址。

      處理器：全稱中央處理單元，是解釋儲存在主存中指令的引擎。處理器的核心是一個程式計數器，它在整個計算機執行的期間都會指向一個主存中的一個記憶體地址，而地址當中則是一個計算機指令。處理器所做的，就是不停的執行程式計數器所指向的每一條指令。處理器所做的操作是圍繞主存、暫存器檔案以及算術/邏輯單元進行的，這裡面處理器做的最多的動作就是載入（從主存將資料複製到暫存器）、儲存（從暫存器將資料複製到主存）、操作（將兩個暫存器的內容複製到算術/邏輯單元進行操作，結果會再次複製到暫存器）以及跳轉（改變程式計數器當中的內容）。

       處理器當中提到的是指令集結構，不過實際當中指令集的實現是非常複雜的，這麼做的目的是為了加速CPU的運算速度。我們可以這樣去區分指令集機構以及微體系結構，指令集結構是指令集的抽象描述，而微體系結構則是這個抽象描述的某一個具體實現，類似於JAVA虛擬機器與JAVA虛擬機器實現的關係。

總結 ：計算機是由軟體與硬體組成的，而硬體又包括了匯流排、I/O裝置、主存以及處理器，其中資訊是由位以及上下文表示的，而資訊則是從I/O裝置以位的形式通過匯流排進入主存，然後由處理器從主存將資訊取出處理。

       一個程式的執行，是經歷了前處理器、編譯器、彙編器以及連結器的處理之後，才最終成為可執行的檔案。當程式成為可執行檔案時就已經儲存在了磁碟上，具體的執行過程在下一章再總結。

Hello world的執行

       我們以linux系統為例，當我們執行一個簡單的列印字串的C程式時，我們需要在命令列輸入./hello以及回車去執行該程式。在整個執行過程中，計算機主要做了三件事，或者說經歷了三個階段來完成程式的執行。

1、linux的外殼掃描使用者輸入的字元

       當我們在鍵盤輸入./hello時，linux的外殼程式（也就是命令列）會掃描我們輸入的字元，將這些字元一一讀入到暫存器當中，然後再一一放入主存。換句話說，./hello這幾個字元是經過了CPU中的暫存器從而到達了主存。下面LZ將這一過程的圖示畫出來。

2、載入hello檔案的程式碼以及資料到主存

       這一過程的觸發是在我們按下回車的那一刻，此時系統會將儲存在磁碟上的hello檔案載入到主存，而此過程會利用一種叫做儲存器存取的技術，使得資料不通過暫存器直接到達主存。下圖是這一過程的圖示。

3、根據主存中程式碼的指令執行程式

       在程式碼以及程式所需要的資料載入到主存後，CPU就開始從main函式的起始位置，依次執行程式碼中的指令。由於我們的程式碼只是簡單的輸出“hello world”這樣的字串，因此係統只是將這個字串依次載入到暫存器，然後傳輸到顯示器終端顯示。這個過程如下圖。

總結 ：本章只是簡單的介紹了一下hello程式的執行過程，我們可以簡單的這麼理解，hello程式的執行，其實就是將資料和程式碼載入到主存，並由CPU從主存獲取指令從而執行的過程。

原文連結：http://www.cnblogs.com/zuoxiaolong/archive/2013/09/20/computer1.html