基礎概念
- 程序是指令和數據的組合體，被複制到內存才能運行。
- 內存地址是保存指令和數據的場所，通過地址標記。
- CPU 能識別和執行的只有機器語言。
CPU 結構
CPU 內部由寄存器、控制器、運算器和時鐘四個部分構成，由電流信號相互連通
- 寄存器： 保存指令、數據
- 控制器： 讀取內存輸入寄存器，控制指令流轉
- 運算器： 運算寄存器中的數據
- 時鐘：發出計時信號，代表運算速度
寄存器
程序是把寄存器作爲對象來描述的，程序運行就是依賴寄存器的控制。
- 存儲的內容既可以是指令也可以是數據
- 數據分爲“用於運算的數值”和“表示內存地址的數值”兩種。數據種類不同，存儲該數值的寄存器也不同
累加寄存器 –> 運算的數值
基址寄存器和變址寄存器 –> 表示內存地址的數值
標誌寄存器 –> 運算處理後的CPU的狀態
程序計數器 –> 下一條指令所在內存的地址
棧寄存器 –> 棧區域的起始地址
程序函數的處理
- 機器語言的 call 指令和 return 指令能夠解決這個問題。函數調用使用的是 call 指令，而不是跳轉指令。在將函數的入口地址設定到程序計數器之前，call 指令會把調用函數後要執行的指令地址存儲在名爲棧的主存內。函數處理完畢後，再通過函數的出口來執行 return 命令。return 命令的功能是把保存在棧中的地址設定到程序計數器中
CPU 處理
CPU 能執行的主要機器語言指令
- 數據轉送指令 –> 寄存器和內存、內存和內存、寄存器和外圍設備之間的數據讀寫操作
- 運算指令 –> 用累加寄存器執行算術運算、邏輯運算、比較運算和移位運算
- 跳轉指令 –> 實現條件分支、循環、強制跳轉等
- call/return指令 –> 函數的調用/返回調用前的地址
參考：
《程序是怎樣跑起來的》一書
http://cs.hnjk.net/T24Courses/2411/main/page/c040200.html