CPU,内存,硬盘,指令之间的关系

       CPU是英文Central Processing Unit(中央处理器)的缩写,相当于计算机的大脑,它的内部由数百万至数亿个晶体管构成,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。从功能方面来看,CPU的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟四个部分构成,各部分之间由电流信号相互连通,它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

       从都具有存储程序命令和数据这点来看,内存和磁盘的功能是相同的。不过,内存利用电流来实现存储,磁盘利用磁效应来实现存储。从存储容量来看,内存是高速高价,而磁盘则是低速廉价。

       计算机中主要的存储部件是内存和磁盘。磁盘中存储的程序,必须要加载到内存后才能运行。在磁盘中保存的原始程序是无法直接运行的。这是因为,负责解析和运行程序内容的CPU,需要通过内部程序计数器来指定内存地址,然后才能读出程序。即使CPU可以直接读取并运行磁盘中保存的程序,由于磁盘读取速度慢,程序的运行速度还是会降低。总之,存储在磁盘中的程序需要读入到内存后才能运行。

       指令是指示计算机执行某种操作的命令,它由一串二进制数码组成。CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合,称为指令集。CPU的指令集从主流的体系结构上分为精简指令集和复杂指令集。嵌入式系统中的主流ARM处理器使用的是精简指令集,而桌面领域的处理器大部分使用的是复杂指令集,主流的是Intel的X86处理器。

       所以,当计算机想要打开某个存储在硬盘上的程序时,指令会控制CPU来执行读取的相关工作,然后磁盘中的程序会加载到内存中,接着在内存中运行程序并打开。通过以上CPU,内存,硬盘,指令的协调工作,我们想打开的应用程序正在运行并很快会出现在显示器上面。