程序执行原理（科普）

系统管理员 2024-04-01 18:54 72阅读 0赞

### 目标 ###

1、计算机中的 **三大件**

2、程序执行的原理

3、程序的作用

### 01. 计算机中的三大件 ###

计算机中包含有较多的硬件，但是一个程序要运行，有 **三个** 核心的硬件，分别

**CPU**

1、中央处理器，是一块超大规模的集成电路

2、负责 **处理数据**／**计算**

**内存**

**临时** 存储数据（断电之后，数据会消失）

1、速度快

2、空间小（单位价格高）

**硬盘**

**1、永久** 存储数据

2、速度慢

3、空间大（单位价格低）

### 思考题 ###

1.  1、计算机中哪一个硬件设备负责执行程序？
    
    **CPU**
2.  **内存** 的速度快还是 **硬盘** 的速度快？
    
    **内存**
3.  我们的程序是安装在内存中的，还是安装在硬盘中的？
    
    硬盘
4.  **我买了一个内存条，有 500G 的空间！！！**，这句话对吗？

不对，内存条通常只有 `4G` / `8G` / `16G` / `32G`

1.  **计算机关机之后，内存中的数据都会消失**，这句话对吗？
2.  正确

### 02. 程序执行的原理 ###

![43a5f18f964a421e82ab94e36f7a2512.png][]

*  程序 **运行之前**，程序是 **保存在硬盘** 中的
 *  当要运行一个程序时
    
     *  操作系统会首先让 **CPU** 把程序复制到 **内存** 中
     *  **CPU** 执行 **内存** 中的 **程序代码**

> **程序要执行，首先要被加载到内存**

#### 2.1 Python 程序执行原理 ####

![f41bf291403a43a8b5b90e8899480474.png][]

1、操作系统会首先让 **CPU** 把 **Python 解释器** 的程序复制到 **内存** 中

2、**Python 解释器** 根据语法规则，**从上向下** 让 **CPU** 翻译 **Python 程序中的代码**

**3、CPU** 负责执行翻译完成的代码

**Python 的解释器有多大？**

执行以下终端命令可以查看 Python 解释器的大小

# 1. 确认解释器所在位置
    $ which python
    
    # 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)
    $ ls -lh /usr/bin/python
    
    # 3. 查看具体文件大小
    $ ls -lh /usr/bin/python2.7

> 提示：建立 **软链接** 的目的，是为了方便使用者不用记住使用的解释器是 **哪一个具体版本**

### 03. 程序的作用 ###

> 程序就是 **用来处理数据** 的！

**1、新闻软件** 提供的 **新闻内容、评论……** 是数据

**2、电商软件** 提供的 **商品信息、配送信息……** 是数据

**3、运动类软件** 提供的 **运动数据……** 是数据

**4、地图类软件** 提供的 **地图信息、定位信息、车辆信息……** 是数据

**5、即时通讯软件** 提供的 **聊天信息、好友信息……** 是数据

**6、**……

#### 3.1 思考 QQ 程序的启动过程 ####

![6338a2a7b8f94ec2bf7a304cba52b1fc.png][]

1、QQ 在**运行之前**，是保存在 **硬盘** 中的

**2、运行之后**，QQ 程序就会被加载到 **内存** 中了

#### 3.2 思考 QQ 程序的 **登录** 过程 ####

1、读取用户输入的 **QQ 号码**

2、读取用户输入的 **QQ 密码**

3、将 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 发送给腾讯的服务器，等待服务器确认用户信息

**思考 1**

> 在 QQ 这个程序将 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 发送给服务器之前，**是否需要先存储一下 QQ 号码 和 密码?**

**答案**

肯定需要！—— 否则 QQ 这个程序就不知道把什么内容发送给服务器了！

**思考 2**

> QQ 这个程序把 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 保存在哪里？

**答案**

保存在 **内存** 中，因为 QQ 程序自己就在内存中

**思考 3**

> QQ 这个程序是怎么保存用户的 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 的？

**答案**

1.  在内存中为 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 各自分配一块空间
    
     *  在 QQ 程序结束之前，这两块空间是由 QQ 程序负责管理的，其他任何程序都不允许使用
     *  在 QQ 自己使用完成之前，这两块空间始终都只负责保存 **QQ 号码** 和 **QQ 密码**使用一个 **别名** 标记 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 在内存中的位置![1109e587f85b4136b17fd6feb2ae1fb9.png][]
2.

>  *  在程序内部，为 **QQ 号码** 和 **QQ 密码** 在内存中分配的空间就叫做 **变量**
>  *  **程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的**

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