一份代码在计算机的简要运行过程-CFANZ编程社区

简要写一份代码

#include <stdio.h>

int main() {
  int n = 2 * 2;
  printf("%d\n", n);
  return 0;
}

我们在此只讨论第四行的运算，IO操作printf在此暂时不做介绍（前面博客已有，关于调用操作系统内核操作的）

在计算机进行运算的时候，其内部大约有三部分在活动：控制器，运算器和存储体。

其中运算器和控制器统称为中央处理器（CPU），输入设备和输出设备统称为IO设备。

运算器：用于实现算术运算（如:加减乘除）、逻辑运算（如:(与或非)

ACC（accumulator）：累加器，用于存放操作数或运算结果
MQ（multiple-quotient register）：乘商寄存器，在乘、除运算时，用存放操作数或运算结果
X：通用的操作数寄存器，用于存放操作数
ALU（arithmetic and logic unit）:算术逻辑单元，通过内部复杂的电路实现算数运算、逻辑运算

一份代码在计算机的简要运行过程_操作数_02

控制器的基本组成：

CU：控制单元，分析指令，给出控制信号
IR：指令寄存器，存放当前执行的指令
PC：程序计数器，存放下一条指令地址，有自动加1功能

存储体：MAR（memory address register）和MDR（memory data register）

MAR：一般是随机访问存储器（RAM），存放地址，一般代表寻址范围
MDR：存放数据，其位数也叫做存储字长
本文说的存储体一般是内存

一份代码在计算机的简要运行过程_操作数_03

执行步骤

首先令（PC）=0，指向第一条指令的存储地址
（PC）->MAR，导致（MAR）=0
M（MAR）->MDR，导致（MDR）=000001（操作码） 0000000101（地址码）
（MDR）->IR，导致（IR）=000001 0000000101
OP（IR）->CU，指令的操作码送到CU，CU分析后得知，这是“取数”指令
Ad（IR）->MAR，指令的地址码送到MAR，导致（MAR）=5
（MAR）->（MDR），（MDR）=2
（MDR）->（ACC），（ACC）=2

搞清楚怎么回事了嘛？我来说一说
PC是程序计数器，当地址总线送入地址的时候，就会到地址存储器（MAR）去寻找该寻找的地址，存储体内部会根据地址去数据存储器（MDR）去寻找相对应的指令（二进制数据，由操作码和地址码组成），然后MDR把指令传给指令寄存器（IR），指令寄存器会把该指令送给CU进行分析指令（谁是操作码，谁是地址码），分析完成之后，得知该指令的操作码和地址码含义，以该题为例，为取数指令，因此此时会把该地址码送给MAR，导致MAR=5，MAR又会去MDR里面寻找，得到答案是2，最后MDR会把数据传送给ACC放着。（取指令，分析指令，指向取数指令）

Are you dong？确实，第一次有点模糊，再来看下一个步骤。

这个步骤我就直接按照前面的步骤来了。