本來LZ是打算好好研究一下JVM源碼的，不過想來想去，LZ覺得應該先了解計算機系統的原理，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系統原理，這是一個漫長的過程，因為《深入理解計算機系統》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，了解計算機系統的運行原理其實是很有必要的。

計算機的組成

計算機是由硬件和軟件組成的，這兩個部分共同協作完成程序的運行。這兩部分如何協作完成程序的運行，是本系列的重點。

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這一串二進制，在表示整數的時候它表示221，但是如果放在JAVA的class文件當中，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，一般要經過預處理器、編譯器、匯編器和鏈接器的處理，才能被翻譯成一段可執行的二進制文件。

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當中。

程序的運行

程序的運行由解釋器負責，它將逐個解釋最終生成的二進制文件并執行。

計算機的硬件組成

首先，我們來看下計算機中硬件的大致分布。

其中有幾個非常重要的部分，一一看下都是什么作用。

總線：貫穿整個系統的是一組電子管道（其實就是傳輸數據的線路），也就是總線。總線傳送的是字，字的大小與系統相關，比如在32位操作系統當中，一個字是4個字節。

I/O設備：I/O設備是系統與外部聯系的通道。I/O設備（鍵盤、鼠標、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：它是計算機中的一個臨時存儲設備，在處理器執行程序的時候，主存就是臨時存放數據的地方。物理上來說，它是由動態隨即存取存儲器芯片組成，邏輯上來說，它是一組連續的字節數組，每一個字節都有唯一的地址。

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器，它在整個計算機運行的期間都會指向一個主存中的一個內存地址，而地址當中則是一個計算機指令。處理器所做的，就是不停的執行程序計數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/邏輯單元進行的，這里面處理器做的最多的動作就是加載（從主存將數據復制到寄存器）、存儲（從寄存器將數據復制到主存）、操作（將兩個寄存器的內容復制到算術/邏輯單元進行操作，結果會再次復制到寄存器）以及跳轉（改變程序計數器當中的內容）。

處理器當中提到的是指令集結構，不過實際當中指令集的實現是非常復雜的，這么做的目的是為了加速CPU的運算速度。我們可以這樣去區分指令集機構以及微體系結構，指令集結構是指令集的抽象描述，而微體系結構則是這個抽象描述的某一個具體實現，類似于JAVA虛擬機與JAVA虛擬機實現的關系。

本章小結

計算機是由軟件與硬件組成的，而硬件又包括了總線、I/O設備、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設備以位的形式通過總線進入主存，然后由處理器從主存將信息取出處理。

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