你有沒有想過，你寫的程序，是如何在計算機中運行的嗎?比如我們搞Java的，肯定寫過這段代碼：
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!");
}
}
熟悉吧，可能大家都知道，運行輸出「Hello World!」，不過嘞，今天我帶你從內存和CPU的角度去剖析一下這段代碼在計算機中是如何執行的。
Hello World保存在哪?
首先問你個很簡單的問題，當你寫下這段代碼的時候，你把它保存在哪了，假如說你說是桌面，就像現在這樣。
是的，一個HelloWorld.java文件就保存在了桌面上，這個叫做Java源文件，不過說是保存在桌面上這個有點模糊，這個桌面又是個啥呢，我們應該想像它保存在了我們電腦的哪個部分呢?一台計算機包含如下基本五個部分：運算器;制器;存儲器;輸入設備;輸出設備。
在計算機中啊，保存信息主要靠存儲器，而存儲器又分為內部存儲器和外部存儲器，內部存儲器就是內存了，而這個外部存儲器主要就是磁碟了，磁碟又分為硬碟和軟盤，而我們電腦中的大部分就都是硬碟了，這裡也分為固態硬碟和傳統機械硬碟。
不管怎麼說吧，磁碟也好內存也罷，就是用來存放數據的，那麼我們就知道了我們寫的這個Java源文件應該就是存放在電腦中的磁碟了。
那麼代碼保存到硬碟中之後呢?
代碼被保存到硬碟之後，接下來就要CPU和內存登場了，提起精神了，超級乾貨來了。
告訴你個秘密，理解CPU和內存是如何在一塊工作的，是每個學編程必備的基礎中的基礎，反正就是很重要!
我們在上面提到了硬碟，這裡又說到了CPU和內存，那麼我們就來看看這三個傢伙
我們之前不是說我們寫的代碼保存到了硬碟中了嗎，如果要執行這段代碼的話，需要把這段代碼從硬碟中讀取到內存中，此時的代碼已經變成了二進位文件存儲在內存中，為了更好的去理解，我們把上面的代碼再進一步改寫下：
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int a = 5;
int b = 3;
sum = a + b;
System.out.println(sum);
}
}
也就是加入了一個基礎的加法運算，此時這段代碼已經變成二進位文件放到了內存中，現在要繼續執行，也就是要執行代碼的加法操作，此時的數據a和b，也就是5和3已經是二進位的形式在內存中，現在需要把a和b做加法運算，CPU收到這個指令(將a和b相加)，就會去內存中將a和b讀取，然後存放到自己的寄存器中，然後由CPU中的運算器去做加法運算，得到的結果依然放到寄存器中。
是不是有點懵?啥是寄存器?運算器呢?別急，我們繼續往下看。
內存是個啥?
這個內存是啥呢?內存條知道吧，我們電腦中的內存條，它是屬於內部存儲器，主要就是用來存放數據的，也可以理解為我們這裡說的內存，這是實際存在的，我們可以看得見的內存條，但是關於數據存儲，怎麼存儲，是不是還有點模糊，那麼我們抽象點來說，這個內存其實就是一個個的小格子，就像這樣：
這些小格子就是用來存放數據和指令的，而且每個格子都有自己的編號，這個編號大家也熟悉，就是我們經常說的內存地址。
另外你需要知道的是，計算機是只認識0和1的，所以存放在內存中的數據其實都是二進位文件了。
CPU是個重點
其實關於內存，先了解上面那些就足夠了，內容比較多的就是CPU了，想必大家都聽說過CPU就相當於人的大腦一樣，對電腦來說，至關重要，所以啊，CPU的結構是真的複雜，怎麼辦?
一般碰到這樣的，我們就需要有選擇的進行掌握和學習，因此對於CPU，你必須了解的兩個東西，一是寄存器，另外一個就是運算器，為啥，這又是啥?
想要搞明白這個問題，咱們需要先來看看如下這些知識點。
CPU的特點
首先，這傢伙是真的複雜，除此之外嘞，你還需要知道對於CPU來說，必須要把數據讀取到寄存器中才能做相應的運算，另外CPU的數據讀寫的速度是真的快，內存和硬碟根本沒法比，可能你沒啥概念，舉個例子吧
CPU這傢伙執行一條指令大約需要耗時1ns，但是對於內存呢?它去硬碟讀取數據至少8ms，在這段時間內，CPU可以執行大約800萬條指令，說這個，主要是為了讓你直觀的感受到CPU是真的快。
就像《碼農翻身》一書中說的那樣：
CPU的運算速度快的喪心病狂，但是它能做的事情簡單的令人髮指
啥?為啥做的事情簡單的令人髮指呢?
別看CPU那麼牛，那麼複雜，那麼快，它做的事情真的挺無聊的，總結起來，CPU主要就干如下四件事情：
1、從內存中讀取數據，然後放到寄存器中
2、把寄存器中的數據寫入到內存
3、進行數學運算和邏輯運算(加減乘除，AND,OR)
4、依據相應的條件進行跳轉，執行其他指令(一條指令跳轉到另外一條指令)
不知道你發現沒，我們似乎一直在提寄存器，這又是什麼玩意?這就要看看CPU的構造了。
CPU的重點組成部分
我們上面也說了，CPU的結構真的很複雜，但是我們需要重點關注如下幾個重要組成部分：寄存器;運算器。
沒錯就是這倆貨，那他們是幹啥的嘞，首先你得知道他們是CPU中的東西，這個寄存器啊，說白了就是存放數據的，是個存儲部件，還記得之前說內存就是一個個的小格子嗎?這個寄存器你就可以簡單的想成也是小格子，放數據的。
寄存器
寄存器是存儲部件，容量非常有限，能存儲的數據的大小，現在來說一般有兩種，也就是我們常聽說的32位和64位，32位的寄存器就能存儲4個位元組的數據，64位的寄存器就能存儲8個位元組的數據，另外CPU也分為32位和64位其實就是由其中的寄存器的位數決定的，可想而知，即使是64位的寄存器也幹不了啥大事啊，所以啊，現在的CPU一般都內置了很多的寄存器，依此來完成比較複雜的操作
運算器
另外一個就是運算器了，這個是計算的核心，主要的作用就是用來做加減乘除這些運算的，不過嘞，這裡你需要知道的一點就是，運算器是沒法直接操作內存中的數據的，很容易想到，運算器操作的數據是寄存器中存放的數據。
CPU和內存的交互
簡單的了解了內存和CPU之後，我們就可以來看看程序代碼是如何進一步被執行的，上面提到了，程序代碼被讀取到內存中了，現在要執行這段代碼，那就需要CPU出馬了，首先嘞，CPU會去讀取需要進行操作的數據，對了，繼續看這代碼：
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int a = 5;
int b = 3;
sum = a + b;
System.out.println(sum);
}
}
也就是需要讀取數據a和b，那麼讀取到的數據a和b存放在哪了呢?根據我們上面對CPU簡單的了解可知，數據a和b是被放到了CPU中的寄存器中了。
在CPU中有兩個比較重要的組件就是運算器和寄存器，寄存器有很多個，再看內存，是一個個的小格子，每個格子有編號，比如說現在數據a和b分別存放在#1和#2上，然後CPU將他們讀取放在寄存器R1和R2上。
這個時候就要計算a和b的和了，然後就輪到運算器出馬了，它會拿到寄存器R1和R2，也就是拿到數據a和b，然後做加法運算。
那麼計算之後的結果也就是sum，運算器會再次把它放到寄存器，比如R1中，這個時候之前的數據b就會被覆蓋，如此一來，CPU和內存就一起完成一次加法運算操作。
這裡其實我們把關注點聚焦到了加法運算操作，實際上，程序代碼被裝載近內存的時候會產生數據和指令兩部分，數據我們都知道是啥，指令嘞?
其實也好理解，指令就是說明程序該怎麼執行，對於CPU來說就是告訴CPU該做什麼，比如告訴CPU，讀取數據a和b，然後再將他們相加，說白了，CPU是根據指令幹活，指令讓怎麼干，咱就怎麼干。
因此，你必須告訴CPU該幹啥，否則，CPU也很懵的呦。
經過上面的簡單介紹，我們再來看看CPU主要做的四件事情：
1、從內存中讀取數據，然後放到寄存器中。
2、把寄存器中的數據寫入到內存。
3、進行數學運算和邏輯運算(加減乘除，AND,OR)。
4、依據相應的條件進行跳轉，執行其他指令(一條指令跳轉到另外一條指令)。
怎麼樣，是不是更加清晰明了!
總結
這麼一看，也沒啥難的嗎?總的來說啊，就是我們寫的程序是放在硬碟中的，在運行的時候才會被調入到內存中，也就是說內存中的數據是從硬碟來的，而CPU中寄存器的數據又是從內存中裝載進來的，然後CPU會根據相應的指令去操作寄存器中的數據，比如加減乘除什麼的，以此來完成一個程序在計算機中的運行。
本身程序是在硬碟上，需要把程序載入進內存，然後由CPU去執行。