計算機是怎麼工作的?

2021-06-14 08:16:38 字數 2237 閱讀 7671

試驗題目:計算機是怎麼樣工作的?

實驗環境:ubuntu 9.10

實驗內容和步驟:

在linux下c

**經過預處理,編譯成彙編**,彙編成目標**和鏈結成

elf可執行檔案,依次生成

.cpp  .s .o  elf

檔案,下面通過

example.c

觀察其過程

1、預處理 gcc  -e -o example.cpp example.c

預處理的過程主要處理那些源**檔案中以「#

」開始的預編譯指令,如

#include

,#define

等內聯展開等,下面擷取的一部分預編譯後的檔案

可通過wc

指令檢視具體的差異

example.c 

和 example.cpp 

具體的差異會發現明顯的比原始檔大不少

1、編譯成彙編** gcc -x cpp-output -s -o example.s  example.cpp

檢視彙編**

3、把彙編**彙編成目標**  

gcc -x assembler -c example.o example.s 

4、把目標**鏈結成elf

可執行** 

gcc  -o example example.o

example.s無法檢視到**的實際執行位址,於是用

gdb 

的disas

反彙編檢視

命令如下:

gdb    example

disas   main

disas   f

disas   g

main 反彙編

f  函式反彙編

g 函式反彙編

分析整個程式的執行過程

pushl  %ebp                                   //入棧,該

ebp是

main

函式的基址位址

movl  %esp,

%ebp                        // %ebp = %esp ,ebp

指向新函式的基址位址,此時與

esp一樣指向棧底

subl   $4 , %esp                           //棧向下生長,

esp=esp-4

movl   $8,(%esp)                         //把8放入

esp所指的記憶體空間中,即入棧,區域性變數儲存

call    f                                           //等價於

push  %eip                          //eip 

存放當前指令的下一條指令

movl  0x80483b8f  %eip   //進入對f呼叫

f: push   %ebp

mov   %esp,

%ebp

sub    $0x4  %esp

mov   $0x8(%esp), %eax   //把

esp+88放入

eax中

這裡可以看到把8傳給f

不是直接把實參傳遞,而是對其做 乙個copy

的副本傳遞的

mov   %eax  ,(%esp)         //把

eax中的值放入

esp所指的記憶體的中

call   0x80483b4//呼叫g函式

相當於:push   %eip

mov  $0x80483b4  %eip

以上是單個程式的執行過程,但是在多工的情況下情況是什麼樣的呢?

在單核的計算機系統中不存在真正的並行運算/執行,在任務的執行是在巨集觀上並行,微觀上序列,他的執行過程是,每個任務在執行時,以時間輪片的方式(多種策略中的一種),給每乙個任務設定乙個時間片,當時間片用完時,觸發中斷,系統呼叫另外乙個任務執行,在中斷的過程中要確保下一次任務能正確的返回被中斷處繼續執行,這就要求,儲存當前被中斷的任務要執行的下一條指令入棧,待到返回時能夠正確的返回當前被中斷的任務而繼續往下執行

總結:

計算機的工作並不是表面上看的c

**表面上的意思,它的真正的執行過程

整個程式的執行過程是main

—>f

—>g—f

—>g

—>main,多工條件下(單核計算機系統中)的任務的執行也是按照與此類似的過程

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