想象一个最简单的场景, 我们打开记事本, 然后通过键盘输入123, 则显示器上就显示出了123. 这个过程, 计算器为我们完成了那些操作呢? 这一切是如何运转的呢? 首先看一下计算机的结构.
冯诺依曼计算机主要由CPU, 存储器, 输入设备和输出设备组成. 其中CPU又由运算器和控制器组成. 存储器就是内存, 内存断电内容就会丢失. 键盘鼠标等都是输入设备, 显示器打印机等属于输出设备.
我们的程序最初都在硬盘中存储, 包括操作系统. 硬盘是没有办法直接和CPU进行交互的, 必须先加载到内存中才能被CPU处理. 开机其中一个主要步骤就是将硬盘的操作系统加载到内存. CPU可以看做计算机的大脑, 所有程序的控制和数据的计算都需要由CPU完成. 我们知道计算机是二进制存储的, 所以内存中保存的是010101这样的二进制序列, 其中包括指令和数据, 这两者从存储形式上并没有区别. 指令是能够被CPU执行的命令, 比如加法指令, 左移指令.
再回到最初的场景中, 记事本程序原来存储在硬盘中. 我们打开时候, 就会加载到内存中, 然后CPU读取其指令, 成功执行. 键盘输入数据的时候, CPU按照输入执行对应指令, 并通过输出设备进行展示.
