一、在軟硬件接口中，CPU幫我們做了什么事情

1、從硬件角度看CPU

2、軟件工程師看CPU

3、不同的cpu能聽懂的語(yǔ)言不太一樣

4、不同的指令無(wú)法相通

5、存儲(chǔ)程序型計(jì)算機(jī)

一臺(tái)IBM的Plugboard

二、從編譯到匯編，代碼怎么變成機(jī)器碼？

1、C 語(yǔ)言程序程序案例

1、我們拿一小段真實(shí)的 C 語(yǔ)言程序來(lái)看看。

[root@luoahong c]# cat test.c

int main()

{

int a = 1;

int b = 2;

a = a + b;

}

2、要讓這段程序在一個(gè) Linux 操作系統(tǒng)上跑起來(lái)，我們需要把整個(gè)程序翻譯成一個(gè)匯編語(yǔ)言

[root@luoahong c]# gcc -g -c test.c

[root@luoahong c]# objdump -d -M intel -S test.o

3、在一個(gè) Linux 操作系統(tǒng)上，我們可以簡(jiǎn)單地使用 gcc 和 objdump 這樣兩條命令，把對(duì)應(yīng)的匯編代碼和機(jī)器碼都打印出來(lái)。

[root@luoahong c]# objdump -d -M intel -S test.o

test.o: file format elf64-x86-64

Disassembly of section .text:

0000000000000000 :

int main()

{

0:55 push rbp

1:48 89 e5 mov rbp,rsp

int a = 1;

4:c7 45 fc 01 00 00 00 mov DWORD PTR [rbp-0x4],0x1

int b = 2;

b:c7 45 f8 02 00 00 00 mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x2

a = a + b;

12:8b 45 f8 mov eax,DWORD PTR [rbp-0x8]

15:01 45 fc add DWORD PTR [rbp-0x4],eax

}

18:5d pop rbp

19:c3 ret

2、為什么需要匯編代碼呢？

我們實(shí)際在用 GCC(GUC 編譯器套裝，GUI CompilerCollectipon)編譯器的時(shí)候，可以直接把代碼編譯成機(jī)器碼呀，

為什么還需要匯編代碼呢？原因很簡(jiǎn)單，你看著那一串?dāng)?shù)字表示的機(jī)器碼，是不是摸不著頭腦？但是即使你沒(méi)有學(xué)過(guò)匯編代碼，

看的時(shí)候多少也能“猜”出一些這些代碼的含義。因?yàn)閰R編代碼其實(shí)就是“給程序員看的機(jī)器碼”，也正因?yàn)檫@樣，機(jī)器碼和匯編代碼是一一對(duì)應(yīng)的。

3、從高級(jí)語(yǔ)言—匯編代碼—機(jī)器碼

從高級(jí)語(yǔ)言到匯編代碼，再到機(jī)器碼，就是一個(gè)日常開發(fā)程序，最終變成了 CPU 可以執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令的過(guò)程。

三、解析指令和機(jī)器碼

1、常見(jiàn)指令

你可能一下子記不住，或者對(duì)這些指令的含義還不能一下子掌握，這里我畫了一個(gè)表格，給你舉例子說(shuō)明一下，幫你理解、記憶。

2、MIPS的指令

為了讀起來(lái)方便，我們一般把對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，用 16 進(jìn)制表示出來(lái)。在這里，也就是0X02324020。這個(gè)數(shù)字也就是這條指令對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼。

回到開頭我們說(shuō)的打孔帶。如果我們用打孔代表 1，沒(méi)有打孔代表 0，用 4 行 8 列代表一條指令來(lái)打一個(gè)穿孔紙帶，那么這條命令大概就長(zhǎng)這樣：

四、總結(jié)和延伸

到這里，想必你也應(yīng)該明白了，我們?cè)谶@一講的開頭介紹的打孔卡，其實(shí)就是一種存儲(chǔ)程序型計(jì)算機(jī)。

只是這整個(gè)程序的機(jī)器碼，不是通過(guò)計(jì)算機(jī)編譯出來(lái)的，而是由程序員，用人腦“編譯”成一張張卡片的。對(duì)應(yīng)的程序，也不是存儲(chǔ)在設(shè)備里，而是存儲(chǔ)成一張打好孔的卡片。

但是整個(gè)程序運(yùn)行的邏輯和其他 CPU 的機(jī)器語(yǔ)言沒(méi)有什么分別，也是處理一串“0”和“1”組成的機(jī)器碼而已

這一講里，我們看到了一個(gè) C 語(yǔ)言程序，是怎么被編譯成為匯編語(yǔ)言，乃至通過(guò)匯編器再翻譯成機(jī)器碼的。

除了 C 這樣的編譯型的語(yǔ)言之外，不管是 Python 這樣的解釋型語(yǔ)言，還是 Java 這樣使用虛擬機(jī)的語(yǔ)言，其實(shí)最終都是由不同形式的程序，把我們寫好的代碼，轉(zhuǎn)換成 CPU 能夠理解的機(jī)器碼來(lái)執(zhí)行的。

只是解釋型語(yǔ)言，是通過(guò)解釋器在程序運(yùn)行的時(shí)候逐句翻譯，而 Java 這樣使用虛擬機(jī)的語(yǔ)言，則是由虛擬機(jī)對(duì)編譯出來(lái)的中間代碼進(jìn)行解釋，或者即時(shí)編譯成為機(jī)器碼來(lái)最終執(zhí)行。

然而，單單理解一條指令是怎么變成機(jī)器碼的肯定是不夠的。接下來(lái)的幾節(jié)，我會(huì)深入講解，包含條件、循環(huán)、函數(shù)、遞歸這些語(yǔ)句的完整程序，是怎么在 CPU里執(zhí)行的

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理,P函数,深入浅出计算机组成原理学习笔记：第五讲的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。