出于好奇：代码只如何运行的？或者说更底层的一些东西是如何实现的？

语言

程序员

开发者

酿酒

96 条回复 • 2020-04-05 23:47:13 +08:00

1

lhx2008

2020-04-04 14:28:50 +08:00 via Android

这些就是计算机组成原理和操作系统原理，就像高楼大厦是由混泥土钢筋慢慢建造起来，再装修使用是一个道理，不同层的人干不同的事

2

qq316107934

2020-04-04 14:30:26 +08:00

了解下汇编语言指令机器码，还有编译原理

3

nakes

2020-04-04 14:31:03 +08:00

https://www.bilibili.com/video/BV1uE411Z7Zr?from=search&seid=10825863740538642977
慢慢看。

4

leonard916

2020-04-04 14:31:27 +08:00

1

去看計算機原理 TCP/IP 原理數據庫原理等一系列“本科教材”

5

luckyrayyy

2020-04-04 14:33:50 +08:00 via iPhone

17

你这像是完全没了解过计算机相关知识的人问的……不然至少也得知道计算机组成原理，操作系统，编译原理这些关键字

6

yanqiyu

2020-04-04 14:40:24 +08:00 via Android

涉及课程：编译原理，计算机体系结构
觉得还是不够的话就加上数字电路，离散数学

7

Mrzhs

OP

2020-04-04 14:52:19 +08:00

@nakes 这个就太强了

8

Mrzhs

OP

2020-04-04 14:53:21 +08:00

@yanqiyu 数字电路。。我的天，太底层了

9

Mrzhs

OP

2020-04-04 14:53:56 +08:00

@leonard916 就是准备去国外读本。。

10

Mrzhs

OP

2020-04-04 14:54:30 +08:00

@luckyrayyy 的确，没有更深层的了解过。所以就过来问问

11

Jooooooooo

2020-04-04 15:06:07 +08:00

先学单片机

12

Sanko

2020-04-04 15:08:09 +08:00 via Android

微程序在底层就与门或门非门电路触发器之类的

13

masker

2020-04-04 15:09:48 +08:00 via Android

17

哈哈，算是看明白了。。。就是来炫耀出国留学的。。

14

adminii

2020-04-04 15:09:55 +08:00 via iPhone

尝试用汇编写几个程序，大概你懂的 70%了

15

Arzu

2020-04-04 15:11:56 +08:00

你沿着 OSI 七层模型捋一遍，捋清楚了，就全明白了。

16

alsas

2020-04-04 15:24:14 +08:00

高级语言往低级语言一层层翻译，最终变成一连串的 1 和 0 的数字

17

maemual

2020-04-04 15:25:23 +08:00 via iPhone

可以看看《穿越计算机的迷雾》微信读书就有

18

Mrzhs

OP

2020-04-04 15:34:49 +08:00

@maemual copy that

19

reedthink

2020-04-04 15:35:26 +08:00

一层一层，千层饼

20

Mrzhs

OP

2020-04-04 15:36:22 +08:00

@alsas 我记得计算机硬件只能读懂 0 和 1

21

Mrzhs

OP

2020-04-04 15:36:42 +08:00

@masker 这是第几层？

22

alphatoad

2020-04-04 15:44:23 +08:00

2

晶体管，flip flop, latch, registers, ALU, 内存，汇编，外存，操作系统，编译器，网络栈
要回答这个问题就是本科的任务，能答出来就毕业了，耗时四年

23

kamilic

2020-04-04 15:47:33 +08:00

https://item.jd.com/11116026.html
不那么学术的话，这本书也说得挺好的

24

alphatoad

2020-04-04 15:48:37 +08:00

有句话怎么说的来着，一个合格的本科生至少要能（理论上）用一坨原子搭建出我们现在在用的计算机

25

wenzhoou

2020-04-04 16:04:18 +08:00 via Android

之前有个视频讲得挺好的。crash course computer science
可以去看看，通俗易懂。

26

danbai

2020-04-04 16:05:10 +08:00 via Android

1

推荐楼主去看看这个 https://b23.tv/BV1EW411u7th/p1

27

Mrzhs

OP

2020-04-04 16:20:08 +08:00

@kamilic 感谢

28

Mrzhs

OP

2020-04-04 16:21:32 +08:00

@wenzhoou 楼下已经发出来了

29

crella

2020-04-04 16:21:33 +08:00 via Android

crud 码农

sdk 程序员

30

lzyliangzheyu

2020-04-04 16:22:06 +08:00 via Android

把 EE 的课程学了，就能从物理上理解底层的运转方式

31

lzyliangzheyu

2020-04-04 16:26:26 +08:00 via Android

物理世界是模电，数字世界是数电，这两者之间的转换又涉及到采样调制解调，然后这里又细分为通信工程的领域，经过这一环，各种电信号才会变成计算机处理的二进制信号

32

leoleoasd

2020-04-04 16:33:07 +08:00

2

安利一个 Coursera 上的公开课, "从与非门到俄*斯方块", From nand to tetris.

不需要任何基础, 完整听完就能做到在自己写的 cpu 上跑自己的操作系统上跑自己的俄*斯方块

33

leoleoasd

2020-04-04 16:33:31 +08:00

?????? 俄罗 asdasd 斯居然是关键词

34

smyle

2020-04-04 16:37:25 +08:00 via Android

1

严重推荐你一本《编码: 隐匿在计算机软硬件背后的语言》(code: the hidden language of computer hardware and software)，作者是 Windows 编程界传奇人物 Charles Petzold
书从两个小孩用手电筒一亮一暗打暗号给你讲起，你会逐渐明白代码是如何转换成电信号，这些电信号又如何存储、作用在硬件上

35

ljpCN

2020-04-04 17:06:34 +08:00

刚想推荐 code 发现楼上推荐了，那就推荐一个深入理解计算机系统吧😜

36

StefanJ

2020-04-04 17:11:32 +08:00

37

Mrzhs

OP

2020-04-04 17:26:21 +08:00

@StefanJ 没了。

38

Mrzhs

OP

2020-04-04 17:26:43 +08:00

@smyle 多谢科普

39

Mrzhs

OP

2020-04-04 17:27:37 +08:00

@leoleoasd 多谢

40

1KN6sAqR0a57no6s

2020-04-04 17:39:04 +08:00 via Android

https://www.youtube.com/playlist?list=PLD495612D7E420544

这个课程是从麦克斯韦方程往上推的，也挺有趣。

41

noparking188

2020-04-04 17:58:34 +08:00

学习下计算机科学系本科几门核心课程大概就了解了呀，好奇心很好啊！

42

dreamapple

2020-04-04 18:02:41 +08:00 via Android

本科电类的上来就是三极管（当然继电器也能用），用三极管可以造与非门、触发器，这些基础原件可以造加法器、控制电路，控制电路和加法器造 ALU，也就是 CPU 的核心，然后加点外围设备就能当计算机跑了

43

lijialong1313

2020-04-04 18:04:08 +08:00

就我不是看不起或者啥的，但是我觉得楼主是非科班的吧……你可能要学习一下科班的关于计算机的资料……

44

EminemW

2020-04-04 18:26:19 +08:00 via iPhone

微信用 socket 的吧

45

971586331

2020-04-04 18:28:27 +08:00

嵌入式欢迎你

46

Mrzhs

OP

2020-04-04 18:38:17 +08:00

@noparking188 生命不息，折腾不止

47

yolee

2020-04-04 18:38:42 +08:00

从门电路开始学吧。

48

Mrzhs

OP

2020-04-04 18:40:58 +08:00

@YuxiangLuo 还有中文字幕。

49

souths

2020-04-04 18:43:37 +08:00

你需要看书《深入理解计算机系统》

50

zzzzzzggggggg

2020-04-04 18:47:22 +08:00 via iPhone

有本书叫《编码》可以粗略的了解一下

51

chiu

2020-04-04 19:06:05 +08:00 via Android

https://b23.tv/BV1EW411u7th/p1

52

charlie21

2020-04-04 19:07:26 +08:00

语无伦次的样子还挺可爱的呢

53

cigarzh

2020-04-04 19:09:31 +08:00

自己焊个 cpu，再写个 OS 就懂啦

54

C1mple

2020-04-04 19:25:35 +08:00 via Android

简单的说最底层就都是逻辑电路实现的，不过中间有很多层封装抽象。具体可见 computer architecture 。

55

1OF7G

2020-04-04 19:40:20 +08:00

思而不学则殆。真想知道的话就停止凭空想象、类比，找点相关的正经书读一读吧。

56

xieyudi2

2020-04-04 19:43:14 +08:00 via Android

@alphatoad 没有 tapeout 过 GDSII 的程序员不是好的程序员（话说我还有软件工程学位，当年还亲自画过 GDSII 然后流片…）

57

limbo0

2020-04-04 19:57:21 +08:00 via Android

由下到上机器码汇编 c 语言
没有什么问题是层解决不了的

58

yeqizhang

2020-04-04 20:06:59 +08:00 via Android

说实话，怎么处理同一光纤里面的那么多的光信号都够复杂了吧……

59

abutter

2020-04-04 20:17:27 +08:00

推荐《编码》

70

Kiota

2020-04-04 22:28:17 +08:00

可以去看一下计算机专业考研的课本以及一些前置课程，模电数电计算机组成原理操作系统之类的，只是想稍微了解不想入行的话找几本课本简单看看，没必要全学会，大体理解了就行

71

1109599636

2020-04-04 23:01:42 +08:00

别看楼上回复什么晶体管，操作系统，编译器，网络栈，真要说其实也没几个能说上来的，大家都知道是那么回事，至于具体到某个细节全拉胯。这些东西要学一辈子（学一辈子忘一辈子）

72

HangoX

2020-04-05 00:11:28 +08:00

楼主要是计算机专业的学生应该会知道，我们大一大二就在这上面爬,被虐得跟狗一样，可以了解一下上面几层楼说的那几本书

73

Perry

2020-04-05 00:17:17 +08:00 via iPhone

楼主本科估计会学到自己设计做出来一个 CPU，这种硬核的成就感是很难再享受到的，一定要珍惜！

74

xabc

2020-04-05 00:23:17 +08:00 via iPhone

恩，这事应该从法拉第发现电磁感应说起 😄

75

vevlins

2020-04-05 00:35:56 +08:00

全明白很难，但是了解基本原理并不难。

每一层的代码都会被转成更底层的代码，比如 j2ee(开发框架)转成 java(基本编程语言)、java 转成 jvm 字节码(字节码)，jvm 字节码运行时转成汇编(这个说法不对，姑且这么以为把)。

到汇编以下，就是机器语言的范畴，汇编就是某种型号的 cpu 的一些指令集的代码表示(不同的 cpu 有不同的指令集，比如 arm 、x86，这些指令集就是 cpu 的一些基本操作单元，好比规定 010101 是寄存器 1 和寄存器 2 的值交换，当然这是我胡说，类似 arm 这种指令集是 cpu 生产厂家自己或者联合起来定义的，是一种约定)，这些代码实际上被转换成一些高(1)低电平(0)送到 cpu 内部，cpu 再操作存储器、运算器等冯诺伊曼体系的其他组成部分，这里可以找最简单的加法器看看就能明白大概了。

屏幕也好、音响也好，都是 cpu 通过 IO 总线(也许是？计算机原理没听过课)向外部 io 发送了一串 01 序列，这些 io 设备也有一些预设的规则，内部有些电路可以根据不同的 01 序列指示哪个像素点发光哪个不发光(这个规则转换要经过 io 总线-显卡-显示器)。

我的理解就这个层面，至少对于理解编程的含义自认为够用了，当然我只是一个应用开发工程师，如果你有志于从事更底层的工作，要学好计算机组成原理、操作系统、汇编原理等课程，最好再了解一些单片机等偏电子类的知识，上面也有不少人列举了很多有名的好书和课程。

代码是怎么运行的是个大问题，也是一个多数人不太好提升高度去看的宏观问题，虽然很多学生课程学的很好，但写代码时完全没有高屋建瓴的意识，如果时刻保持“编码”意识我想应该算是大牛了。

76

mumbler

2020-04-05 00:43:12 +08:00 via Android

计算机是人类几千年来的智慧积累，要追根溯源就从 2000 年前亚里士多德时代说起

77

20015jjw

2020-04-05 00:50:23 +08:00 via Android

Cs61c 呗

78

20015jjw

2020-04-05 00:50:46 +08:00 via Android

@20015jjw 上完就自己会写 cpu 了...

79

verrickt

2020-04-05 01:48:25 +08:00 via Android

2

从程序员的角度看，
自己的代码->其他用户的库函数->语言的标准库->sys call->OS
以 sys call 为分界线跨越了一层边界进入 OS 。进入 os 后你看到了 vmm，cpu/资源调度，文件系统的所有细节。
从 OS 的角度看，loader 加载二进制到内存后，instruction pointer 指向的指令被加载到 cpu 内部执行，此时又跨过一道边界。分界线是指令集(汇编语言)
进入指令集后你失去了数据类型和建立在其上的任何抽象，你所能看到的是极少数 register 和 ram(巨大的一维数组)
来到 cpu 层面，你所面对的是 alu，cu，fpu，register 四大金刚，他们内部的走线，相互间的连接方式，还有其他的一些物理特征称为架构。机器指令送入 cu 后，cu 产生对应的控制信号，协调各部件从而使指令得以执行。在 cu 内部，机器指令被转化为微指令。此时又跨越一道边界。
这时就到了数字电路的领域。我不是很熟悉就不献丑了。
总之，程序的执行跨过了好几道边界，最终来到逻辑门电路。之所以弄这么多边界是为了让两侧的东西互不影响的发展下去，即解耦。
上面写的省略了很大一部分的内容，有兴趣可以看看 os，组成原理，数字电路的导论课，会比这详细得多。

80

Mrzhs

OP

2020-04-05 04:25:30 +08:00

@verrickt 已经很丰富了

81

oooolongtea

2020-04-05 04:38:25 +08:00

@kamilic 我买了这本书，但是一直都没有看。

82

ekuso

2020-04-05 06:10:22 +08:00

快下单吧你 https://item.jd.com/12006637.html

83

hankai17

2020-04-05 07:52:22 +08:00

晶体管组成与或非电路组成 cpu 跟存储器 cpu 电路只认特定格式的二进制指令从而操作数据

84

sunnybird

2020-04-05 08:03:37 +08:00 via Android

《程序员的自我修养》

85

anubu

2020-04-05 08:23:49 +08:00

从顶层到底层涉及多层抽象和多种实现，一时半会应该很难搞懂。建议花几十块钱搞一个单片机加上几个 LED，花上两三天时间就能很直观的感受到所谓的底层二进制 0101 在现实世界是怎么展示的，不用太深奥的数电和汇编知识，通过 LED 能够快速直观的看到你编写的几个汇编或 C 语句给你的反馈。

这种体验真的很神奇，推荐尝试一下。