程序运行的基本原理

程序是一种相对于计算电路的一种升维或者说抽象，不需要在具体的运算中重新组合各种基本的电路，而是通过以电信号表示的命令来控制电脑来运行，通过更改命令的执行顺序来改变计算机的具体功能。这就是冯诺依曼存储程序式体系：控制器，运算器，存储器，输入设备，输出设备。具体的工作流程是1在控制器指挥下，从存储器上取出指令；2分析指令，得到计算命令和待操作的数；3从存储器上取出待计算的数放入运算器；4运算器计算结果；5输出到存储器或输出设备。

因此存储器是关键。存储器分为：寄存器（CPU内部，用于存放待操作数和结果）；高速缓存（通常在CPU内部，用做数据缓冲区）；内存；外存。

接下来是具体的命令执行，这需要预先定义好CPU能执行的命令，即CPU的指令集，用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合，典型的有Intel X86指令集和ARM指令集。具体的指令以二进制码表示，包含一个或多个字节，也包含指令码（具体命令）和操作数（要操作的数或地址）。在具体的执行中，把宏观层次的命令转换为满足指令集要求的二进制代码，然后才能在计算机上运行；参见CPU的具体组成成分运算器 ALU和寄存器和控制器的工作流程。

最后程序的执行就是在以上基础进行的，一开始使用机器语言的时候，具体的命令形式是1001010101010011 00011110这样的。这个虽然足够底层能够直接与计算机进行交互，但不是一般人能够搞得定的，于是就有更高层次的抽象，汇编语言，变成add 0 1这种相对来说比较友好的语言；接着就是高级语言了，更加抽象，但接近我们一般人的思维习惯，如d = a*b+c;当然，这是前人的工作成果，他们把很多的细节封装起来，我们这些后人之间调用就行，不用管其具体的转换即具体的编译，不然一句程序有可能转换为多句指令，而且其执行的次序和次数之类的细节，各种内存地址和数据的调用足够使人发疯。

好，接下来就是具体的程序语言的学习了。