3、计算机如何执行指令
计算机指令
从软件工程角度，CPU就是一个指行各种计算机指令的逻辑机器，计算机指令就好比一门cpu能够听懂的语言，也可以叫做机器语言
计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令，程序就是一系列按一定顺序排列的指令，执行程序的过程就是计算机的工作过程。
控制器靠指令指挥机器工作，人们用指令表达自己的意图，并交给控制器执行。一台计算机所能执行的各种不同指令的全体，叫做计算机的指令系统，每一台计算机均有自己的特定的指令系统，其指令内容和格式有所不同。
- 计算机指令执行的代码，要想在Linux操作系统上跑起来，需要把整个程序翻译成一个 汇编语言，这个过程叫做编译成汇编代码
- 对于汇编代码，再用汇编器翻译成机器码，机器码由0和1组成的机器语言表示，这一条条机器码，就是一条条计算机指令，这种16紧张数字，是cpu真正认识的计算机指令
- 由于汇编代码是给程序员看的机器码，所以机器码和汇编码是一一对应的
- 从高级语言到汇编代码，再到机器码，就是一个日常的开发程序，最后变成了cpu可以执行的计算机指令的过程
MIPS是一组由MIPS公司设计出来的cpu指令集，最近将指令集和芯片架构完全开源了
MIPS的指令是一个32位的正式，高6位叫做操作码，也就是代表这条指令具体是一种什么样的指令，剩下的26位有三种形式，I,R,J
- R指令一般是算术和逻辑操作，里面有读写的寄存器地址，如果是逻辑位移操作，后面回应位移的位移量
- I指令，表示在数据传输、条件分支、以及在运算时候使用的非变量
- J指令是一个跳转指令，高6位之外的26位都是一个跳转后的地址
cpu如何执行指令
cpu内部处理过程
- 用高级语言编写程序
- 程序编译后变成机器语言
- 运行时将指令加载到内存中
- cpu解释并执行指令
这个流程中，cpu负责解释和运行最终转换成机器语言的内容
cpu是由两部分：控制单元和算术逻辑单元
- 控制单元：从内存中提取指令并解码执行
- 算术逻辑单元：处理算术和逻辑运算
CPU是计算机的心脏和大脑，它和内容都是由晶体管组成，它接收数据输入，并执行指令处理信息。它与输入输出设备通信，这些设备向cpu发生数据从cpu接收数据
从功能来说，cpu内部由控制器，寄存器，运算器和时钟组成，各个部分通过电信号联通
- 寄存器是中央处理器内的组成部分，他们可以用来暂存指令，数据和地址，可以看作是内存的一种，根据种类的不同，一个cpu内部会有20-100个寄存器
- 控制器负责把内存上的指令，数据读入寄存器，并且根据指令的结果控制计算机
- 运算器负责从内存中读入寄存器的数据
- 时钟负责发出cpu开始计时的时钟信号
也可以说它包括三个部分，算术单元，数据单元，控制单元
cpu的控制单元里，有一个指令指针寄存器，存放的就是下一条指令在内存中的地址，控制单元不断地将代码的指令拿进来，先放入寄存器
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