计算机程序和功能在哪,一个程序在计算机中是如何运行的

一个程序在计算机中是如何运行的

首先看一段代码：

public class demo {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("小朋友，你是否有很多问号？");

}

}

demo保存在哪？

如下图可见：这个java源文件保存在我本地的E盘，那它又是保存在电脑的什么部分呢？

计算机的五个基本组成部分：

运算器：运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理

控制器：是整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等

存储器：存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息

输入设备：输入设备是计算机的重要组成部分，输入设备与输出设备合你为外部设备

输出设备：输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分，它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来

在计算机中，保存信息主要靠存储器，而存储器又分为内部存储器和外部存储器，内部存储器就是内存了，而这个外部存储器主要就是磁盘了，我们写的这个Java源文件就是存放在电脑中的磁盘了。

那么代码保存到磁盘中之后呢？代码被保存到磁盘之后，接下来就要CPU和内存登场。

CPU和内存

先来看看硬盘、CPU和内存的关系：

在CPU内部设置一个缓存，可以将使用频繁的数据暂时读取到缓存，需要同一地址上的数据时，就不用大老远地再去访问内存，直接从缓存中读取即可。

从这张图可以看出，它们之间数据读取的关系，代码保存到了硬盘中，如果要执行这段代码的话，需要把这段代码从硬盘中读取到内存中，此时的代码已经变成了二进制文件存储在内存中，为了更好的去理解，我们把上面的代码再进一步改写下：

public class demo {

public static void main(String[] args) {

int a = 1;

int b = 2;

sum = a + b;

System.out.println(sum);

}

}

也就是加入了一个基础的加法运算，此时这段代码已经变成二进制文件放到了内存中，现在要继续执行，也就是要执行代码的加法操作，此时的数据a和b，也就是1和2已经是二进制的形式在内存中，现在需要把a和b做加法运算，CPU收到这个指令(将a和b相加)，就会去内存中将a和b读取，然后存放到自己的寄存器中，然后由CPU中的运算器去做加法运算，得到的结果依然放到寄存器中。

内存：内存条知道吧，我们电脑中的内存条，它是属于内部存储器，主要就是用来存放数据的，也可以理解为我们这里说的内存，这是实际存在的，我们可以看得见的内存条，但是关于数据存储，怎么存储，是不是还有点模糊，那么我们抽象点来说，这个内存其实就是一个个的小格子，就像这样：

这些小格子就是用来存放数据和指令的，而且每个格子都有自己的编号，这个编号大家也熟悉，就是我们经常说的内存地址。

CPU主要功能：

从内存中读取数据，然后放到寄存器中

把寄存器中的数据写入到内存

进行数学运算和逻辑运算(加减乘除，AND,OR)

依据相应的条件进行跳转，执行其他指令(一条指令跳转到另外一条指令)

CPU的重点组成部分

寄存器：存储部件，容量非常有限，主要用来存放数据

运算器：是计算的核心，操作寄存器中存放的数据

CPU和内存的交互

根据上面的代码，取数据a和b，那么读取到的数据a和b是被放到了CPU中的寄存器中了，在CPU中有两个比较重要的组件就是运算器和寄存器，寄存器有很多个，再看内存，是一个个的小格子，每个格子有编号，比如说现在数据a和b分别存放在#1和#2上，然后CPU将他们读取放在寄存器R1和R2上

计算a和b的和了，然后就轮到运算器出马了，它会拿到寄存器R1和R2，也就是拿到数据a和b，然后做加法运算

那么计算之后的结果也就是sum，运算器会再次把它放到寄存器，比如R1中，这个时候之前的数据b就会被覆盖，如此一来，CPU和内存就一起完成一次加法运算操作。

总结

总的来说，就是我们写的程序是放在硬盘中的，在运行的时候才会被调入到内存中，也就是说内存中的数据是从硬盘来的，而CPU中寄存器的数据又是从内存中装载进来的，然后CPU会根据相应的指令去操作寄存器中的数据，比如加减乘除什么的，以此来完成一个程序在计算机中的运行。