1、本文目的

CPU执行程序的原理这篇文章中提到，“程序要想被CPU执行，首先要被编译成CPU可以执行的指令操作”，那编译成CPU可以执行的指令操作是什么意思呢？这篇文章就用来说明编译的实际意义是什么。

2、知识背景——CPU架构

要谈编译，首先要说说CPU架构的概念。CPU架构也就是CPU指令集（指令就是汇编指令或者机器指令，比如Add是汇编指令，而对应的机器指令在MIPS下就是000000）架构，现有CPU架构包括鼎鼎有名的Intel的X86架构、ARM的ARM架构、MIPS的MIPS架构、DEC的Alpha架构。通俗来说，指令集就是指挥CPU如何运算的硬程序，没有这套指令的话，就没有办法指挥CPU运转，而计算机的所有运算都需要CPU参与。

那编译呢，也就是将一段程序转换为指令集的过程。不同架构的指令集自然是不同的，带来的影响就是同一段代码，编译过后只能运行在对应的指令集上，比如一段C++代码，在X86下编译完了，只能在X86下运行，而不能运行在ARM架构下运行。

而事实上，编译得到的结果，更是操作系统相关的。假设，一段程序被编译成了X86下的硬程序，但是无法同时运行在Windows上和Linux上（Windows和Linux操作系统都可以装在X86架构的CPU上），如果程序一开始是在Windows操作系统下编译的，那这段程序就无法运行在其他比如Linux操作系统中。

也就是说，编译与操作系统和CPU这二者都是相关的。

3、编译过程

事实上，仅仅将程序通过编译改写成汇编指令或机器指令，在操作系统上还不能直接运行。实际上广义的编译，其实包括预处理、编译、汇编、链接这整个过程。

1. 预处理，就是把代码里引入的其他代码，插入到这段代码中，形成一个代码文件。
2. 编译，就是把代码转化为汇编指令的过程，汇编指令只是CPU相关的，也就是说C代码和python代码，代码逻辑如果相同，编译完的结果其实是一样的。
3. 汇编，就是把汇编指令转为机器码的过程，机器码可以被CPU直接执行。
4. 链接，就是将一段我们需要的已经编译好的其他库，与我们的汇编结果连起来，这样才是最终程序完整的形式，操作系统才可以运行。不同操作系统编译好的其他库形式不同，而且链接的方式也不同，得到最终程序的形式也不同，所以编译好的程序只能在特定的操作系统下运行。