一个程序在计算机中到底是如何运行的？

在《载入内存，让程序运行起来》一节中讲到，程序是保存在硬盘中的，要载入内存才能运行，CPU也被设计为只能从内存中读取数据和指令。

对于CPU来说，内存仅仅是一个存放指令和数据的地方，并不能在内存中完成计算功能，例如要计算 a = b + c，必须将 a、b、c 都读取到CPU内部才能进行加法运算。为了了解具体的运算过程，我们不妨先来看一下CPU的结构。

CPU是一个复杂的计算机部件，它内部又包含很多小零件，如下图所示：

运算单元是CPU的大脑，负责加减乘除、比较、位移等运算工作，每种运算都有对应的电路支持，速度很快。

寄存器(Register)是CPU内部非常小、非常快速的存储部件，它的容量很有限，

• 对于32位的CPU，每个寄存器一般能存储32位（4个字节）的数据，
• 对于64位的CPU，每个寄存器一般能存储64位（8个字节）的数据。

为了完成各种复杂的功能，现代CPU都内置了几十个甚至上百个的寄存器，嵌入式系统功能单一，寄存器数量较少。

我们经常听说多少位的CPU，指的就是寄存器的的位数。现在个人电脑使用的CPU已经进入了64位时代，例如 Intel 的 Core i3、i5、i7 等。

寄存器在程序的执行过程中至关重要，不可或缺，它们可以用来完成数学运算、控制循环次数、控制程序的执行流程、标记CPU运行状态等。例如，

• EIP（Extern Instruction Pointer ）寄存器的值是下一条指令的地址，CPU执行完当前指令后，会根据 EIP 的值找到下一条指令，改变 EIP 的值，就会改变程序的执行流程；
• CR3 寄存器保存着当前进程页目录的物理地址，切换进程就会改变 CR3 的值，这将在《MMU部件以及对内存权限的控制》中讲解；EBP、ESP 寄存器用来指向栈的底部和顶部，函数调用会改变 EBP 和 ESP 的值，这将在《栈的概念以及栈溢出》中讲解。

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