#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("Hello World\n");
}

上面是一个c语言的hello world程序，虽然少了return 0, 但这对本文的主题没有影响。上面的hello.c程序是以一系列的bytes(1byte = 8bits)形式在文件中存在，每一个byte有个整数值，对应一个字符，而这个整数值叫做ASCII码，由ASCII码组成的文件叫做text files.其余的文件叫做binary files。

程序被其他的程序翻译成不同的形式：

源程序hello.c(text)会先被预处理器修改为hello.i(text), 比如：预处理器会根据指令#include<stdio.h>，把stdio.h头文件的内容直接插入到文件中。

被修改后的hello.i随后被编译器编译为hello.s(汇编语言text)。

hello.c再被assembler汇编译器编译为hello.o(机器语言binary)

最后，由于函数中有printf()函数，该函数属于c标准库，该函数在一个分开的预编译文件中叫做printf.o，要生成可执行文件，必须由Linker(连接器）把hello.o 和 printf.o文件链接起来，最后就生成了可执行文件hello.

如何执行以上的过程呢？

在我的mac os系统中，首先打开Terminal(终端), 然后在终端中用cd 命令定位到当前的文件位置，然后在终端中输入gcc -o hello hello.c即可完成以上的所有编译过程，并且生成可执行文件hello, 注意：这条语句中，gcc -o hello hello.c 中间的hello代表生成的可执行文件的名字。

如何运行可执行文件？

完成以上步骤后，只需要在终端输入./hello即可在终端上打印出hello world了，也可以通过双击可执行文件的额方法完成运行。

在我们的电脑中是如何运行可执行文件的呢？

电脑一般由以下几部分组成：

1. CPU(Central Processing Unit), 也可以叫做Processor.

主要由:register file, PC(program counter), ALU(Arithmetic/Logic Unit), USB(Universal Serial Bus) 构成，主要功能是：

执行存储在内存中的指令。它的核心是一个以word-sized(一个字大小)为基本单位的存储设备(or register), 叫做program counter(pc),在运行的任意时刻，pc 都指向一个在内存中的指令，当执行完当前指令后，pc移动到下一个指令。

2. Main memory(内存）

内存是一个临时的存储设备，当CPU运行的时候，内存用来临时存储程序和数据，当程序执行完，这些程序和数据都被内存清除，

3. Buses(传输的线路）

Buses 是用来传输数据的线路，Buses能传输固定大小的words, 一个word中的bytes在不同机器上的不同，有的是4bytes(32bits), 有的是8bytes(64bits),  并且我们假设buses 每次传输一个word.

4. I/O Devices（输入输出设备）

输入输出设备是系统与外界联系的桥梁，常见的I/O设备：键盘，鼠标，屏幕，磁盘(disk).

每一个I/O设备都通过controller或者adapter(适配器)与I/O Bus相连接，其中，controller和adapter的主要区别是，controller主要是直接在motherboard(main printed circuit board)上面，而adapter是一张插在motherboard上面的卡片

接下来回到重点，电脑运行可执行文件的过程是怎样的呢？

当我们在Terminal上面输入./hello之前，shell program(外壳程序）正在执行"等待我们输入"的指令，当我们键入"./hello"的时候，shell program把每一个字符通过Bus读入CPU中的register, 然后把指令存储在内存中。

当我们键入"enter"的时候，shell知道我们已经完成键入了，于是通过执行一系列指令把我们的可执行文件hello中的code和data通过磁盘(disk)复制到内存(memory).

当hello中的code和data被载入内存中后，CPU(processor)开始执行在main中的一系列的机器指令，通过指令把字符串"hello, world\n"复制到register file中，并且最终传输到输出设备----屏幕。

计算机系统学习笔记（1）－Hello World的一生。