第5章 计算机执行程序的过程

计算机程序的执行过程1.程序的编译和链接编译的过程一般包括词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和优化等步骤。

词法分析将程序的字符序列分解为一个个的词法单元，语法分析根据语法规则检查程序的语法是否正确，语义分析对程序的语义进行分析，代码生成将程序翻译成机器语言的目标代码，优化则对目标代码进行优化，提高程序的执行效率。

链接的过程是将程序中引用的外部函数和库函数与目标代码进行连接，生成最终的可执行代码。

链接的过程主要分为静态链接和动态链接两种。

静态链接是将外部函数和库函数的代码直接拷贝到目标代码中，形成一个独立的可执行文件。

而动态链接是将外部函数和库函数的代码保留在独立的动态链接库文件中，程序执行时动态地加载和链接这些库文件。

2.程序的加载和执行程序的加载是将可执行代码从存储介质（如硬盘）读取到内存中的过程。

在加载的过程中，操作系统将程序的代码和数据加载到指定的内存地址，并为程序分配和管理所需的内存空间。

加载完成后，操作系统会将程序的执行权交给计算机的处理器。

处理器根据程序计数器中的指令地址，从内存中取出指令进行解码和执行。

处理器按照指令的顺序逐个执行，对数据进行读取、运算和存储等操作，直到程序执行完毕或遇到跳转指令等控制流程的改变。

3.程序的退出当程序执行完最后一条指令或遇到退出指令时，程序将正常退出。

在退出的过程中，程序执行的结果可能会被写入到存储介质中，以便下次运行时读取。

同时，处理器和操作系统会释放程序占用的内存空间和其他资源，并将控制权返回给操作系统。

此外，程序的执行过程中还可能会遇到中断或异常情况。

例如，硬件故障、非法指令或非法操作等都可能导致程序的执行被中断。

当发生异常时，操作系统通常会捕捉并处理异常，例如显示错误信息、重新执行或终止程序等。

总结起来，计算机程序的执行过程包括编译和链接、加载和执行以及退出等阶段，其中编译和链接将高级语言程序转换为机器语言目标代码，加载将目标代码从存储介质加载到内存中，执行则是处理器按照指令的顺序进行运算和操作，退出则是程序正常结束并释放资源。

计算机的工作原理计算机是现代社会的重要工具，它的工作原理涉及到多个方面，包括硬件和软件。

下面将详细介绍计算机的工作原理。

一、计算机的硬件组成1. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令、进行数据处理和控制计算机的运行。

它由控制单元和算术逻辑单元组成。

2. 存储器：计算机的存储器用于存储程序和数据。

主要包括内存（RAM）和外存（硬盘、固态硬盘等）。

内存用于暂时存储正在执行的程序和数据，而外存用于长期存储。

3. 输入设备：计算机的输入设备用于将外部信息输入到计算机中。

常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。

4. 输出设备：计算机的输出设备用于将计算机处理后的结果显示给用户。

常见的输出设备有显示器、打印机、音频设备等。

5. 总线：计算机的各个部件之间通过总线进行数据传输和通信。

总线分为数据总线、地址总线和控制总线。

二、计算机的工作过程1. 启动过程：当计算机开机时，首先进行自检（POST）以检测硬件是否正常。

然后加载操作系统（如Windows、Linux等）到内存中。

2. 程序执行过程：计算机执行程序的基本步骤是取指令、译码、执行和访存。

CPU从内存中取出指令，然后译码并执行，执行过程中可能需要访问内存或者外设。

3. 输入输出过程：用户通过输入设备将数据输入到计算机中，计算机经过处理后，将结果通过输出设备显示给用户。

4. 存储器管理：计算机的存储器管理包括内存的分配和回收。

操作系统负责管理内存，将程序和数据加载到内存中，并在不使用时释放内存。

5. 文件管理：计算机的文件管理包括文件的创建、读取、写入和删除等操作。

操作系统通过文件系统管理文件，为用户提供方便的文件操作接口。

三、1. 二进制系统：计算机采用二进制系统进行数据的存储和处理。

二进制系统由0和1两个数字组成，计算机通过电子开关来表示0和1。

2. 运算方式：计算机进行运算时采用逻辑运算和算术运算。

逻辑运算包括与、或者、非等操作，而算术运算包括加、减、乘、除等操作。

大学计算机基础第五章第五章软件技术基础1.程序设计语言（1）机器语言和汇编语言由计算机硬件系统可以识别的指令组成的语言称为机器语言。

汇编语言是将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记符。

由于计算机只能识别机器语言，所以汇编语言通常需要通过汇编程序翻译为机器语言。

汇编语言的翻译软件称为汇编程序，它可以将程序员写的助记符直接转换为机器指令，然后由计算机去识别和执行。

用机器语言编写的程序是计算机可以直接执行的程序。

用机器语言编写的程序，代码长度短，执行效率高。

但是，这种语言的缺点也很明显。

最主要的是编写机器语言程序必须要熟知CPU 的指令代码，编写程序既不方便，又容易出错，调试查错也非常困难。

而且编写的程序只能在特定的机器上运行，没有通用性。

（2）高级语言高级语言源程序翻译为指令代码有两种做法：编译或者解释。

编译通过编译程序来完成。

解释则是通过解释程序完成。

解释的结果产生可以直接执行的指令。

编译的结果是得到目标程序。

目标程序也是要经过连接才会得到可执行程序目前应用比较广泛的几种高级语言由FORTRAN/BASIC/PASCAL/C等。

（3）面向对象的语言（4）未来的语言2、语言处理程序语言处理程序是把源程序翻译成机器语言的程序，可分为三种：汇编程序、编译程序和解释程序。

（1）汇编程序把汇编语言源程序翻译成机器语言程序的程序称为汇编程序，翻译的过程称为汇编。

汇编程序在翻译源程序时，总是对源程序从头到尾一个符号一个符号地进行阅读分析，一般用两遍扫描完成对源程序的加工转换工作。

汇编语言在翻译的同时，还对各种形式的错误进行检查和分析，并反馈给用户，以便修改。

反汇编程序也是一种语言处理程序，它的功能与汇编程序相反，它能把机器语言程序转换成汇编语言程序。

（2）编译程序编译程序是把高级语言源程序（如Fortran、Pascal、C 等）翻译成目标程序（机器语言程序）的一种程序，翻译的过程称为编译。

（3）解释程序解释程序也是一种对高级语言源程序进行翻译处理及的程序。

为了加深初学者对51单片机指令的理解，现在把指令执行的过程在此详细说明，希望对你有启发!单片机执行程序的过程，实际上就是执行我们所编制程序的过程。

即逐条指令的过程。

计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。

即取指令-----分析指令-----执行指令。

取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。

如指令要求操作数，则寻找操作数地址。

计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

一般计算机进行工作时，首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器，然后逐条取出执行。

但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中,因而一开机即可执行指令。

下面我们将举个实例来说明指令的执行过程。

转自21ic基础知识开机时，程序计算器PC变为0000H。

然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。

执行过程实际上就是取出指令(取出存储器中事先存放的指令阶段)和执行指令(分析和执行指令)的循环过程。

例如执行指令：MOV A,#0E0H，其机器码为“74H E0H”，该指令的功能是把操作数E0H送入累加器，0000H单元中已存放74H，0001H单元中已存放E0H。

当单片机开始运行时，首先是进入取指阶段，其次序是：1 程序计数器的内容(这时是0000H)送到地址寄存器;2 程序计数器的内容自动加1(变为0001H);3 地址寄存器的内容(0000H)通过内部地址总线送到存储器，以存储器中地址译码电跟，使地址为0000H的单元被选中;4 CPU使读控制线有效;5 在读命令控制下被选中存储器单元的内容(此时应为74H)送到内部数据总线上，因为是取指阶段，所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。

至此，取指阶段完成，进入译码分析和执行指令阶段。

计算机执⾏程序代码的过程分析计算机语⾔的分类：计算机语⾔的分类，⼤体上可以分为机器语⾔，汇编语⾔，⾼级语⾔三⼤类。

机器语⾔:计算机能够直接执⾏的是机器语⾔，由⼆进制代码来组成，可以直接对硬件进⾏操作，对于⼈来说，⾮常不容易编写。

汇编语⾔:汇编语⾔的是指和机器语⾔是相同的，都是直接对硬件进⾏操作，采⽤的是英⽂缩写的标⽰符。

同样需要我们将每⼀步的具体操作都要⽤语⾔写出来，⽐较复杂（相对于⾼级语⾔，但是肯定⽐机器语⾔好多啦）。

⾼级语⾔:⾼级语⾔是将很多机器的指令合并，去掉了很多细节，⼤⼤简化了程序，对于程序员的要求也低了很多。

现在常⽤的C,C++,JAVA等等语⾔，都属于⾼级语⾔。

但是⾼级语⾔不能直接对硬件进⾏操作。

再来看⼀下⼏个概念。

编译，汇编过程，解释，脚本，解释型语⾔，编译型语⾔。

由于计算机智能读懂机器语⾔，所以汇编语⾔和⾼级语⾔必须经过⼀些列的处理来转化为机器语⾔才可以。

对于汇编语⾔，这个转化过程，就是通过汇编程序，把汇编语⾔转化为机器语⾔，这个过程，成为汇编过程。

对于⾼级语⾔，就是通过编译过程，使之转化为机器语⾔。

（编译过程中其实也是经历了先编译成汇编语⾔，再通过汇编程序转化为机器语⾔的过程）⼀般通过编译器来执⾏。

编译器的翻译过程，其实是分为编译和解释两种的。

编译就是对于⾼级语⾔，⼀次性转化为可执⾏的机器语⾔，然后执⾏（执⾏的时候就没有编译器什么事⼉啦）；⽽解释，相当于是⼀边转化，⼀边运⾏的，中间不⽣成可执⾏的⽂件，⽽每⼀次运⾏，都需要重新解释⼀遍。

不像编译可以⼀次编译，后⾯⽆论执⾏多少次都不⽤再重来了（代码不变的话）。

从字⾯上理解，通过编译来执⾏的语⾔是编译型语⾔，通过解释来运⾏的是解释⾏语⾔。

解释型语⾔有⾃⼰的解释器。

java语⾔我们在上⾯没有说，应该它不是标准的编译型也不是标准的解释型。

java也需要编译，但是它是编译成java字节码⽂件，相当于可以直接运⾏在javaVm(虚拟机）上的机器代码。

第5 章习题参考答案第5 章习题参考答案1．请在括号内填入适当答案。

在CPU 中：(1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR）；(2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR）(3)算术逻辑运算结果通常放在（DR）和（通用寄存器）。

2．参见图 5.15 的数据通路。

画出存数指令“ STO Rl， (R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl 的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。

标出各微操作信号序列。

解：STO R1, (R2)的指令流程图及为操作信号序列如下：STO R1, (R2)(PC)→ARPC O, G, AR i(M) → DR R/W=R(DR) → IR DR O , G, IR i(R2) → AR R2O , G, AR i(R1) → DR R1O , G, DR i(DR) → M R/W=W~3．参见图 5.15 的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将 (R3)为地址主存单元的内容取至寄存器 R2 中，标出各微操作控制信号序列。

解：LAD R3, (R0) 的指令流程图及为操作信号序列如下：LAD (R3), R0(PC)→ AR PC O, G, AR i(M) → DR R/W=R(DR) → IR DR O , G, IR i(R3) → AR R3O , G, AR i(M) → DR R/W=R(DR) → R0DR O , G, R0i~4．假设主脉冲源频率为 10MHz，要求产生 5 个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。

解：5．如果在一个 CPU 周期中要产生 3 个节拍脉冲；T l＝200ns，T2=400ns，T3=200ns，试画出时序产生器逻辑图。

解：取节拍脉冲 T l、 T2、T3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。

所以取时钟源提供的时钟周期为 200ns，即，其频率为 5MHz. ；由于要输出 3 个节拍脉冲信号，而 T3的宽度为 2 个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是 4 个时钟周期，所以除了 C4外，还需要 3 个触发器—— C l、C2、C3；并令T1C 1C2；T1C 2C3；T3C1 C 3，由此可画出逻辑电路图如下：6．假设某机器有 80 条指令，平均每条指令由 4 条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。

计算机程序执行流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、程序编写与保存1.1 选择编程语言1.1.1 确定项目需求1.1.2 根据需求选择合适的编程语言1.2 编写代码1.2.1 设计程序架构1.2.2 编写功能模块1.2.3 调试代码1.3 保存代码文件1.3.1 选择合适的文件格式1.3.2 命名规范1.3.3 保存至指定目录二、编译过程2.1 词法分析2.1.1 读取源代码2.1.2 分词2.1.3 生成词法单元2.2 语法分析2.2.1 构建抽象语法树2.2.2 检查语法错误2.3 语义分析2.3.1 类型检查2.3.2 变量声明与作用域分析2.4 生成中间代码2.4.1 生成三地址码2.4.2 生成四元式2.5 代码优化2.5.1 消除公共子表达式2.5.2 循环展开2.5.3 删除无效代码2.6 目标代码生成2.6.1 选择目标架构2.6.2 生成汇编代码2.6.3 生成机器码三、程序执行3.1 加载程序3.1.1 打开可执行文件3.1.2 将程序加载至内存3.1.3 初始化程序状态3.2 执行程序3.2.1 执行main函数3.2.2 调用子函数3.2.3 执行循环与条件语句3.3 结束程序3.3.1 执行清理操作3.3.2 释放内存资源3.3.3 返回操作系统。

信息科技第5课算法的执行算法的执行是指将算法转化为可以被计算机执行的程序代码，并在计算机上执行算法的过程。

在现代信息科技中，算法的执行是非常重要的一部分，它决定了计算机程序的运行效率和准确性。

本文将介绍算法的执行过程以及常用的执行方法。

算法的执行过程可以分为以下几个步骤：1.语言转换：将算法的伪代码转换为特定编程语言的代码。

不同的编程语言有不同的语法和特性，因此算法的实现需要根据具体的编程语言进行转换。

常用的编程语言有Python、Java、C++等。

2.编译/解释：将转换后的程序代码编译或解释为机器语言，以便计算机能够理解和执行。

编译是将程序代码转换为机器语言的过程，生成可执行文件；解释是逐行执行程序代码的过程，不生成可执行文件。

3.运行时：执行编译/解释后的程序代码，计算机按照算法的要求进行相应的计算和操作。

在运行时，计算机会按照程序的逻辑顺序执行代码，执行各种算术运算、逻辑判断、数据存储等操作。

4.输出结果：将最终的计算结果输出，可以是在屏幕上显示、保存到文件中或者通过网络传输等方式展示。

在算法的执行过程中，常用的执行方法有以下几种：1.顺序执行：按照程序代码的顺序逐行执行，适用于没有分支或循环结构的简单算法。

2.分支执行：根据条件判断结果，选择不同的执行路径。

常用的分支执行结构有if-else、switch-case等。

3.循环执行：重复执行一段代码，直到满足退出条件。

常用的循环结构有for循环、while循环等。

4.递归执行：在算法中调用自身进行计算。

递归算法可以简化程序代码，但需要注意递归的退出条件，否则可能导致无限递归。

在执行算法时，还需要关注算法的时间复杂度和空间复杂度。

时间复杂度描述了算法执行所需的时间量级，空间复杂度描述了算法执行所需的存储空间量级。

常用的时间复杂度有O(1)、O(log n)、O(n)、O(n log n)、O(n^2)等，常用的空间复杂度有O(1)、O(n)等。

简述程序在计算机中的执行过程
计算机程序是一组指令的集合，它们被设计用于在计算机中执行特定的任务。

程序的执行过程可以分为四个基本阶段：编译、装载、执行和结束。

编译是将程序语言源代码转换为计算机可执行代码的过程。

编译器将源代码翻译成机器语言，生成可执行文件。

这个文件包含了程序的指令和数据，以及其他必要的信息，如程序入口点和内存分配等。

装载是将可执行文件加载到内存中的过程。

在此过程中，操作系统将程序加载到可用内存中的某个位置，并配置程序所需的资源，如内存和IO设备等。

这个过程还可能包括动态链接和库文件的加载。

执行是程序在计算机中运行的过程。

计算机在处理器中加载并执行程序的指令，一次执行一个指令。

这个过程是程序执行的核心，它将程序中的数据和操作转换为计算机可以理解的指令。

结束是程序执行完成的过程。

在程序完成任务或遇到错误时，程序将退出。

此时，操作系统将回收程序使用的内存和其他资源，并通知用户程序的状态。

综上所述，程序的执行过程涉及编译、装载、执行和结束四个基本阶段。

这些阶段都是程序在计算机中运行的必要过程，它们共同构成了程序在计算机中执行的完整过程。

- 1 -。