Python小达人
Python课程记录在此!我从基础开始学,基本功很扎实~

程序执行原理(科普)

  • 计算机中的 三大件
  • 程序执行的原理
  • 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,分别是:

  1. CPU
    • 中央处理器,是一块超大规模的集成电路
    • 负责 处理数据计算
  2. 内存
    • 临时 存储数据(断电之后,数据会消失)
    • 速度快
    • 空间小(单位价格高)
  3. 硬盘
    • 永久 存储数据
    • 速度慢
    • 空间大(单位价格低)
    • 思考题

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

      02. 程序执行的原理

      1. 程序 运行之前,程序是 保存在硬盘 中的
      2. 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

      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/python3
      
      3. 查看具体文件大小
      $ ls -lh /usr/bin/python3.6

      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!

      • 新闻软件 提供的 新闻内容、评论…… 是数据
      • 电商软件 提供的 商品信息、配送信息…… 是数据
      • 运动类软件 提供的 运动数据…… 是数据
      • 地图类软件 提供的 地图信息、定位信息、车辆信息…… 是数据
      • 即时通讯软件 提供的 聊天信息、好友信息…… 是数据
      • ……

      3.1 思考 QQ 程序的启动过程

      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
      2. 使用一个 别名 标记 QQ 号码 和 QQ 密码 在内存中的位置

      • 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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