2、计算机编程基础与数据存储格式

计算机编程基础与数据存储格式

1. 计算机硬件信号与程序执行

计算机硬件中存在多种信号类型。以PCI - E总线为例，当安装计算机显卡时可能会用到它，其相同的物理连接在不同时间分别传输地址和数据。

程序执行是计算机运行的核心过程。程序由存储在内存中的一系列指令组成。创建新程序时，一般使用编辑器以高级语言（如C、C++或Java）编写源代码。编辑器将源代码视为数据，通常存储在磁盘文件中。接着，使用编译器将高级语言语句转换为机器码指令，这些指令同样存储在磁盘文件里。编译器将源代码和生成的机器指令都当作数据处理。

程序执行时，CPU从磁盘文件将机器码指令加载到内存，大多数程序包含的常量数据也会被读入内存。CPU通过从内存读取（即提取）每条指令并执行来运行程序，同时根据程序需求提取数据。

当CPU准备执行程序中的下一条指令时，会将该指令在内存中的位置放在地址总线上，并在控制总线上放置读信号。内存子系统响应，将指令放在数据总线上，供CPU复制。若CPU被指示从内存读取数据，也会经历相同的过程。若要将数据存储到内存，CPU会将数据放在数据总线上，将数据存储的内存位置放在地址总线上，并在控制总线上放置写信号，内存子系统会将数据复制到指定的内存位置。

编辑 - 编译 - 执行方案存在一些变体。解释器会将编程语言转换为机器指令，但不将指令保存到文件，而是立即执行。还有一种情况是编译器将编程语言转换为中间速记语言，存储在文件中，由解释器执行。

大多数程序会访问I/O设备，部分用于与人交互（如键盘、鼠标、屏幕），部分用于机器可读I/O（如磁盘）。I/O设备与CPU和内存相比速度很慢，且时序特性差异很大。因此，I/O设备与CPU和内存之间的数据