本來LZ是打算好好研究一下JVM源碼的,，不過想來想去，LZ覺得應(yīng)該先了解計算機(jī)系統(tǒng)的原理，再去研究JVM源碼的精妙,。因此LZ決定潛下心來好好研究下計算機(jī)系統(tǒng)原理，這是一個漫長的過程,，因為《深入理解計算機(jī)系統(tǒng)》這本書很厚,，而且這種書一般看起來速度不會太快。因此LZ打算做好每一個階段的記錄,，有興趣的猿友可以跟著LZ一起看下,，了解計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行原理其實是很有必要的。

計算機(jī)的組成

計算機(jī)是由硬件和軟件組成的,，這兩個部分共同協(xié)作完成程序的運(yùn)行,。這兩部分如何協(xié)作完成程序的運(yùn)行，是本系列的重點(diǎn),。

信息的表示

信息的表示說到底就是位加上下文,。舉個小例子，比如11011101這一串二進(jìn)制,，在表示整數(shù)的時候它表示221,，但是如果放在JAVA的class文件當(dāng)中，它可能代表一個JVM的指令,。

程序的編譯

對于一個簡單的C語言程序來說,，一般要經(jīng)過預(yù)處理器、編譯器,、匯編器和鏈接器的處理,，才能被翻譯成一段可執(zhí)行的二進(jìn)制文件。

比如對于一個簡單的C語言程序,，如下,。

#include <stdio.h>
   
int main()
{
    printf("hello,world\n");    
}
我們保存在hello.c當(dāng)中。

程序的運(yùn)行

程序的運(yùn)行由解釋器負(fù)責(zé),，它將逐個解釋最終生成的二進(jìn)制文件并執(zhí)行,。

計算機(jī)的硬件組成

首先,，我們來看下計算機(jī)中硬件的大致分布。

其中有幾個非常重要的部分,，一一看下都是什么作用,。

總線：貫穿整個系統(tǒng)的是一組電子管道（其實就是傳輸數(shù)據(jù)的線路），也就是總線,?？偩€傳送的是字，字的大小與系統(tǒng)相關(guān),，比如在32位操作系統(tǒng)當(dāng)中,，一個字是4個字節(jié)。

I/O設(shè)備：I/O設(shè)備是系統(tǒng)與外部聯(lián)系的通道,。I/O設(shè)備（鍵盤,、鼠標(biāo)、顯示器等）由控制器（USB控制器）或者適配器（圖形適配器,，也就是顯卡）與I/O總線相連,，兩者的區(qū)別在于一個是主板上的芯片組，一個是主板插槽上的卡,。

主存：它是計算機(jī)中的一個臨時存儲設(shè)備，在處理器執(zhí)行程序的時候,，主存就是臨時存放數(shù)據(jù)的地方,。物理上來說，它是由動態(tài)隨即存取存儲器芯片組成,，邏輯上來說,，它是一組連續(xù)的字節(jié)數(shù)組，每一個字節(jié)都有唯一的地址,。

處理器：全稱中央處理單元,，是解釋存儲在主存中指令的引擎。處理器的核心是一個程序計數(shù)器,，它在整個計算機(jī)運(yùn)行的期間都會指向一個主存中的一個內(nèi)存地址,，而地址當(dāng)中則是一個計算機(jī)指令。處理器所做的,，就是不停的執(zhí)行程序計數(shù)器所指向的每一條指令,。處理器所做的操作是圍繞主存、寄存器文件以及算術(shù)/邏輯單元進(jìn)行的,，這里面處理器做的最多的動作就是加載（從主存將數(shù)據(jù)復(fù)制到寄存器）,、存儲（從寄存器將數(shù)據(jù)復(fù)制到主存）、操作（將兩個寄存器的內(nèi)容復(fù)制到算術(shù)/邏輯單元進(jìn)行操作,，結(jié)果會再次復(fù)制到寄存器）以及跳轉(zhuǎn)（改變程序計數(shù)器當(dāng)中的內(nèi)容）,。

處理器當(dāng)中提到的是指令集結(jié)構(gòu),，不過實際當(dāng)中指令集的實現(xiàn)是非常復(fù)雜的，這么做的目的是為了加速CPU的運(yùn)算速度,。我們可以這樣去區(qū)分指令集機(jī)構(gòu)以及微體系結(jié)構(gòu),，指令集結(jié)構(gòu)是指令集的抽象描述，而微體系結(jié)構(gòu)則是這個抽象描述的某一個具體實現(xiàn),，類似于JAVA虛擬機(jī)與JAVA虛擬機(jī)實現(xiàn)的關(guān)系,。

本章小結(jié)

計算機(jī)是由軟件與硬件組成的，而硬件又包括了總線,、I/O設(shè)備,、主存以及處理器，其中信息是由位以及上下文表示的,，而信息則是從I/O設(shè)備以位的形式通過總線進(jìn)入主存,，然后由處理器從主存將信息取出處理。

一個程序的執(zhí)行,，是經(jīng)歷了預(yù)處理器,、編譯器、匯編器以及鏈接器的處理之后,，才最終成為可執(zhí)行的文件,。當(dāng)程序成為可執(zhí)行文件時就已經(jīng)保存在了磁盤上，具體的執(zhí)行過程在下一章再總結(jié),。