計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)方面的知識，對于一些非科班出身的同學(xué)來講，一直是他們心中的痛，而對于科班出身的同學(xué)，很多同學(xué)在工作之后，也意識到自身所學(xué)知識的不足與欠缺，想回頭補(bǔ)補(bǔ)基礎(chǔ)知識。關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程很多，內(nèi)容繁雜，但無論是相關(guān)書籍還是大學(xué)課程，都有點(diǎn)脫離工作。特別地，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識體系龐雜，想要從零學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí)都耗時(shí)耗力。

有鑒于此，本系列文章將帶你更快的補(bǔ)足編程必備基礎(chǔ)知識，涵蓋計(jì)算機(jī)領(lǐng)域三大基礎(chǔ)知識：計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這些都是大學(xué)計(jì)算機(jī)課程里面最重要的內(nèi)容。文章對這些內(nèi)容做了提煉和總結(jié)，摒棄了作為程序員不需要掌握的知識。

目的是：

• 幫助大家形成計(jì)算機(jī)知識的結(jié)構(gòu)體系
• 幫助大家理解計(jì)算機(jī)底層原理
• 幫助大家在工作實(shí)踐中借鑒其中的優(yōu)秀設(shè)計(jì)

本篇是計(jì)算機(jī)組成原理之計(jì)算機(jī)的層次與編程語言。

歷史好文：

計(jì)算機(jī)組成原理：計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史

計(jì)算機(jī)組成原理：計(jì)算機(jī)的分類

計(jì)算機(jī)組成原理：計(jì)算機(jī)的體系與結(jié)構(gòu)

歡迎關(guān)注、轉(zhuǎn)發(fā)、收藏、評論

程序翻譯與程序解釋

計(jì)算機(jī)是無法直接理解人類語言的，它只認(rèn)識01010101...這樣的比特位，因此，我們需要進(jìn)行程序翻譯或程序解析，把人類語言翻譯或解析成計(jì)算機(jī)所能理解的語言。

那么程序翻譯和程序解析這兩者之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？為了理解問題，我們引入兩個(gè)語言，一個(gè)是較為高級的計(jì)算機(jī)語言——L1，另一個(gè)是較為低級的計(jì)算機(jī)語言——L0，我們接下來會使用這兩個(gè)語言作為例子來理解什么是程序翻譯，什么是程序解析。

程序翻譯

假設(shè)我們現(xiàn)在使用較為高級的計(jì)算機(jī)語言L1來進(jìn)行程序的邏輯描述，也就是說我們使用L1來編寫程序，那么這個(gè)由L1編寫的程序是怎么樣執(zhí)行的呢？當(dāng)然了，它不是直接執(zhí)行的，而是在執(zhí)行的時(shí)候生成一個(gè)邏輯等價(jià)的由低級語言L0組成的程序，這個(gè)L0是計(jì)算機(jī)實(shí)際執(zhí)行的語言，那么由L1生成L0這個(gè)過程，我們稱之為程序翻譯，用于生成L0的工具叫編譯器。

程序翻譯過程

程序解析

同樣的，假如我們使用L1來進(jìn)行程序的邏輯描述，那么這個(gè)由L1編寫的程序是怎樣執(zhí)行的呢？為了執(zhí)行L1，我們還需要使用L0實(shí)現(xiàn)另外一個(gè)程序，這個(gè)程序把L1程序作為輸入來進(jìn)行執(zhí)行，每一句L1程序會在L0所實(shí)現(xiàn)的程序里面進(jìn)行等價(jià)的轉(zhuǎn)換，然后執(zhí)行，這就是程序的解析，其中，使用L0實(shí)現(xiàn)的程序叫做解釋器。

程序解釋的過程

簡要的總結(jié)程序翻譯和程序解析：

對于前面的兩個(gè)例子而言，計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令都是L0

翻譯過程生成新的L0程序，解釋過程不生成新的L0程序

解釋過程由L0編寫的解釋器去解釋L1程序

理解了程序翻譯和程序解釋，我們來看下常見的編程語言，哪些語言是翻譯型語言，哪些是解釋型語言，如下圖：

翻譯型語言和解釋型語言

對于常見的，我們還有Java和C#，它們又屬于哪種語言呢？其實(shí)，嚴(yán)格的來說，它們既不屬于翻譯型語言，也不屬于解釋型語言，它們是屬于翻譯+解釋型語言。

如何理解翻譯+解釋型語言呢？以Java程序的運(yùn)行過程為例，Java程序首先會被編譯器編譯成JVM字節(jié)碼，然后會通過解釋器解釋成機(jī)器碼，從而被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。

計(jì)算機(jī)的層次與編程語言

按層次來劃分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的話，我們可以劃分成七個(gè)層次。

計(jì)算機(jī)的層次

下面逐一介紹每一層。

硬件邏輯層：主要由門電路、觸發(fā)器等邏輯電路組成，屬于電子工程的領(lǐng)域，這里就不展開介紹了。

微程序機(jī)器層：編程語言主要是微指令集，微指令所組成的微程序直接交由硬件執(zhí)行，主要是由生產(chǎn)硬件的公司的程序員來編寫的。

傳統(tǒng)機(jī)器層：編程語言主要是CPU指令集(機(jī)器指令)，和硬件是直接相關(guān)的，程序員所用機(jī)器指令編寫的程序可以交由微程序直接進(jìn)行解析，而這里提到的指令集，存儲在CPU內(nèi)部，對CPU的運(yùn)算進(jìn)行指導(dǎo)和優(yōu)化，擁有指令集，CPU就可以有效地運(yùn)行。我們知道，CPU的制造商分為AMD和Intel兩大陣營，那么這兩大廠商生產(chǎn)的CPU最大的區(qū)別是——指令集不同，Intel的CPU所使用的指令集不適合AMD的CPU，同樣的，AMD的CPU所使用的指令集也不適合Intel。除了不同廠商以后，同一個(gè)廠商也可以生產(chǎn)不同指令集的CPU，即不同架構(gòu)的CPU使用不同的CPU指令集。

微指令、微程序、機(jī)器指令的概念

操作系統(tǒng)層：操作系統(tǒng)，一方面，向上提供了簡易的操作界面，使得用戶能夠容易地操作計(jì)算機(jī)；同時(shí)，向下對接了指令系統(tǒng)，管理硬件資源。操作系統(tǒng)對用戶程序所使用機(jī)器的各種資源進(jìn)行管理和分配，包括CPU、存儲器等等，比如說，當(dāng)一個(gè)用戶程序需要運(yùn)行的時(shí)候，首先由操作系統(tǒng)將其加載到內(nèi)存中，這就需要操作系統(tǒng)首先為其分配內(nèi)存空間來進(jìn)行存儲。再比如說，某一個(gè)程序需要使用某一個(gè)輸出設(shè)備進(jìn)行結(jié)果輸出的時(shí)候，需要操作系統(tǒng)為其提供該設(shè)備的控制權(quán)。由此可見，操作系統(tǒng)是在軟件和硬件之間的適配層。

匯編語言層：編程語言是匯編語言，匯編語言可以翻譯成可直接執(zhí)行的機(jī)器語言，完成這個(gè)翻譯過程的程序就是匯編器。從這一層開始，它們所使用的編程語言就是人類比較容易理解的語言了。

高級語言層：編程語言就是為廣大程序員所接受的高級語言，種類非常多，由幾百種，常見的編程語言有Python、Java、C/C++、Golang等。

應(yīng)用層：計(jì)算機(jī)針對某種用途而設(shè)計(jì)的應(yīng)用，像Word、Excel等。

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的微机原理和计算机组成原理一样吗_计算机组成原理：计算机的层次与编程语言...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。