CPU,內存,硬盤,指令之間的關係

CPU是英文Central Processing Unit(中央處理器)的縮寫,相當於計算機的大腦,它的內部由數百萬至數億個晶體管構成,是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。從功能方面來看,CPU的內部由寄存器、控制器、運算器和時鐘四個部分構成,各部分之間由電流信號相互連通,它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。
從都具有存儲程序命令和數據這點來看,內存和磁盤的功能是相同的。不過,內存利用電流來實現存儲,磁盤利用磁效應來實現存儲。從存儲容量來看,內存是高速高價,而磁盤則是低速廉價。
計算機中主要的存儲部件是內存和磁盤。磁盤中存儲的程序,必須要加載到內存後才能運行。在磁盤中保存的原始程序是無法直接運行的。這是因爲,負責解析和運行程序內容的CPU,需要通過內部程序計數器來指定內存地址,然後才能讀出程序。即使CPU可以直接讀取並運行磁盤中保存的程序,由於磁盤讀取速度慢,程序的運行速度還是會降低。總之,存儲在磁盤中的程序需要讀入到內存後才能運行。
指令是指示計算機執行某種操作的命令,它由一串二進制數碼組成。CPU中用來計算和控制計算機系統的一套指令的集合,稱爲指令集。CPU的指令集從主流的體系結構上分爲精簡指令集和複雜指令集。嵌入式系統中的主流ARM處理器使用的是精簡指令集,而桌面領域的處理器大部分使用的是複雜指令集,主流的是Intel的X86處理器。
所以,當計算機想要打開某個存儲在硬盤上的程序時,指令會控制CPU來執行讀取的相關工作,然後磁盤中的程序會加載到內存中,接着在內存中運行程序並打開。通過以上CPU,內存,硬盤,指令的協調工作,我們想打開的應用程序正在運行並很快會出現在顯示器上面。
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