以往回答過類似問題，軟件歸根結(jié)底，就是二進(jìn)制代碼01，而在電路上的確是沒有直接的01的，電路上只有高低電平，所謂的01，是通過顯示器顯示出來的一種給人看的，方便你理解的東西，電路上并沒有什么0和1這個(gè)代碼，本質(zhì)上它在硬件電路上還是高低電平，比如可以規(guī)定TTL電路高電平是:2.4V-5.0V；而低電平是:0.0V-0.4V。也就是電路上的電壓在某個(gè)數(shù)值范圍代表1，某個(gè)數(shù)值范圍代表0，請關(guān)注：容濟(jì)點(diǎn)火器

然后電路上的這些高低電平這些東西，一般是通過觸發(fā)器這些電路來存儲(chǔ)的，比如RS觸發(fā)器，它是最基本的，可以通過阻容和三極管這些器件來組成，你在電腦上看到的所謂1或者0，在實(shí)際電路上它就是電壓不同而已。

然后多個(gè)觸發(fā)器組合成移位寄存器這些，通過硬件的晶振發(fā)出脈沖來讓這些寄存器移位，這樣寄存器的狀態(tài)就可以改變了，你在鍵盤上下某個(gè)命令，就相當(dāng)于觸發(fā)某個(gè)開關(guān)，開關(guān)導(dǎo)通了，當(dāng)然會(huì)直接讓某個(gè)電路狀態(tài)變化，移位寄存器的01狀態(tài)也跟著改動(dòng)，這樣電路上就會(huì)達(dá)到你需要的功能，然后電路狀態(tài)變化后，又通過液晶這些，把這種變化的狀態(tài)，顯示出來所謂的01給你看，你看到的只是一個(gè)符號(hào)而已，實(shí)際上電路上變化的，還是電壓。

然后很多個(gè)寄存器再組合起來，就形成了所謂的芯片，講白了，就是把這些硬件電路做得非常小，集成到一塊硅片上去了。

純手打微機(jī)原理了解一下????。

除了沒配圖（純手機(jī)碼字配圖要奔潰的），我覺得沒毛病，哈哈。當(dāng)然了，大神莫怪，我是想用盡可能通俗的語言去解釋，畢竟這不是微機(jī)原理課，我也不是數(shù)電專家。

1，程序從電路層面看，就是0和1而已。所以本質(zhì)上，程序只是一串長長的0和1，所以存儲(chǔ)程序就是存儲(chǔ)0和1。那么在物理上，我們用電壓高低表示0和1就可以了。想要存儲(chǔ)起來，硬盤就是個(gè)好辦法，我們可以用磁場的強(qiáng)和弱來表示01，或者用磁極南和北表示01，當(dāng)然也可以用電場強(qiáng)弱表示0和1，于是科學(xué)家就發(fā)明了機(jī)械硬盤，它是基于磁場來存儲(chǔ)的，后來又發(fā)明了固態(tài)硬盤，它是基于電場來存儲(chǔ)的，存儲(chǔ)電場高低最好的例子，就是電容。當(dāng)我們想要讀取程序時(shí)，就是讀取0和1，也就是讀取高低電壓，或者叫電平，讀取高低電平，你簡單理解一下，就可以用一排電線，電線的一頭連著一個(gè)神奇的元件，以機(jī)械硬盤為例（基于磁場存儲(chǔ)0和1），這個(gè)元件可以根據(jù)磁盤中磁場的變化，轉(zhuǎn)變成01這種高低電平的變化，然后這些變化的電平通過電線送到另一頭的“電平處理機(jī)”——硬件。這樣子就是讀取程序了。

2，那么，軟件如何控制硬件呢？就是說，這些輸送過去的0和1如何控制硬件呢？它通過另外一種神奇的東西“門電路”。首先，什么叫控制？控制就是我們希望，從程序里讀取過來的0和1，能不能讓它變成1和0，具體來講就是01序列的變換，這個(gè)變換也是用門電路來實(shí)現(xiàn)。比方說，有個(gè)叫“與門”的電路，他有兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出。你給他輸入兩個(gè)1時(shí)，他就輸出1，其他情況都輸出0。像這樣子的輸入輸出過程其實(shí)就是序列變換，也可以說你是在用軟件控制硬件了。你可能要問，要輸入10個(gè)1或0怎么辦�。磕蔷桶验T電路組合起來呀，設(shè)法讓門電路變成10個(gè)輸入，甚至更多就可以了。

3，那“門電路”是如何實(shí)現(xiàn)的呢，從物理的角度，他是用晶體管做成的，晶體管他是一種電子開關(guān)，這種電子開關(guān)就能做出各種各樣的“門電路”，比如上面講的“與門”。簡單說，晶體管是利用硅（或鍺）這類半導(dǎo)體的一個(gè)重要特性來實(shí)現(xiàn)門電路，就是硅的參雜特性，利用這個(gè)特性可以用一個(gè)小電流（或電壓）來控制一個(gè)硅半導(dǎo)體的“通電”或“斷電”，就達(dá)到了“電子開關(guān)”的目的（實(shí)際造電子開關(guān)的材料和方法還有很多種，這里是為了舉例），而這個(gè)小電流就是控制信號(hào)。

4，那么，為什么電路一閉合，程序就工作起來了呢？前面我們說了，程序控制硬件（或者叫硬件處理程序中的數(shù)據(jù)），就是把01序列不斷地輸入到硬件中去處理的過程（其實(shí)處理你硬盤上數(shù)據(jù)的東西，它本身也是個(gè)程序，軟硬件本質(zhì)上是一樣的）。那么，數(shù)據(jù)到底是怎么輸入的呢？試想一下，你搭建了一個(gè)閉合電路，開頭是一個(gè)硬盤數(shù)據(jù)讀取裝置——》然后是導(dǎo)線——》硬件（電平處理機(jī)）——》輸出裝置，把變換后的序列顯示出來（比如做了個(gè)加法，把結(jié)果顯示出來）。這個(gè)電路在閉合時(shí)（或者是在斷開時(shí)）會(huì)做一次加法，然后顯示結(jié)果，但是之后他就一直顯示那個(gè)結(jié)果，如果你想要做10次加法，也就是做個(gè)乘法怎么辦呢？難道你要手動(dòng)不停地“打開”和“閉合”電路嗎？（也就是我們要不斷產(chǎn)生控制信號(hào)，才能自動(dòng)讓電路開合，這里的開合理解成高低電平，并不是真的讓電路斷電，控制信號(hào)就像上文說的那個(gè)小電流），這時(shí)我們就需要另一種神奇的電路：振蕩器，他會(huì)交替產(chǎn)生高低電平（這里邊其實(shí)非常復(fù)雜，涉及到觸發(fā)器，鎖存器，上升沿下降沿等眾多概念，不再展開）。振蕩器的震蕩快慢用頻率表示，而頻率高電路變化起來就快，就是說做10次加法的速度就快。這就是為什么你會(huì)聽說很多時(shí)候，cpu頻率越高運(yùn)算速度就越快。

4，接下來，既然我們造好了門電路，有了振蕩器，就可以造各種各樣的更復(fù)雜電路了，比如通過復(fù)雜的門電路組合起來，再加一些其他的基本電路，就可以做出來鎖存器（或者叫鎖存電路）。聽說過CPU的緩存，還有寄存器吧，這些東西就可以用鎖存器來造，鎖存器相當(dāng)于內(nèi)存一樣，可以高速存取數(shù)據(jù)，也就是存取0和1啦，但是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存并不是用鎖存電路來造的，因?yàn)閮?nèi)存需要很大，大則幾個(gè)G，十幾個(gè)G，而cpu緩存只需要十幾到幾十M，或者更小，從工程和商業(yè)成本的角度，內(nèi)存是用比cpu緩存速度更慢的元器件來造的。

5，有了cpu，內(nèi)存，硬盤，再來個(gè)主板，把這些硬件組合到一起就變成電腦咯~~

我簡單泛泛的談一下。計(jì)算機(jī)是由晶體管構(gòu)成，基本的電路原件就是三級管、二極管等等，這些基本原件只有兩種狀態(tài)1和0，1表示電路接通，0表示電路斷開。由基本的三級管和二級管組成最小的存儲(chǔ)單元，也就是1位，單位是BIT，這個(gè)存儲(chǔ)位可以顯示兩種狀態(tài)1和0，即電路開和關(guān)。由8個(gè)這樣的位組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，這個(gè)存儲(chǔ)單元稱為字節(jié)（BYTE）。通過成千上萬的1和0，由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬀幣判纬伤�謂的軟件。舉個(gè)例子，比如一副圖片是怎樣顯示在顯示器中？數(shù)字圖片由成千上萬個(gè)1和0組成，CPU從存儲(chǔ)器提取這張圖片中有規(guī)律的1和0，通過顯卡投射到顯示器的像素點(diǎn)上，從而把圖片還原出來，顯示器像素點(diǎn)就好比一個(gè)燈管，當(dāng)接收到1（電路開）時(shí)像素點(diǎn)就亮，接收到0（電路關(guān)）時(shí)像素點(diǎn)就滅。同理，由1和0組成的高級軟件就會(huì)控制電源的開或關(guān)，控制電腦關(guān)閉或啟動(dòng)諸如此類等等。樓主可能會(huì)問CPU為什么會(huì)進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，CPU有一個(gè)控制單元，或者稱它為邏輯單元（邏輯單元也是由基本的三極管和二極管組成），通過邏輯單元進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，1（電路開）+0（電路關(guān)）=1（電路開），0+0=0（電路關(guān)），以此類推，通過二進(jìn)制運(yùn)算實(shí)現(xiàn)加減乘除。弄懂計(jì)算機(jī)硬件基本原理，你就不會(huì)有疑問了。

晶圓上的電路是有格式的。有許多按井字型排列的與非門陣列，是按照可編程邏輯陣列燒寫過的。

如上圖，這些通路既可以連接、也可以斷開，這叫做熔絲技術(shù)。用電壓控制。燒寫器負(fù)責(zé)執(zhí)行電路燒寫工作。按照事先編寫的程序，實(shí)現(xiàn)哪些電路是連接的，哪些電路是斷開的。這樣就形成了不同邏輯的線路。早期的燒寫是一次性的，不能更改，現(xiàn)在有了可擦除技術(shù)，可以隨時(shí)更改。

芯片工作時(shí)，根據(jù)指令集的指揮，建立起電信號(hào)和與非門列陣的聯(lián)系，按軟件的工作指令，控制通路的連接和斷開，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。

運(yùn)行程序的機(jī)器處理器擁有自己的指令集，由微程序與之對應(yīng)，微程序存儲(chǔ)在處理器的控制器單元的存儲(chǔ)模塊。軟件代碼被編譯為機(jī)器指令指令，執(zhí)行機(jī)器指令時(shí)由操作系統(tǒng)控制送入內(nèi)存，并等待送入處理器執(zhí)行。當(dāng)指令被讀入處理器，通過譯碼指令的操作碼部分找到該機(jī)器指令對應(yīng)的微程序入口地址，微指令通過處理器中控制器的微程序控制器譯碼執(zhí)行，執(zhí)行過程中控制器對處理器的算數(shù)邏輯單元、內(nèi)存等硬件芯片發(fā)出高低電平信號(hào)，配合處理器時(shí)鐘脈沖信號(hào)在邏輯電路的與或非中完成一條指令的執(zhí)行。軟件的執(zhí)行就是在操作系統(tǒng)的控制下很多條指令的執(zhí)行。//@過去與今天:代碼怎么來驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部的開或者關(guān)呢

芯片是通過半導(dǎo)體晶體管中的PN結(jié)實(shí)現(xiàn)電路開關(guān)狀態(tài)變化的，存儲(chǔ)程序是通過存儲(chǔ)芯片對存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行讀寫的。我們用的軟件，在存儲(chǔ)介質(zhì)上其實(shí)就是磁針的不同狀態(tài)（機(jī)械硬盤）或者浮置柵極存儲(chǔ)的狀態(tài)（SSD）。

1、半導(dǎo)體晶體管是如何忠實(shí)地執(zhí)行軟件的？

眾所周知，芯片就是半導(dǎo)體材料做成上億的晶體管排列組合而成。晶體管最重要的控制開關(guān)也就是PN結(jié)。由于PN結(jié)的存在，才有了半導(dǎo)體的說法。就是正向電壓導(dǎo)通，反向電壓斷開。原理如下：

①、半導(dǎo)體的特性

所謂的PN結(jié)就是采用不同的摻雜工藝，通過擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?/u>：

• 正向?qū)��?/strong>：我們的電源一端接P區(qū)（空穴較多的P型半導(dǎo)體這一邊），一端接N區(qū)（自由電子較多的N型半導(dǎo)體這一邊）。如果這個(gè)時(shí)候加載一個(gè)合適的正向電壓在PN節(jié)上，也就是P區(qū)電壓高于N區(qū)電壓，那么P區(qū)的空穴和N區(qū)的電子都會(huì)向中間的溝道（耗盡層）運(yùn)動(dòng)，溝道就會(huì)變小，電阻相應(yīng)就變得很小了，電路就接通了。
• 反向斷開：如果在PN結(jié)加載一個(gè)合適的反向電壓，即N區(qū)電壓高于P區(qū)電壓。那么，N區(qū)的電子都向電源的正極運(yùn)動(dòng)，P區(qū)的空穴都向電源的負(fù)極運(yùn)動(dòng)。所以，導(dǎo)致中間的溝道就會(huì)變得更寬。電阻就變大了，電路就無法接通了。

芯片上的晶體管正是利用這個(gè)特性來做的，比如：二極管、三極管、場效應(yīng)管。

②、計(jì)算機(jī)芯片執(zhí)行程序

計(jì)算機(jī)芯片我們看起來很聰明，但追蹤到二進(jìn)制層面，其實(shí)它只是做簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算（加減乘除）。其他操作都是通過轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的。在晶體管里面是如何實(shí)現(xiàn)的呢？它就是通過CMOS電路中的與非門電路來實(shí)現(xiàn)的。我們都知道與非門可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 與 門：只有兩個(gè)輸入都是高電位時(shí)，輸出端才有高電位。也就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的與運(yùn)算“&”。即：0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1；
• 非門：輸出電位始終和輸入電位相反，輸入是高電位，輸出就是低電位。這就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)需要的非運(yùn)算“~”，即：0~=1;1~=0；
• 或門：只要輸入端有1個(gè)是高電位，輸出端就是高電位。也就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的或運(yùn)算“|”，即：0|0=0；0|1=1；1|0=1；1|1=1；

以上是三個(gè)最基本的邏輯運(yùn)算和晶體管組成的與非門的關(guān)系。更多的運(yùn)算都是通過這三種基本運(yùn)算組合而來。

2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如何從加電開始運(yùn)行的？

我們購買回來的計(jì)算機(jī)通常包含了CPU、內(nèi)存、主板、硬盤、外設(shè)等。這些硬件里面都內(nèi)置了控制硬件的微碼。

• CPU：里面包含CPU的基礎(chǔ)指令集，要想在該CPU上運(yùn)行的軟件，最終都必須編譯成該CPU支持的指令集。同時(shí)
• 內(nèi)存：內(nèi)存里面有SPD芯片，它里面存儲(chǔ)了這條內(nèi)存的參數(shù)，以便和CPU、主板協(xié)同工作。
• 主板：X86架構(gòu)都有南橋和北橋兩大主要芯片，還有FSB總線。這里負(fù)責(zé)控制外設(shè)、負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸給CPU。里面集成了微系統(tǒng)。
• 硬盤：硬盤的電路板上有主控芯片和緩存，控制數(shù)據(jù)到達(dá)硬盤后該如何存儲(chǔ)，也控制讀取指令該如何去讀數(shù)據(jù)。

有了這些微碼程序，計(jì)算機(jī)硬件就是非常順暢地協(xié)同工作了。當(dāng)我們接通電源，并按下開機(jī)按鈕，計(jì)算機(jī)主板的啟動(dòng)電路會(huì)觸發(fā)主板開始按照微碼工作。當(dāng)自檢各硬件正常后，按順序加載硬盤啟動(dòng)分區(qū)的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)就放置在這里。操作系統(tǒng)也就順利被載入內(nèi)存，開始工作。后面就不多說了，大家都清楚。

3、硬盤是如何存儲(chǔ)軟件的？

軟件在計(jì)算機(jī)看來就是0和1組成的數(shù)據(jù)。我們現(xiàn)在用的很多都是固態(tài)硬盤，但早年用的是機(jī)械硬盤。他們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式有些許不同。

①、機(jī)械盤存儲(chǔ)讀寫數(shù)據(jù)

機(jī)械硬盤由電機(jī)、磁頭、盤片和控制電路組成�？刂齐娐坟�(fù)責(zé)和主板進(jìn)行通訊，包括接收請求、讀寫緩存等。盤片上布滿微小的磁針，它是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小顆粒，磁針指向北就是1，磁針不指向北就是0。 磁頭就是磁感應(yīng)頭，電機(jī)負(fù)責(zé)盤體的轉(zhuǎn)動(dòng)和磁頭的移動(dòng)。

• 讀操作時(shí)：磁盤控制器接收到指令，首先看看高速緩存中有沒有，如果沒有，磁盤就會(huì)開始高速旋轉(zhuǎn)，磁頭則在盤片上方以固定半徑掃描盤片。按照指令要求進(jìn)行尋道，當(dāng)找到相應(yīng)地址后，磁頭感應(yīng)到盤片上的磁針狀態(tài)，并將它轉(zhuǎn)化為電信號(hào)由硬盤控制芯片傳導(dǎo)給內(nèi)存。
• 寫操作時(shí)：磁盤控制器接收到指令，首先將數(shù)據(jù)寫入高速緩存，得到磁盤響應(yīng)時(shí)，盤體開始旋轉(zhuǎn)，磁頭尋找到對應(yīng)位置。找到位置后，磁頭開始磁化改變磁針的狀態(tài)。按要求全部改完后，將寫完?duì)顟B(tài)反饋給控制器。

②、SSD盤存儲(chǔ)讀寫數(shù)據(jù)

SSD盤主要有主控制器、存儲(chǔ)單元、緩存等組成。主控制器有嵌入式處理器，負(fù)責(zé)做ECC校驗(yàn)、磨損平衡、壞塊映射、緩存控制、垃圾回收等等。存儲(chǔ)單元主要采用的是NAND閃存，NAND存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式就是通過控制器對浮置柵極存儲(chǔ)進(jìn)行加壓，當(dāng)浮置柵極存儲(chǔ)電荷增多，達(dá)到4V以上，則表示已編程，當(dāng)沒有充電或者電壓閥值低于4V時(shí)，就表示已擦除。同時(shí)，已編程的單元，又以相位狀態(tài)不同或者電壓高低不同來表示數(shù)據(jù)的0,1。

• 讀操作時(shí)：只需要對相應(yīng)的存儲(chǔ)塊進(jìn)行加電壓，感應(yīng)電壓或者相位就可以讀取數(shù)據(jù)。
• 寫操作時(shí)：也是通過對相應(yīng)的存儲(chǔ)塊進(jìn)行加電壓，改變相應(yīng)塊的相位或者電壓就可以完成寫入。

因?yàn)镾SD盤不需要機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，速度比機(jī)械盤快了很多。所以，現(xiàn)在更多人使用的是SSD盤。

總結(jié)

總之，軟件在計(jì)算機(jī)底層就是0和1組成的指令集合。而0和1的指令集合是通過CPU芯片里面的晶體管來實(shí)現(xiàn)運(yùn)算和控制的。晶體管最重要的組件就是半導(dǎo)體PN結(jié)，它幫計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了各種邏輯運(yùn)算。至于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，無論是機(jī)械盤還是SSD，最終都是將數(shù)據(jù)0和1對應(yīng)物理介質(zhì)的磁針狀態(tài)或者浮置柵極存儲(chǔ)狀態(tài)來對應(yīng)表示。

感謝閱讀！我是數(shù)智風(fēng)，用經(jīng)驗(yàn)回答問題，歡迎關(guān)注評論。

首先得有一個(gè)讓軟件運(yùn)行的最基本硬件環(huán)境，而這個(gè)最基本的硬件運(yùn)行環(huán)境叫基礎(chǔ)守護(hù)程序硬件系統(tǒng)，它監(jiān)控底層軟件參數(shù)的變化或外部給予的的變化量，當(dāng)監(jiān)測到預(yù)先設(shè)計(jì)的軟件參數(shù)變化后，守護(hù)硬件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)做出相應(yīng)的反應(yīng)輸出，可以是題主說的輸出開關(guān)量，也可以通過D/A輸出模擬量。

但不管輸出如何，軟件運(yùn)行得先有一個(gè)相應(yīng)的硬件環(huán)鏡讓軟件的守護(hù)程序部分先運(yùn)行起來。比如通用PC計(jì)算機(jī)的ROM，硬件一加電，最先運(yùn)行計(jì)算機(jī)的ROM就是守護(hù)程序，由它來接受外部的指令翻譯成機(jī)器硬件能執(zhí)行的0和1機(jī)器指令，或者把硬件的控制權(quán)移交給更高級的軟件系統(tǒng)，如UNlX、Dos、Windows、Mac OS等以實(shí)現(xiàn)更高級的應(yīng)用。

大家都知道在數(shù)字電路中都是高低電平的，在實(shí)際控制中也是一樣的，只有兩種狀態(tài)，舉個(gè)簡單例子，當(dāng)三級管工作在截止和飽和狀態(tài)時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，通過控制集電極的電平即可控制三極管的狀態(tài)；在數(shù)字電路中有個(gè)叫做數(shù)模轉(zhuǎn)換器的元器件，即輸入數(shù)字量可以轉(zhuǎn)換成你想要的模擬量。如下圖

一堆人都沒回答到要點(diǎn)上，軟件是無法控制芯片電路閉合的，軟件只是控制芯片電路的閉合順序，電路的閉合都來自于初始電脈沖，它可以是鼠標(biāo)點(diǎn)擊和移動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)，也可以是無線電磁波，也可以來自聲卡，或者內(nèi)部計(jì)時(shí)器，一個(gè)程序的運(yùn)行就是一個(gè)初始電脈沖控制第一個(gè)晶體管電平變化開始，程序內(nèi)容則是所有晶體管的動(dòng)作順序和邏輯

芯片都有很多針腳吧？每個(gè)針腳都有定義，內(nèi)部邏輯功能都是通過硬件實(shí)現(xiàn)的，也都是固定的，將多個(gè)針腳通斷實(shí)現(xiàn)的邏輯功能的組合定義成指令，我理解的不知道對不對，一組指令集就相當(dāng)于一組接口函數(shù)，我們編程就是調(diào)用這些接口函數(shù)，從而控制部分針腳的通斷，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部邏輯功能，我們讀取部分針腳的電壓值，將得到內(nèi)部邏輯功能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，按照編定的程序不停的循環(huán)這個(gè)過程，最后得到程序所需要的結(jié)果。