php程序员学c遇到的一些疑问

Question

1.php有zend引擎去编译php，那c呢？是操作系统在编译他吗？
2.很多年以前就知道计算机只认识01代码，但今天脑袋瓜就想，计算机的那一部分只认识01,我理解的是cpu只认识01对吗？
3.c和操作系统的关系是什么？比如我在windows下用c编译的东西能在linux下用吗，我感觉是不行的，那是不是我同样的代码，要想在linux用的话，那就必须copy一份到linux下在编译。
4,我发现曾经用过很多东西，感觉真的是在用人家的东西，不管学js也好php也好,html，人家到底底层咋实层的，他和计算机整个的更深一层是怎么交互的，完全不知道啊。学起c来感觉自己更像一个菜鸟。

真是个菜鸟，问了很多小白的问题，但我真的是不知道。先谢谢segmentfault的朋友了。

Answer 1

你问了很多计算机体系结构的事情，其实学习c语言也不需要知道这么多，但是你是一个有好奇心的人，且逻辑思维也算清楚。
01这东西不是软件关心的，是硬件关心，在数字逻辑中，我们称其为高低电平，电流经过一个元器件，如果电压为高电压记为0，低电压记为1。将一个逻辑经过运算之后，结合元器件的特性，我们就可以通过元器件的组合来将这个逻辑运算表达出来。刚开始肯定是简单的二极管之类的，发展到现在就是你看到的cpu了，里面的晶体管小到可以用纳米计算。计算机中的计算任务最终交给cpu，当然上层操作系统上的一个随随便便的命令，cpu是不认识的，你在操作系统中的一个命令要被拆分成若干指令，而每个指令去实现的时候又被分配到不同的电路单元中进行处理。这些指令的处理过程在电路中其实是一连串的01运算。这些指令（全部由二进制代码组成）就是传说中的机器码，由于机器码对于人来说阅读太困难，所以前辈们将其转成了汇编语言，汇编语言的开发速度和学习成本还是不理想，所以才有了高级语言的诞生。
c语言其实最终还是要转化成机器码。比如说int a = 1;在编译是，要被先翻译成好几句汇编，然后这些汇编再转成机器码。所以，说白了编译就是将c变成汇编再变成机器码的过程，编译之后生成的可执行程序又可以愉快的向cpu发指令了。
跟c语言不通，php是解析型语言，他不需要直接编译成可执行程序，他的代码使用zend引擎来做解析。zend引擎可以理解为一个可执行程序，当他通过词法、语法解析知道你要干什么后，就直接调用程序内置的一个函数交给你一个处理结果。
至于你说的linux程序和windows程序不兼容的问题，是因为这操作系统生成可执行程序的二进制格式不一样，操作系统根本就彼此不识别。
c语言的学习关键是理解语法，先学会使用，推荐看《c专家编程》、《c和指针》

Answer 2

1. gcc vc clang icc 都是c语言的编译器。

2. 是的。cpu只认机器码，助记符是人类为了便于写汇编发明的抽象。

3. 操作系统大部分是拿c写的。windows和linux虽然都跑x86的程序，但是由于可执行文件格式不同，不能直接兼容。现在好像有应用级虚拟机能实现这一点。

4. js、php、py等脚本语言的解释器是用c实现的，c语言负责和系统打交道，脚本语言的库中有一部分调用系统api来和系统打交道。学c的时候再关心底层交互，学其他高级语言的时候主要应该关心业务逻辑。

Answer 3

哥们应该不是科班出身吧，你这些疑问其实看看计算机原理一类的书，很快就会明白的。
这里写一些简陋的介绍，计算机系统本身是个层层抽象的过程。

1. 最底层当然是晶体管电路，通过电路抽象成各种数字逻辑，我们可以实现算术运算（比如加减），逻辑运算（转移复制）之类的操作。

2. 然后是指令系统，指机器指令的集合（上一条对电路的抽象称为“微指令”），又是抽象，把逻辑电路的基本功能包装成加减乘除、浮点运算、字符串处理等等。所谓“机器语言”就是一串指令代码。

3. 再然后汇编语言，因为 0101 对人实在没意义，于是起了个代号，就是汇编语言，比如用ADD（加）代表001，这样小小的抽象就有语义了。而运行汇编语言写出来的程序，就是再翻译成原来的二进制数机器语言。

4. 最后就是高级语言，比如C，因为汇编语言的抽象程度太低，还是很麻烦，才出现高级语言。C语言更接近自然语言了。而 C 需要编译（这就是编译器的作用），在没有 OS（操作系统）时，同样也只是翻译成机器语言，而在有操作系统时，因为需要 OS 确定怎么使用这个程序，编译出的可执行文件就不光是机器指令了，还得有一定格式，加个文件头之类的，不同 OS 要求的格式不一样。

   这里就可以回答LZ一个问题，编译出来的可执行文件为什么不能跨平台（扯了半天才回答一个问题）

      第一 程序面向的硬件如cpu可能不一样，硬件不同当然指令就不同了，所需要的机器语言当然也不同
      第二 不同 OS 编译的可执行文件程序格式不一样，其他 OS 识别不了
      第二 不同 OS 的程序中往往会调用操作系统的api（如图形界面api），api都不一样当然不能跨平台
      

   写着写着都不想写了，非常简陋，很多重要的地方都略过去，大概看看吧，也算是自己对以前知识的一个回顾

Answer 4

php程序员这个得定义好.

程序员: 计算机基础良好,对编译原理有了解,知道一门语言是如何编译成目标代码的.图形学,大致知道矩阵变化,向量,欧拉角,四元数的基础知识.

php:你在程序员的基础之上对PHP这门语言比较感兴趣,能通过编译原理的基础了解这门语言的编译方式.知道 PHP为什么以fastcgi的方式运行能将你编写代码的生命周期缩短,让编程的业务逻辑降到最小.

你觉得你是PHP程序员吗?

Answer 5

1、gcc编译器
2、是，以前是用电子管，发展到现在的晶体管，超大规模电路集成，现在已经不止是数以千万计的了。
3、是不行的，linux和windows内核是完全不同的，可以通过其它办法实现linux下运行。
4、学习本来就是如此，你越追究越底层，就像你学其它比较高级的编程语言时，你会发现C更底层了，你发现能对指针操作，你学了C你会发现汇编更底层了，你会发现在死绕弯子，他更难用了。当然还有更底层的，我听我老师说他老师，学的是汇编，用的是打孔技术，我也没接触过，不过我知道是把汇编程序源代码写在专用的纸袋上，也没有调试这种说法，只有靠自己，可以用贴纸物品贴掉孔，但是这基本用于误打或者打错，程序错了基本上很难纠正，然后按照代码的每一行对应的机械码，好像是无孔为0，无孔为1。
你想学到底层，那么你首先要站的是程序员的位置，从程序员的角度上学下去，你会发现你又接触了另一门学科。如果是想简单的去了解和涉及底层，玩玩嵌入式也是可以的。嵌入式也是现在流行的，智能家居正是产物。

Answer 6

1.gcc，clang等编译器
2.计算机任何硬件部分都只懂1和0
3.c是一种编程语言，操作系统是用一种编程语言写出来的一组程序。包括不限于内存管理，任务调度，磁盘管理，系统调用等等。把硬件进行有效管理并抽象成一套统一的API供应用程序调用。各个系统之间的程序不通用，因为他们所应用的系统调用是不一样的。一个printf函数在不同平台的C库中实现肯定是不一样的。

1. C库也打包隐藏了很多底层细节，编译器也帮助我们做了很多。比如main函数默认会与一些程序运行相关的函数，应用程序的ELF/PE格式封装等等。学了x86汇编表示其实底层下面还有更低层 XD

Answer 7

看《深入理解计算机系统》

Answer 8

建议题主在网上下一本《C Primer Plus》，只看第一章概览就可以解答你现在大部分问题。

Answer 9

不同操作系统的二进制可执行文件的格式是不一样的，比如Linux上是ELF，Windows上是PE。比如Linux上可以用readelf -a /bin/cat查看程序cat的ELF信息，比如可以看到该程序的入口点地址0x402602，以及程序依赖的共享库等信息。

Linux执行程序，就是根据二进制可执行文件的ELF信息创建内存布局，比如 cat /proc/self/maps 查看cat加载表(内存布局)：

00400000-0040b000 r-xp 00000000 08:06 4198651   /bin/cat (text段)
0060a000-0060b000 r--p 0000a000 08:06 4198651   /bin/cat (data段)
0060b000-0060c000 rw-p 0000b000 08:06 4198651   /bin/cat (bss段)
016be000-016df000 rw-p 00000000 00:00 0         [heap] (下面省略程序依赖的各个共享库地址)
7fff31d00000-7fff31d21000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack] (下面省略vdso和vsyscall)

其中的text段(代码段)存放的就是ELF文件包含的程序执行代码，即CPU的机器指令。
内存布局创建完成后，跳到程序的第一条机器指令，开始执行。

同一段C代码，在同一个机器、同一个操作系统上使用不同的编译器（如GCC、Clang/LLVM）生成的二进制文件包含的机器指令，不一定完全相同，因为不同编译器可能有自己不同的优化实现，比如Intel的编译器ICC编译的程序对同为x86架构的AMD处理器支持就不好，应该是Intel使用了自己CPU独有的特性。

在同一个机器，不同操作系统编译生成的二进制文件包含的机器指令，区别可能就更大了，虽然这些机器指令都能被当前机器（CPU）识别和执行。

不同的CPU架构有不同的指令集，能识别的机器指令自然也是不同的，所以x86上的二进制程序，不能直接运行于ARM上，不过可以使用交叉编译器比如arm-none-linux-gnueabi或者Android NDK，在Linux x86上生成ARM的二进制文件（机器码）。

拿PHP来说，我们编写的代码是交给Zend Engine来运行的，而不是直接交给CPU运行，所以只要保证Zend Engine跨平台，我们的PHP代码就能跨平台。PHP的opcode之于Zend Engine，类似于机器码之于CPU，我们可以使用PECL扩展vld查看PHP程序的操作码opcode。

Answer 10

我不是科班的，但我有我的理解
比如要建一个房子，我们用砖头，水泥，钢筋等，不同的房子用不同的材料，比如用木头也能盖一个房子。这就好比用高级语言写一个程序。可以用不同的语言来实现。但是砖头，水泥，钢筋等材料是别人造好的，如果所有都要我们自己造，那几乎不可能，底层就是如何制造这些基础的材料，对于建筑工人我们需要了解这些材料的特性，这样我们才能有机组合建造最理想的大楼，我们需要关注我们建造工艺本身，至于材料可以交给专门造这些的人去研究，这样大家才能各自发挥自己的力量，程序员也一样。