CPU的问题 高手来看看

这18条背下来，没人敢和你忽悠CPU

1主频

主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度，这不仅是个片面的，而且对于服务器来讲，这个认识也出现了偏差。至今，没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系，即使是两大处理器厂家Intel和AMD，在这点上也存在着很大的争议，我们从Intel的产品的发展趋势，可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家，有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较，它的运行效率相当于2G的Intel处理器。

所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，我们也可以看到这样的例子：1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟266 GHz Xeon/Opteron一样快，或是15 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。

当然，主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。

2外频

外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。说白了，在台式机中，我们所说的超频，都是超CPU的外频（当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产生异步运行，（台式机很多主板都支持异步运行）这样会造成整个服务器系统的不稳定。

目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FS B)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别

3前端总线(FS B)频率

前端总线(FS B)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽＝(总线频率×数据带宽)/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方，现在的支持 6 4 位的至强Nocona，前端总线是800MHz，按照公式，它的数据传输最大带宽是6 4GB/秒。

外频与前端总线(FS B)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800M B/s。

其实现在“HyperTransport”构架的出现，让这种实际意义上的前端总线(FS B)频率发生了变化。之前我们知道IA-32架构必须有三大重要的构件：内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的芯片组 Intel 7501、Intel7505芯片组，为双至强处理器量身定做的，它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线，配合DDR内存，前端总线带宽可达到43GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题，而且更有效地提高了总线带宽，比方AMD Opteron处理器，灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器，使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话，前端总线(FS B)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。

4、CPU的位和字长

位：在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是 一“位”。

字长：电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别：由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为6 4位的CPU一次可以处理8个字节。 倍频系数

倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的，而AMD之前都没有锁。

6缓存

缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。

L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。

L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB，有的高达2MB或者3MB。

L3 Cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上，当时的L3缓存受限于制造工艺，并没有被集成进芯片内部，而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器，和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要，比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手，由此可见前端总线的增加，要比缓存增加带来更有效的性能提升。

7CPU扩展指令集

CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集，此前MMX包含有57条命令，SSE包含有50条命令，SSE2包含有144条命令，SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集，英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集，AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持，全美达的处理器也将支持这一指令集。

8CPU内核和I/O工作电压

从586CPU开始，CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种，通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电压越低；I/O电压一般都在16~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

9制造工艺

制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已经表示有65nm的制造工艺了。

10指令集

（1）CISC指令集

CISC指令集，也称为复杂指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的缩写）。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个 *** 作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列（也就是IA-32架构）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64（也被成AMD64）都是属于CISC的范畴。

要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU—i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。

虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3，最后到今天的Pentium 4系列、至强（不包括至强Nocona），但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU（如AMD Athlon MP、）都使用X86指令集，所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。

（2）RISC指令集

RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写，中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的，有人对CISC机进行测试表明，各种指令的使用频度相当悬殊，最常使用的是一些比较简单的指令，它们仅占指令总数的20％，但在程序中出现的频度却占80％。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性，使处理器的研制时间长，成本高。并且复杂指令需要复杂的 *** 作，必然会降低计算机的速度。基于上述原因，20世纪80年代RISC型CPU诞生了，相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统，还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”，大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言，RISC的指令格式统一，种类比较少，寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的 *** 作系统UNIX，现在Linux也属于类似UNIX的 *** 作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。

目前，在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类：PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。

（3）IA-64

EPIC（Explicitly Parallel Instruction Computers，精确并行指令计算机）是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多，单以EPIC体系来说，它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说，EPIC体系设计的CPU，在相同的主机配置下，处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。

Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium（开发代号即Merced）。它是64位处理器，也是IA－64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的 *** 作系统，在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后，它又转而寻求更先进的64-bit微处理器，Intel这样做的原因是，它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集，于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说，都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制，在数据的处理能力，系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。

IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容，而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件，它在IA-64处理器上（Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器，这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器，也不是运行x86代码的最好途径（最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码），因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。

（4）X86-64 （AMD64 / EM64T）

AMD公司设计，可以在同一时间内处理64位的整数运算，并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址，同时提供转换为32位定址选项；但数据 *** 作指令默认为32位和8位，提供转换成64位和16位的选项；支持常规用途寄存器，如果是32位运算 *** 作，就要将结果扩展成完整的64位。这样，指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别，其指令字段是8位或32位，可以避免字段过长。

x86-64（也叫AMD64）的产生也并非空穴来风，x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存，而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求，加强x86指令集的功能，使这套指令集可同时支持64位的运算模式，因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算，AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充，但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时，为了同时支持32和64位代码及寄存器，x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式：Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式)，Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器。

而今年也推出了支持64位的EM64T技术，再还没被正式命为EM64T之前是IA32E，这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode，和AMD的X86-64技术类似，采用64位的线性平面寻址，加入8个新的通用寄存器（GPRs），还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似，Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E，只有在运行64位 *** 作系统下的时候，才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成：64位sub-mode和32位sub-mode，同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术，Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。

应该说，这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构，但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方，AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。

11超流水线与超标量

在解释超流水线与超标量前，先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。

超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器，其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频，使得在一个机器周期内完成一个甚至多个 *** 作，其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象，Intel的奔腾4就出现了这种情况，虽然它的主频可以高达14G以上，但其运算性能却远远比不上AMD 12G的速龙甚至奔腾III。

12封装形式

CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。

13、多线程

同时多线程Simultaneous multithreading，简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态，让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源，可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理，提高处理器运算部件的利用率，缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时，SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计，几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据，减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从306GHz Pentium 4开始，所有处理器都将支持SMT技术。

14、多核心

多核心，也指单芯片多处理器（Chip multiprocessors，简称CMP）。CMP是由美国斯坦福大学提出的，其思想是将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较， SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是，当半导体工艺进入018微米以后，线延时已经超过了门延迟，要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下，由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计，每个核都比较简单，有利于优化设计，因此更有发展前途。目前，IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存，提高缓存利用率，同时简化多处理器系统设计的复杂度。

2005年下半年，Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito，采用双核心设计，拥有最少18MB片内缓存，采取90nm工艺制造，它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L1，L2和L3 cache，包含大约10亿支晶体管。

15、SMP

SMP（Symmetric Multi-Processing），对称多处理结构的简称，是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下，一个服务器系统可以同时运行多个处理器，并共享内存和其他的主机资源。像双至强，也就是我们所说的二路，这是在对称处理器系统中最常见的一种（至强MP可以支持到四路，AMD Opteron可以支持1-8路）。也有少数是16路的。但是一般来讲，SMP结构的机器可扩展性较差，很难做到100个以上多处理器，常规的一般是8个到16个，不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见，像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。

构建一套SMP系统的必要条件是：支持SMP的硬件包括主板和CPU；支持SMP的系统平台，再就是支持SMP的应用软件。

为了能够使得SMP系统发挥高效的性能， *** 作系统必须支持SMP系统，如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位 *** 作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指 *** 作系统能够在同一时间让不同的CPU完成不同的任务；多线程是指 *** 作系统能够使得不同的CPU并行的完成同一个任务。

要组建SMP系统，对所选的CPU有很高的要求，首先、CPU内部必须内置APIC（Advanced Programmable Interrupt Controllers）单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器（Advanced Programmable Interrupt Controllers--APICs）的使用；再次，相同的产品型号，同样类型的CPU核心，完全相同的运行频率；最后，尽可能保持相同的产品序列编号，因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候，有可能会发生一颗CPU负担过高，而另一颗负担很少的情况，无法发挥最大性能，更糟糕的是可能导致死机。

16、NUMA技术

NUMA即非一致访问分布共享存储技术，它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统，各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中，Cache 的一致性有多种解决方案，需要 *** 作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来，组成一个节点，每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然，这是在SMP的基础上，再用NUMA的技术加以扩展，是这两种技术的结合。

17、乱序执行技术

乱序执行（out-of-orderexecution），是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后，将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行，在这期间不按规定顺序执行指令，然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术：（branch）指令进行运算时需要等待结果，一般无条件分枝只需要按指令顺序执行，而条件分枝必须根据处理后的结果，再决定是否按原先顺序进行。

18、CPU内部的内存控制器

许多应用程序拥有更为复杂的读取模式（几乎是随机地，特别是当cache hit不可预测的时候），并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件，即使拥有如乱序执行（out of order execution）这样的CPU特性，也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令（无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统）。当前低段系统的内存延迟大约是120－150ns，而CPU速度则达到了3GHz以上，一次单独的内存请求可能会浪费200－300次CPU循环。即使在缓存命中率（cache hit rate）达到99％的情况下，CPU也可能会花50％的时间来等待内存请求的结束－ 比如因为内存延迟的缘故。

你可以看到Opteron整合的内存控制器，它的延迟，与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说，是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器，这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式，有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性能

也是网上找的。

《圣经》中每4节经文就有一句带预言性质，事实就是一本预言书。人们较认识的2,500多个预言，据近年来专家研究发现已有2000多个应验了，而预言的准确性更令历史学家们佩服得五体投地。

你看过末后开启的“上帝封印之书”吗？《圣经》“但以理书”记着：“但以理啊，你要隐藏这话，封闭这书，直到末时。”其开头处便密藏“电脑”二字。现今计算机面世了，美国和以色列等几位数学家和其它专家用不同的程序，惊奇地发现从拿破伦到罗斯福到希特勒、从荷马到毕加索、从莱特兄弟到爱迪生，从世界大战到中国的唐山大地震、拉宾遇刺……所有的人物和事件都在密码的排列中。作者迈克•卓思宁花了5年时间的调查、研究，惊人地发现这本2000多年前成书的基督教《圣经》，竟然是用计算机程序编排的，数学界无法反驳的实验，轰动了世界。于1997年11月，中国敦煌文艺出版社将《圣经密码》出版。

他们把整本希伯来文《圣经》原文采用计算机跳跃码方式，在字符串中寻找名字、单词和词组，最终找到了一系列相关信息，完成了《创世记等距离字母顺序解码》（Equidistant Letter Sequences in the Book of Genesis）。经过耶鲁大学、哈佛大学、希伯来大学多名数学家验证，以及美国Statistical Science杂志（Institute of Mathematical Statistics的机关期刊之一）的3次复核；经过数学分析，证实《圣经密码》为巧合的可能性只有25亿分之一；后来研究人员以更高难度测试，发现为巧合的可能性低至50,000亿亿分之一。于1994年8月，正式发表在Statistical Science杂志上，并且成为世界极畅销的书。

啊，伟大的《圣经》！凡有心去研究，世界上、宇宙中一件新鲜事物一出现，都能在你里面找出来。一个故旧现像一隐匿，都能在你里面寻去处，世上的一切有价值的神秘记录都放射着你的影子。

凡宇宙、世界有的一切信息，《圣经》上都有。中国历史悠久、优良传统的“天道”实体，世界上最古老的人类道德源头就是这《圣经》；摇控人类思想意识的总按扭、世上和平意识的动力源，就是这《圣经》。也只有泄漏在人们眼皮底下的天书──《圣经》才能带人类走进真文明、真天地、作成宇宙的真生命。

单的说，编程就是为了借助于计算机来达到某一目的或解决某个问题，而使用某种程序设计语言编写程序代码，并最终得到结果的过程。

计算机虽然功能十分强大。可以供你上网、打游戏、管理公司人事关系等等，但是没有程序，它就等于是一堆废铁，不会理会我们对它下达的“命令”。于是，我们要驯服它，只有通过一种方式——程序，这也是我们和计算机沟通的唯一方式。

那程序到底是什么呢？

程序也就是指令的集合，它告诉计算机如何执行特殊的任务。

打个比方说，它好比指导你烹调菜品的菜谱或指挥行驶一路到达目的地的交警（或者交通路标）。没有这些特殊的指令，就不能执行预期的任务。计算机也一样，当你想让计算机为你做一件事情的时候，计算机本身并不能主动为我们工作，因此我们必须对它下达指令，而它根本不会也不可能听懂人类自然语言对事情的描述，因此我们必须使用程序来告诉计算机做什么事情以及如何去做？甚至对最简单的任务也需要指令，例如如何取得击键，怎样在屏幕上放一个字母，怎样在磁盘中保存文件等等。

这么麻烦，连这些东西编程都要考虑！怪不得人家说编程好难！你错了，其实许多这样的指令都是现成的，包含在处理芯片中内置于 *** 作系统中，因此我们不必担心它们工作，他们都是由处理器和 *** 作系统来完成的，并不需要我们来干预这些过程。

上面讲到的计算机本身不会主动的做任何事情。因此我们要通过程序的方式来让计算机为我们“效劳”。而这个过程就是我们“编”出来的。编程可以使用某一种程序设计语言来实现，按照这种语言的语法来描述让计算机要做的事情。

我们这里所讲的语法和外语中的语法完全两码事，这里讲的语法只是读你的程序书写做出一写规定而已。

写出程序后，再由特殊的软件将你的程序解释或翻译成计算机能够识别的“计算机语言”，然后计算机就可以“听得懂”你的话了，并会按照你的吩咐去做事了。因此，编程实际上也就是“人给计算机出规则”这么一个过程。

随计算机语言的种类非常的多，总的来说可以分成机器语言，汇编语言，高级语言三大类。

电脑每做的一次动作，一个步骤，都是按照已经用计算机语言编好的程序来执行，程序是计算机要执行的指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。

计算机所能识别的语言只有机器语言，即由构成的代码。但通常人们编程时，不采用机器语言，因为它非常难于记忆和识别。

目前通用的编程语言有两种形式：汇编语言和高级语言。

汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件 *** 作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的 *** 作用命令的形式写出来。

汇编程序的每一句指令只能对应实际 *** 作过程中的一个很细微的动作，例如移动、自增，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错，而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识，但汇编语言的优点也是显而易见的，用汇编语言所能完成的 *** 作不是一般高级语言所能实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。

高级语言是目前绝大多数编程者的选择。和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令并且去掉了与具体 *** 作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。由于省略了很多细节，所以编程者也不需要具备太多的专业知识。

高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，如目前流行的VB、VC、FoxPro、Delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。

(1)解释类：执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”，应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言)，一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。

(2)编译类：编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言)，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件(．OBJ)才能执行，只有目标文件而没有源代码，修改很不方便。现在大多数的编程语言都是编译型的，例如Visual Basic、Visual C++、Visual Foxpro、Delphi等。

这个问题其实很简单。前面我们讲到，程序是人与计算机进行沟通的唯一方式，因此我们要让计算机为我们服务，就必须有程序，而程序从哪里来当然是由我们编写出来了。或许你又会问到另一个问题：现在要什么程序有什么程序，我干嘛还要编程呢这你就错了，现在的程序虽然很多，需要什么样的程序直接到网上不需要很长时间就可以找到类似的，而且有可能就是你所需要的。但是，就好比去买衣服，虽然卖衣服的到处都是，但是哪一件是为你“量身定做”的呢！

程序还能够做很多事情不同的程序可以完成不同的事情。从大的方面到管理国家的财务，小的方面管理家庭的帐务。

又如，如果你想要你的计算机能播放动画，那么你的计算机中也要有相应的动画播放程序，下面所示的就是一个F1ssh动画播放器。我们将会在后面的章节具体讲述这个程序的编制过程。

随着计算机的飞速发展，总会有那么一天将不会编程的人列为“文盲”。你不希望吧那么就好好的学习一种程序设计语言吧。

编程会过时吗

编程会过时吗这个问题，让我先问你一个问题：计算机会消失吗这两者答案是一样的。知道了计算机会不会消失，就知道了编程会不会过时。

编程工具会过时，而编程却不会过时

计算机系统由可以看见的硬倒：系统和看不见的软件系统组成。要使计算机能够正常的工作，仅仅有硬件系统是不行的，没有软倒系统(即没有程序)的计算机可以说只是—堆废铁，什么事情都干不了。例如当你撰写—篇文章的时候，你需要在 *** 作系统中用文字编辑软件来实现文字的输入，但如果没有这些文字输入软件的话，你是否想过如何向计算机中输入文章呢很难想象出如何在一个没有任何软件的计算机(我们称之为裸机)上进行文字的输入。而这些软件其实就是通常我们所说的程序。

编程会过时吗我们从另一个角度来考虑这个问题，计算机有——天会消失吗如果有一天当世界上所有的事情处理都用不到计算机了，那么计算机将会很快的消失，那时编程不仅过时了，而且也会随之消失了。但是计算机会消失吗当然不会，如今计算机应用到每一领域，为人类的发展做出了不可估量的贡献。试想一下如果有一天全世界的计算机突然消失了，那么这个世界将变成什么样子，或许和全世界都停电了一样恐怖，甚至还会有更大的损失。计算机的存在必须要有软件系统来维持。因此编程永远不会、也不可能会过时。

计算机程序设计语言发展到今天，已经从最原始的机器语言发展到如今可视化的集成开发环境，甚至集多种语言在同一开发平台上，像微软的NET平台。回头看看程序设计语言的发展史，不难看出对于编程来说，只会出现编程工具的过时，不会出现编程本身的过时。

不断变化的技术需要不断变化的程序员

从二十世纪60年代以后，计算机得到了突飞猛进的发展。似乎历史上没有任何一门科学的发展速度超过了计算机的发展，无论硬件、软件、还是网络都以惊人的速度向前发展。计算机的硬件发展速度遵循“摩尔定律”每十八个月速度翻一倍(实际现在已超过了这个速度)。 软件的发展速度和硬件一样，二十世纪九十年代中国的软件业还不是很成熟，而现在大大小小 的软件企业四处耸立，共享软件网上随处可见。不断发展的技术需要不断变化的程序员，例如，如今Visual Basic可以快速构Windows下的应用程序，程序设计方面的技术不断发展着，不断引进新的概念、新的方法，如从结构化的C开始，当面向对象的思想被提出后，出现了C++，微软在C++的基础上为使用户构建win32应用程序更加方便，推出了Visual C++。这也就需要程序员也要不断的更新自己的技术。

计算机科学与别的学科很不一样，不像语言学、历史学那样，几乎是永久不变的东西。计算机科学要求不断的更新自己的知识，否则很快就会被淘汰，即便是编程亦是如此。

编写程序是一件很有趣的事情，因为编写程序可以干很多高级的事情。例如我们在后面的章节中介绍如何使用Visual Basic编写Flash动画播放器，以及如何编写下载软件管理器等。如果你愿意的话，你完全可以编写出比这些更高级的程序来。

随着计算机软件业的发展，诞生了“程序员”这个职位。于是便形成了一种理念，编写程 序的人就是程序员，因此编程是程序员的事情。但程序员并不是一开始就是程序员，他们也是从现在我们的位置慢慢成为程序员的。

编写程序是一件很有趣的事情，因为编写程序可以干很多高级的事情。例如我们在后面的章节中介绍如何使用Visual Basic编写Flash动画播放器，以及如何编写下载软件管理器等。如果你愿意的话，你完全可以编写出比这些更高级的程序来。

编程也可以作为——种爱好或兴趣，如果你对它感兴趣学起来就容易多了!因为如果对编程感兴趣的话，就会多看些有关方面的书、多编些小程序上机实践，这些对于学习编程的帮助是非常大的，而且随着学习的进程不断的推进就会觉得它并不是很困难，相反却是很容易的。

总之，在学习编程时一定要坚持不懈，只要有信心、有毅力就一定能学好；不能因为一些似是而非的观念就动摇了自己的信心。

我们一起来编程

面对摆在面前的计算机该如何 *** 作，相信这个问题已经不再是困扰大家的首要问题了。现在软件的种类那么多，在选用的时候“电脑发烧友”的心里是否也想过有一天自己能编写一款属于自己的软件呢想学习编程的朋友在选择程序语言时会不会因为不知道如何选择而大感头痛呢在不知如何下手的时候，朋友们的心中是不是会产生“我是不是可以编程”的思想呢但是又有哪个程序员是不经过学习就能成功的呢!其实编写程序并不是人们所想象的那么困难、那么复杂，每个有心致力于学习计算机的朋友都是可以尝试的!

选择适合自己的程序语言的必要性

目前常用的基本程序语言的种类比较繁多，比较简单的有：Pascal、c语言、qBasic、 Fortran、Visual Basic等等。但前几种都是在DOS下进行编程的工具，Visual Basic是在 Windows下进行应用程序设计的编程工具，现在一般的计算机用户几乎都不再使用DOS了，因此我们通常会选择Visual Basic作为初学者的编程工具。Visual Basic是Windows应用程序设计中最容易上手的编程工具，学习步骤也比较容易被初学者接受。对于刚开始学习编程的初学者来说，还是选择Visual Basic，学习编程语言不能想象着一步登天，一步一个脚印的学习才是最佳方法。

坚定自己学习编写程序的信心

编写程序并不是具有专业知识的人员才有的专利，每个学习计算机的人都可以编写程序，每个人的灵感不同，在编写程序的思路和作法上又有区别。但共同的想法就是编写成功的程序。学习编程是一个漫长的过程，其中要付出艰辛的努力和汗水，不过成功者的喜悦又不是别人所能体会的。克服学习中的困难，努力去实践，要有一个思想：别人能做到的事情自己也一定可以做到。计算机的普及让更多的人有了学习的机会，也让更多的人参与到编程人员的队伍中来，每个人都有编程的权利，机遇给予每个人都是平等的。拿出自己必胜的信心，在编程的道路工勇于进取，相信成功就会在眼前。

三、我可以编程吗

随着计算机软件业的发展，诞生了“程序员”这个职位。于是便形成了一种理念，编写程 序的人就是程序员，因此编程是程序员的事情。但程序员并不是一开始就是程序员，他们也是从现在我们的位置慢慢成为程序员的。

编写程序是一件很有趣的事情，因为编写程序可以干很多高级的事情。例如我们在后面的章节中介绍如何使用Visual Basic编写Flash动画播放器，以及如何编写下载软件管理器等。如果你愿意的话，你完全可以编写出比这些更高级的程序来。

编程也可以作为——种爱好或兴趣，如果你对它感兴趣学起来就容易多了!因为如果对编程感兴趣的话，就会多看些有关方面的书、多编些小程序上机实践，这些对于学习编程的帮助是非常大的，而且随着学习的进程不断的推进就会觉得它并不是很困难，相反却是很容易的。

总之，在学习编程时一定要坚持不懈，只要有信心、有毅力就一定能学好；不能因为一些似是而非的观念就动摇了自己的信心。

四、我们一起来编程

面对摆在面前的计算机该如何 *** 作，相信这个问题已经不再是困扰大家的首要问题了。现在软件的种类那么多，在选用的时候“电脑发烧友”的心里是否也想过有一天自己能编写一款属于自己的软件呢想学习编程的朋友在选择程序语言时会不会因为不知道如何选择而大感头痛呢在不知如何下手的时候，朋友们的心中是不是会产生“我是不是可以编程”的思想呢但是又有哪个程序员是不经过学习就能成功的呢!其实编写程序并不是人们所想象的那么困难、那么复杂，每个有心致力于学习计算机的朋友都是可以尝试的!

选择适合自己的程序语言的必要性

目前常用的基本程序语言的种类比较繁多，比较简单的有：Pascal、c语言、qBasic、 Fortran、Visual Basic等等。但前几种都是在DOS下进行编程的工具，Visual Basic是在 Windows下进行应用程序设计的编程工具，现在一般的计算机用户几乎都不再使用DOS了，因此我们通常会选择Visual Basic作为初学者的编程工具。Visual Basic是Windows应用程序设计中最容易上手的编程工具，学习步骤也比较容易被初学者接受。对于刚开始学习编程的初学者来说，还是选择Visual Basic，学习编程语言不能想象着一步登天，一步一个脚印的学习才是最佳方法。

坚定自己学习编写程序的信心

编写程序并不是具有专业知识的人员才有的专利，每个学习计算机的人都可以编写程序，每个人的灵感不同，在编写程序的思路和作法上又有区别。但共同的想法就是编写成功的程序。学习编程是一个漫长的过程，其中要付出艰辛的努力和汗水，不过成功者的喜悦又不是别人所能体会的。克服学习中的困难，努力去实践，要有一个思想：别人能做到的事情自己也一定可以做到。计算机的普及让更多的人有了学习的机会，也让更多的人参与到编程人员的队伍中来，每个人都有编程的权利，机遇给予每个人都是平等的。拿出自己必胜的信心，在编程的道路工勇于进取，相信成功就会在眼前。

一、计算机语言的发展过程

到目前为止，世界上公布的程序设计语言有上千种之多，常用的也有三十来种，为了有21于正确选择和使用它们，下面我们做一个简单介绍。

(1)汇编语言：

它是依赖于具体计算机的语言，用它编写出的程序，执行效率高，但是只在一些特殊要求或特殊的场合才使用它。

(2)高级语言：

大家可能都听过使用高级语言进行程序设计，但由于对其并不了解，所以总认为这些是很高深的东西。其实并非如此，学习了后面的章节，相信同学会产生编程原来不过如此。

但计算机是不懂得自然语言的(可以理解为高级语言)，而高级语言设计出来的程序如何让计算机去执行呢其实很简单，看了下图后相信大家会明白许多。

现在我们就向大家介绍几种常见的高级语言：

Fortran语言是科学和工程计算中使用的主要编程语言。目前国内使用版本多数是Fortran 66和Fortran77两种。Fortran语言的主要缺点是不能直接支持结构化编程。

Cob0l语言是商业数据处理中广泛使用的语言。由于它本身结构上的特点，使得它能有效的支持与商业处理有关的、范围广泛的过程技术。它的缺点是不简洁。

Algol语言是所有结构化语言的先驱，具有丰富的过程和数据结构。但是，这种语言并没有被广泛采用，主要是由于它本身的历史原因所造成的。

Basic语言是一种解释执行的会话语言。由于它简单易学的特点，它被广泛应用在微型计算机系统中。

PL／／1语言是一个用途广泛的语言。能支持通常的科学工程和商业应用，能描述复杂的数据结构、多重任务处理、复杂的输入输出和表格处理等。

Pascal语言是70年代初期发展起来的结构化程序设计语言，具有特别丰富的数据结构类型。它自问世后，得到了众人的赞赏，也得到了软件开发者的广泛支持。Pascal语言已用于科学、工程和系统程序设计中。我们教育部计算机专业教育会议曾把Pascal语言定为计算机专业程序设计语言。

★C语言是作为UNIX *** 作系统的主要使用语言。由于UNIX *** 作系统的成功，现在C语言也得到了广泛的使用。C语言是有经验的软件工程师设计的，它具有很强的功能，以及高度的灵活性。它和其他的结构化语言一样，能提供丰富的数据类型、广泛使用的指针以及—组很丰富的计算和数据处理使用的运算符。

★C++语言是C语言的扩充。在1980年，贝尔实验室的Bjarne Strotstrup博士及其同事开始对C语言进行改进和扩充，最初被称为“带类的C”，1983年才取名为C++。以及不断完善和发展，成为目前的C++语言。一方面，它将C语言作为它的子集，使它能够与C语言兼容。使许多C语言代码不经修改就可以为C++语言所用以及用C语言编写的众多库函数和和实用软件可以直接用于C++语言中；另一方面。C++语言支持面向对象的程序设计这是它对C语言最重要的改进。

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谁说程序员都是老司机？谁说互联网人常开车？没错，事实就是这样的，前方高能，不信你往下看！

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