程序是怎样跑起来的

程序是指示计算机每一步动作的一组指令以及每个指令相应的数据。

使用C、Java 、Python和go等语言编写的应用程序，最终都会转化成机器语言，这样CPU才能够直接识别和执行。CPU根据转化为机器语言的程序的指令来进行数据运算，并控制整个计算机。

CPU是怎么运作的呢？不得不从CPU的组成说起。CPU由寄存器、控制器、运算器和时钟共四个部分组成，各部分间由电流信号相互连通。寄存器可用来暂存指令、数据等处理对象，可以将其看作是内存的一种。根据种类的不同，一个CPU内部会有20～100个寄存器。控制器负责把内存上的指令、数据等读入寄存器，并根据指令的执行结果来控制整个计算机。运算器负责运算从内存读入寄存器的数据。时钟负责发出CPU开始计时的时钟信号。

CPU获取的指令和数据来自内存，但怎么从内存获取的呢？通常说的内存是计算机的主存储器（main memory），又叫主存。主存通过控制芯片等与CPU相连，主要负责存储指令和数据。主存由可读写的元素构成，每个字节（1字节=8位）都带有一个地址编号。CPU通过该地址(内存地址)读取主存中的指令和数据，也可以写入数据，但主存中存储的指令和数据会随着计算机的关机而自动清除。

磁盘中存储的程序，必须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，因为负责解析和运行程序内容的CPU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可以直接读出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。

用户发出启动程序的指示后，Windows等操作系统会把硬盘中保存的程序复制到内存中，比如程序运行的开始位置为0100，则会会将程序计数器（CPU寄存器的一种）设定为0100，然后程序便开始运行。根据时钟信号，控制器会从内存中读取指令和数据，CPU每执行一个指令，程序计数器的值就会自动加1。然后，CPU的控制器就会参照程序计数器的数值，从内存中读取命令并执行。也就是说，程序计数器决定着程序的流程。

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