计算机执行指令的过程是怎样的

取指令、分析指令、执行指令、取下一条指令。

1、首先是取指令和分析指令。按照程序规定的次序，从内存储器取出当前执行的指令。

2、送到控制器的指令寄存器中，对所取的指令进行分析，即根据指令中的 *** 作码确定计算机应进行什么 *** 作。

3、根据指令分析结果，由控制器发出完成 *** 作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机有关部件完成这一 *** 作。

4、为下一条取指令作好准备。

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。

扩展资料：

在计算机中， *** 作要求和 *** 作数地址都由二进制数码表示，分别称作 *** 作码和地址码，整条指令以二进制编码的形式存放在存储器中。

指令的种类和多少与具体的机型有关，在此不详述，请参见具体的机器资料手册。

指令的顺序执行，将完成程序的执行，因而有必要了解指令的执行过程。首先是取指令和分析指令。按照程序规定的次序，从内存储器取出当前执行的指令，并送到控制器的指令寄存器中，对所取的指令进行分析，即根据指令中的 *** 作码确定计算机应进行什么 *** 作。

其次是执行指令。根据指令分析结果，由控制器发出完成 *** 作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机有关部件完成这一 *** 作，同时，还为取下一条指令作好准备。

参考资料来源：百度百科--计算机指令

一、编译时与运行时的内存情况

1编译时不分配内存

编译时是不分配内存的。此时只是根据声明时的类型进行占位，到以后程序执行时分配内存才会正确。所以声明是给编译器看的，聪明的编译器能根据声明帮你识别错误。

2运行时必分配内存

运行时程序是必须调到“内存”的。因为CPU（其中有多个寄存器）只与内存打交道的。程序在进入实际内存之前要首先分配物理内存。

3编译过程

只能简单说一下，因为如果要详细的话，就是一本书了《编译原理》。编译器能够识别语法，数据类型等等。然后逐行逐句检查编译成二进制数据的obj文件，然后再由链接程序将其链接成一个EXE文件。此时的程序是以EXE文件的形式存放在磁盘上。

4运行过程

当执行这个EXE文件以后，此程序就被加载到内存中，成为进程。此时一开始程序会初始化一些全局对象，然后找到入口函数（main()或者WinMain()），就开始按程序的执行语句开始执行。此时需要的内存只能在程序的堆上进行动态增加/释放了。

各区段功能说明：

1、程序代码区:存放函数体的二进制代码。

2、全局区（静态区）（static）:全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 程序结束后由系统释放。

3、文字常量区 :常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。

4、堆区（heap）: 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

5、栈区（stack）:由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其 *** 作方式类似于数据结构中的栈。

计算机的指令执行过程分为以下四步：

1、了解指令的执行过程。

按照程序规定的次序，从内存储器取出当前执行的指令。

2、对所取出的指令进行分析。

将指令送到控制器的指令寄存器中，对所取的指令进行分析，即根据指令中的 *** 作码确定计算机应进行什么 *** 作。

3、执行指令。

根据指令分析结果，由控制器发出完成 *** 作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机有关部件完成这一 *** 作。

4、为下一条指令做准备。

计算机指令的执行过程还包括为取出下一条指令作好准备。

扩展资料

关于计算机的指令的使用需注意下面的几个问题：

1、标签名、属性名及属性值都是大小写敏感的。

2、属性值必须使用一对单引号或双引号括起来。

3、在等号（=）与值之间不能有空格。

4、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。

参考资料来源：百度百科-计算机指令

1、预处理

在这一阶段，源码中的所有预处理语句得到处理，例如：#include语句所包含的文件内容替换掉语句本身，所有已定义的宏被展开。

根据#ifdef，#if等语句的条件是否成立取舍相应的部分，预处理之后源码中不再包含任何预处理语句。

GCC预处理阶段可以生成i的文件，通过选项-E可以使编译器在预处理结束时就停止编译。例如：gcc -E -o helloi helloc

2、编译

这一阶段，编译器对源码进行词法分析、语法分析、优化等 *** 作，最后生成汇编代码。这是整个过程中最重要的一步，因此也常把整个过程称为编译。

可以通过选项-S使GCC在进行完编译后停止，生成s的汇编程序。例如：gcc -S -o hellos helloc

3、汇编

这一阶段使用汇编器对汇编代码进行处理，生成机器语言代码，保存在后缀为o的目标文件中。

当程序由多个代码文件构成时，每个文件都要先完成汇编工作，生成o目标文件后，才能进入下一步的链接工作。

目标文件已经是最终程序的某一部分了，只是在链接之前还不能执行。可以通过-c选项生成目标文件：gcc -c -o helloo helloc

4、链接

经过汇编以后的机器代码还不能直接运行。为了使 *** 作系统能够正确加载可执行文件，文件中必须包含固定格式的信息头，还必须与系统提供的启动代码链接起来才能正常运行，这些工作都是由链接器来完成的。gcc -o hello helloc

5、运行：执行EXE文件，得到运行结果。

第一步(编译): 创建完源文件之后，程序会先被编译为class文件。Java编译一个类时，如果这个类所依赖的类还没有被编译，编译器就会先编译这个被依赖的类，然后引用，否则直接引用，这个有点象make。

如果java编译器在指定目录下找不到该类所其依赖的类的class文件或者java源文件的话，编译器话报“cant find symbol”的错误。

第二步（运行）：java类运行的过程大概可分为两个过程：1、类的加载 2、类的执行。需要说明的是：JVM主要在程序第一次主动使用类的时候，才会去加载该类。也就是说，JVM并不是在一开始就把一个程序就所有的类都加载到内存中，而是到不得不用的时候才把它加载进来，而且只加载一次。

特别说明：java类中所有public和protected的实例方法都采用动态绑定机制，所有私有方法、静态方法、构造器及初始化方法<clinit>都是采用静态绑定机制。而使用动态绑定机制的时候会用到方法表，静态绑定时并不会用到。

扩展资料：

Java整个编译以及运行的过程相当繁琐，本文通过一个简单的程序来简单的说明整个流程。

Java代码编译:是由Java源码编译器来完成;

Java字节码的执行:是由JVM执行引擎来完成

Java程序从源文件创建到程序运行要经过两大步骤：

1、源文件由编译器编译成字节码（ByteCode）

2、字节码由java虚拟机解释运行。因为java程序既要编译同时也要经过JVM的解释运行，所以说Java被称为半解释语言（ "semi-interpreted" language）。

为了使计算机程序得以运行，计算机需要加载代码，同时也要加载数据，然后由处理器执行指令。整个过程可以总结为编译、链接、装载、执行。

1、编译

编译过程又可以被分为两个阶段：编译、汇编。

编译是指编译器读取字符流的源程序，对其进行词法与语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码。

汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的命令，每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。汇编相对于编译过程比较简单，根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可。

2、链接

链接的主要内容是将各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各个模块之间能够正确地衔接。链接又分为静态链接和动态链接：

静态链接是指在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中去，这样可执行文件会比较大；

动态链接则是指链接阶段仅仅只加入一些描述信息，而程序执行时再从系统中把相应动态库加载到内存中去。

3、装载

程序在经过链接后，得到了可执行文件，下一步就需要将可执行程序加载到内存中。

由于现代 *** 作系统均采用分页的方式来管理内存，所以 *** 作系统只需要读取可执行文件的文件头，之后建立起可执行文件到虚拟内存的映射关系，而不需要真正的将程序载入内存。

4、运行

加载器将可执行目标文件中的代码和数据从磁盘复制到内存中，然后通过跳转到程序的第一条指令或入口点来运行程序。

在程序的运行过程中，CPU发现有些内存页在物理内存中并不存在并因此触发缺页异常，此时CPU将控制权限转交给 *** 作系统的异常处理函数， *** 作系统负责将此内存页的数据从磁盘上读取到物理内存中。

数据读取完毕之后， *** 作系统让CPU jmp到触发了缺页异常的那条指令处继续执行，此时指令执行就不会再有缺页异常了。

扩展资料

为使计算机按预定要求工作，首先要编制程序，无论是最早的 *** 作系统还是现代 *** 作系统，程序的运行都是计算机工作的本质。

早期计算机是单任务执行，由程序员直接编写 *** 作系统可以识别的机器语言，到现在可以实现多道程序并行，并且程序的开发由更利于程序员理解的高级语言编写，源程序在经过一系列翻译过程，变成计算机理解的机器语言，再执行。

整个程序执行的过程，需要CPU、内存、程序代码、设备等配合，才能实现程序要表达的功能。

参考资料来源：百度百科-计算机

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