在执行期间，程序可用/使用的存储器有哪些？

Question

通常，当您运行任何程序时，在执行期间可以使用哪些不同的存储空间以及它们用于什么？ 我理解堆栈和堆。另外，我知道值类型在堆栈中，而ref类型在堆中。但是，我也遇到了程序计数器，指令指针等术语。

他们是什么意思？

BOUNTY： 下面有一些非常好的答案。我正在寻找更详细的东西。有些东西，不会强迫我阅读COA书中的几章。具体的博客/视频/解释是相关的。

Answer 1

任何高级语言的主要内存类型都是您已经识别的两种：堆栈和堆。

你可以把它放在一个或另一个上是没有限制的;区别在于如何以及何时分配内存。调用函数时会分配堆栈空间，并且一次性完成，因此您无法从函数内部分配任何新的堆栈空间，并且一旦函数返回该内存被释放。另一方面，堆空间，您可以随时分配自己以及任何数量的分配。

内部使用的其他内存块肯定不会触及。例如，“程序计数器”和“指令指针”都是相同的：单个内存字，用于跟踪程序中哪个指令是下一个执行的指令。每次CPU执行指令时，程序计数器将继续执行下一个指令。

一旦你进行了函数调用，程序计数器就会与你自己的局部变量一起存储在堆栈中，这样当被调用的函数返回时，调用函数将知道它“停止”的位置。

Answer 2

我认为你问的是两个不同但相关的问题。首先，我的计划的数据是如何组织的？不同的体系结构以不同的方式执行，但基本上，程序由3个（或4个，取决于您如何计算它们）：data（堆和静态全局数据），stack（本地和函数）调用/返回数据）和text（代码）。

其次，计算机如何运行我的程序？这实际上是关于computer architecture和operating system语义的问题。 program counter或指令指针通常是CPU中用于运行程序的许多registers之一。它跟踪当前正在执行的指令的内存位置。其他包括stack (or frame) pointer（执行函数的堆栈帧的当前位置），程序状态字（有关当前指令结果的信息）和数据寄存器。

运行程序还有很多其他内容，我只是浏览了低级硬件位的表面，但是你提出的问题确实需要一本教科书才能完全理解。为了更彻底的治疗，我建议您在当地的书店或图书馆挑选Computer Organization and Architecture的副本。

Answer 3

程序计数器和指令指针是一回事。基本上，指令指针跟踪CPU正在执行的指令。您的程序将位于内存的单独部分，有时也称为代码段。指令指针指向该段中的位置。

值得注意的是，程序计数器不保存在RAM中（这将太慢）。这是一个处理器寄存器。只有在对函数进行调用时，程序计数器才会存储在堆栈中。然后，当程序从函数调用返回时，返回值将从堆栈中弹出，程序计数器将被恢复。

See here有更详细的解释。

Answer 4