1.2.1 指令與程序

第03講

計算機的功能強大，但是沒有智能，而且每次只能完成非常簡單的任務。計算機必須通過一系列簡單任務的有序組合才能完成復雜任務。因此，人只能以一個簡單任務接一個簡單任務的方式來對計算機發出指令。這個簡單任務稱為計算機的指令。一條指令本身只能完成一個最基本的功能，如實現一次加法運算或一次大小的判別。不同的指令能完成不同的簡單任務。但是通過對多條指令的有序組織，就能完成非常復雜的工作，這一系列計算機指令（也可理解為人的命令）的有序組合就構成了程序，對這些指令的組織過程就是編程的過程，組織規則就是編程的語法規則。

例1-2 假設計算機能識別的指令有以下四條：

Input X：輸入數據到存儲單元X中。

Add X Y Z：將X、Y相加并將結果存到Z中。

Inv X：將X求反后存回X。

Output X：輸出X的內容。

請編寫一段由上述指令組成的虛擬程序，實現以下功能：輸入3個數A、B和C，求A+B-C的結果。

程序如下：

由例1-2可以看出，通過指令的有序組合，能完成單條指令無法完成的工作。上述程序中的指令是假設的，事實上，不同CPU支持的指令集也不同（由CPU硬件生產商決定提供哪些指令）。有點硬件常識的讀者都知道，計算機的CPU和內存等都是集成電路，其能存儲和處理的對象只能是0、1組成的數字序列。因此這些指令也必須以0、1序列表示，最終程序在計算機中也是以0、1組成的指令碼（用0、1序列編碼表示的計算機指令）來表示的，這個序列能夠被計算機CPU所識別。程序與數據均存儲在存儲器中。運行程序時，將準備運行的指令從內存調入CPU中，由CPU處理這條指令。CPU依次處理內存中的所有指令，這就是程序的運行過程。