计算机程序如何运行?

01 用户交互和命令启动

通过双击程序,用户指示操作系统通过图形用户界面启动应用程序。

操作系统收到请求后,会调用内置 shell 来响应该操作。然后,操作系统解析该操作,加载并执行程序。

02 程序预加载

执行请求启动后,操作系统首先会检索程序的可执行文件。这通常是一个可执行程序(在 Windows 上)或二进制文件(在 Linux 或 macOS 上)。

操作系统通过文件系统找到该文件,并将其加载到内存中准备执行。

图片

03 依赖解析和加载

大多数现代应用程序都依赖于一些共享库,如动态链接库(DLL)。操作系统会解析应用程序的依赖关系,并将必要的库加载到内存中。如果存在未解决的依赖关系,程序可能无法启动,因为它需要这些外部代码才能正常运行。

04 分配内存空间

操作系统负责分配内存空间。通常这分为两部分:程序用于动态分配内存的堆区(heap)和处理函数调用、局部变量存储等的栈区(stack)。

05 初始化运行时环境

分配内存后,操作系统和执行环境(如 Java 的 JVM 或 .NET Framework)将初始化运行程序所需的各种资源。这包括设置程序计数器、创建初始执行线程以及准备 I/O 系统。

06 系统调用和资源管理

程序的入口点(通常是一个名为 “main ”的函数)被调用,以开始执行程序员编写的代码。操作系统会维护一个程序计数器,以跟踪指令的执行进度,并让处理器逐步执行这些指令。

当程序在运行过程中需要执行文件操作、网络通信或其他 I/O 活动时,就会发出系统调用。操作系统接管控制权,提供必要的资源,或完成请求的任务,然后将控制权交还给程序。

07 冯-诺依曼体系结构

在程序执行过程中,当涉及文件读写、网络通信或其他 I/O 操作时,程序必须通过系统调用向操作系统请求服务。这些系统调用是冯-诺依曼计算机体系结构中中央处理器(CPU)与内存单元协同工作的典型例子。

在冯-诺依曼体系结构中,中央处理器执行存储在内存中的指令。当遇到需要硬件交互的 I/O 操作时,CPU 会暂时放弃控制权,进入内核模式执行必要的系统调用。

操作系统将处理这些调用,管理与硬件直接交互所需的复杂细节,并在完成后将控制权和执行结果返回中央处理器,中央处理器将继续执行程序代码。所有这些协调工作都是透明的,既能确保程序高效运行,又能在冯-诺依曼模型下进行适当的资源管理。

08 程序终止

最终,当程序完成任务或用户主动终止应用程序时,程序将开始清理阶段。这包括关闭打开的文件描述符、释放网络资源以及将内存返回系统。这标志着程序生命周期的结束,操作系统将保持已完成状态,等待下一个用户命令。

原创文章,作者:guozi,如若转载,请注明出处:https://www.sudun.com/ask/89325.html

(0)
guozi's avatarguozi
上一篇 2024年6月4日 下午2:49
下一篇 2024年6月4日 下午2:54

相关推荐

  • PHP在线文档管理系统源码

    系统功能与介绍在数据持续、快速增长背景下,企业面临海量非结构化数据处理需求,企业现有架构通常无法应对海量非结构化数据的管理与应用。支持私有化部署,完全内网环境下也可正常使用。Win…

    2024年6月5日
    0
  • 域名被劫持原因,域名被劫持怎么解决

    首先,您需要了解您的域名被劫持的原因。当黑客破坏网站服务器或DNS 服务器、更改域名解析记录并将用户访问的URL 重定向到其他网站时,域名通常会被劫持。 2. 如何发现您的域名是否…

    行业资讯 2024年5月14日
    0
  • 51单片机的作用,51系列单片机

    大家好我是小火,想学习单片机的同学可以关注、私信我。今天我们就来聊聊51单片机,单片机发展到今天型号种类繁多,而且随处可见,像我们的电饭煲、遥控器、洗衣机都是单

    2024年5月31日
    0
  • 服务器数据恢复方法

    你是否曾经遇到过服务器数据丢失的情况?当重要数据不慎丢失时,我们往往感到无助和焦虑。但是,不必担心,因为今天我将为大家介绍一项重要的技术——服务器数据恢复方法。在这篇文章中,我们将…

    行业资讯 2024年4月10日
    0

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注