计算机执行程序的过程可以总结如下:
输入 :用户通过键盘、鼠标等输入设备将数据和指令输入计算机。存储:
数据被存储在内存中,而程序(指令序列)也被加载到内存中。
处理
CPU从内存中取出指令并执行。CPU由运算器和控制器组成,其中运算器执行算术和逻辑运算,控制器负责指令的读取和执行。
程序执行过程中,计算机会根据程序中的逻辑和算法进行数据的处理和计算,最终得出结果并输出。
输出:
处理后的结果通过输出设备如显示器、打印机等展示给用户。
控制:
CPU中的控制单元根据程序中的指令来控制整个计算机系统的操作。
数据交换:
内存通过总线与CPU交互,数据在CPU和内存之间通过总线传输。
指令执行:
CPU执行指令的过程中,首先从内存中取指令,然后解析指令,最后执行指令。具体步骤包括:
计算机将程序计数器PC的内容(例如00H)送至地址寄存器AR,记为PC→AR。
程序计数器PC的内容自动加1变为01H,为取下一个指令字节作准备,记为PC+1→PC。
地址寄存器AR将00H通过地址总线送至存储器,经地址译码器译码,选中00号单元,记为AR→M。
CPU发出"读"命令。
所选中的00号单元的内容B0H读至数据总线DB,记为00H→DB。
程序加载
操作系统在文件系统的帮助下找到可执行程序,并加载到内存中。加载过程包括解析可执行程序,识别机器指令和程序依赖的全局变量等信息,并将它们复制到内存中。
执行
程序被加载到内存中后,开始从程序的第一条指令开始运行,由计算机的控制器推动。CPU通过地址总线找到程序的第一条指令在内存中的位置,然后通过数据总线把这条指令从内存读入到CPU的寄存器中,接着对指令进行译码并执行。这个过程会一直持续到程序遇到停止指令为止,或者出现其他异常情况导致程序终止。
总结来说,计算机执行程序的过程涉及输入、存储、处理、输出、控制、数据交换、指令执行和程序加载等多个步骤,这些步骤由计算机的硬件和软件系统共同协作完成。