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1.2 计算机的执行过程

最后更新时间：2021-04-11 12:28:09

计算机

##### 计算机是怎样执行程序的？
比如：`5x30=？`
```c
int z；
int x=5；
int y=30;
z=x*y;
cout<<“5x30=”<<z;
```
`高级语言程序`通过编译器转成`汇编语言`，汇编语言程序再通过编译器转成计算机能直接执行的`机器语言`。
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-10/cDNLYsIyq3nx5Onn8LaGoXYyvWDsVf80dYBLCQDT.png)
##### 计算机的内部结构
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-10/GSqej0rju61h9GgJwdzdRwej2Q1Lh1sCeRi7vlf1.png)
###### 存储器专用寄存器
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-10/ubyWkqbTUNyc0qwnluy0z4ZTdIsMCQNPJ6odG3Hq.png)
###### 控制器专用寄存器
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-10/oBtJxIu6hXMWPdxQvQi9ROIYusRABjwU3TlBpqgJ.png)
我们可以通过下面的例子来说明`MAR（存储器地址寄存器）`和`MDR（存储器数据寄存器）`的工作原理，`MAR`与`MDR`只负责与‘`仓库`’之间按照规定的方式来打交道，它们并不区分要访问的是`指令`还是`数据`，在MDR中，可能存放的是从内存中取出的指令，也可能存放的是与内存交换的数据。`存储器`可以不知道存放的是指令还是数据，但`处理器`肯定需要知道处理的是指令还是数据。所以就有了`PC`和`IR`寄存器。
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-11/IJY5si4o1CFIj7B1FlkUeHduB71PEBEtLnKHnQxV.png)

每一条机器指令有`三部分`，前面四位是操作码，表示指令功能，中间四位表示是寄存器的编号，最后八位表示要读/写的内存数据的地址。

|   汇编语言程序|  机器语言程序 |
| :------------: | :------------: |
|  LOAD R1, M1 |  0000 0001 00000010 |
| ADD R1, M2 |  0001 0001 00000100 |
|  STORE M3, R1  | 0010 0001 00000110 |
从上表可以看出，M1，M2，M3的地址是连续的，它们在内存中连续存放的。
###### 在内存中的`指令`和`数据`
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-11/jVdh1CjopiFRfJoL2JA8jcRFPuV7FX2fqyWMouvv.png)
程序和数据都以二进制形式存放在存储器中，以内存地址进行寻址，我们把内存看作一个`线性数组`，数组元素就是内存最小的访问单位，数组的下标就是内存地址，内存最小访问单位是`8位`，也就是一个`字节`，`内存的地址按字节编码`
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-11/MMYOVg3jHXz9YxZku5Eic5FcnDYMMzadcJ9WQIbV.png)
一条指令执行有三个步骤：
1. 取指令；
1. 解码指令：将指令解码成一系列的控制信号；
1. 执行指令：将控制信号发送给相关部件，执行相应的运算。
重复这三个步骤，就是多个指令的执行过程。
![](https://lj152blog.cn/uploads/article/2020-05-11/fPDgibWJYOxB83xuWyeHxjfWkiZVxin0ejILefV7.png)

1.2 计算机的执行过程

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