計算機是如何識別代碼的
這個問題要展開的話蠻複雜的，展開到幾萬幾十萬字都可以。但針對題主的問題可以有個更具體精確的回答方式。因為我也不是 CS 科班出身，也才大二，就幾個關鍵的節點説一下我的理解。可能有些錯漏，權當小導論看看得了，有錯誤敬請指出。
大致過程
我的理解中，整個過程大致可以分為兩段：
- 代碼到機器碼的過程
- 機器碼被 CPU 執行
其中階段 1 是編譯原理的領域，階段 2 是計組的領域，1 和 2 中間應該是操作系統的領域。
舉個簡單的例子，然後讓過程再具體一點的話（依舊忽略一些不那麼關鍵的步驟），可能是：
-
編譯階段：把高級語言變成機器語言（按題主的問題，其實可能更需要這方面的信息）
- 分析高級語言的代碼並預處理
- 進行編譯，把高級語言代碼變成彙編語言代碼
- 進行彙編，把彙編語言代碼變成機器語言，生成可執行文件（二進制形式）
- （鏈接階段可以在編譯階段進行但具體時機不固定，因不涉及關鍵所以略）
-
系統階段：加載程序、調度進程、管理內存等（對不起原諒我係統還沒怎麼學）
- 讀取可執行文件
- （省略一些非關鍵部分）
- 把程序從硬盤加載到內存中
-
處理器階段：執行二進制程序
- 從內存讀取程序的指令
- 指令通過數據通路
-
在流水線的每個階段進行不同的操作
- 把機器碼指令拆分出不同部分
- 根據指令執行不同的操作（讀取、寫入、計算等）
其中系統階段可能比較傾向於中介的成分，不是特別特別關鍵。因為這個問題我前陣子也在思考，實際上就算對系統一無所知（我就是），光靠知道“編譯階段得到機器碼程序，然後經過一些過程把機器碼加載到指令內存中”，就足夠把編譯部分和執行部分串聯起來了。
就我而言，在這個問題中，以前卡住的最關鍵的點是：文本到信號的過程，也就是把機器碼加載到指令內存的過程。這部分只要學一下加載器應該就可以徹底貫通了。
補充：計組部分的具體過程
上學期剛學完 MIPS，這裏就用 MIPS 舉例了。
基礎概念
- 寄存器：操作起來最快最便捷的核心存儲單元，數量相當有限（比如 MIPS 有 32 個通用寄存器）
- 內存（RAM）：操作起來要多廢時間讀寫的存儲空間，量大管飽性能差（相比寄存器而言）
處理器結構 & 數據通路
用計組黑皮書的一張圖舉例（圖 4.11）。這個通路叫 Datapath（數據通路），數據從左邊流向右邊，在通路的不同部分進行各種操作。
關鍵元件解釋（從左到右，忽略上方的次要部分）：
- PC 寄存器：指向指令內存中的指令的指針，用於決定要執行指令（指哪取哪）
- 指令內存：專門存儲程序指令的內存空間
- 寄存器：通用寄存器
- ALU：算術邏輯單元，用於執行運算
- 數據內存：專門用於存儲數據的內存空間
- 藍色的標籤：控制單元連接過來的信號
- 數據單元：根據當前運行的指令，控制各個部分的部分參數（類似於全局輔助參數的集合）
每次執行一條指令，先從 PC 寄存器得到要執行的指令的地址，把指定取出然後譯碼，拆出不同的部分。比如一條 MIPS 的 R 類指令的二進制存儲結構是這樣的：
對於不同指令的結構問題，可以去看別的文章，這裏不贅述，比如可以看看這篇文章。
R 型指令包括了基本的加減乘除等計算指令，我們這裏用加法舉例。
比如 add $t0, $t1, $t2 # $t0 = $t1 + $t2 這條指令的作用是把寄存器 t1, t2 的值加起來，存入 t0。寄存器對應的編號是：
$t0→8（二進制01000）$t1→9（二進制01001）$t2→10（二進制01010）
所以結構是這樣的：
| Field | opcode | rs ($t1) | rt ($t2) | rd ($t0) | shamt | funct |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Binary | 000000 | 01001 | 01010 | 01000 | 00000 | 100000 |
拼起來就得到：000000 01001 01010 01000 00000 100000，這就是上面這條彙編指令在指令內存中的形式。
這條命令被取出來，然後譯碼階段把這條指令再次拆開，拆出不同的部分，然後根據 opcode 和 funct 可以知道這條指令是 R 型指令的加法指令，於是在 ALU 裏的行為就可以知道了。
可以從圖上看到 ALU 的結果進入了一個 MUX，也就是多路複用器，另一個輸入是來自數據內存的，這個 MUX 代表：這條指令可能需要把 ALU 的計算結果存到寄存器（比如 R 型指令），或者要從內存裏讀取數據到寄存器（比如 lw 指令），要根據情況，把對應的值存到寄存器裏。
話説回來，對於 ADD 指令，計算結果就會通過 ALU 的出口，到 MUX，再到寄存器，這條指令就結束了。
對於 PC 連着的上半圖的部分呢，其實是用於決定 PC 指針的移動的。右上角的 MUX 的輸出是連着 PC 的輸入的，它會從兩個值裏取其一併輸入給 PC 寄存器。這兩個輸入代表着兩種情況：
- 程序順序運行，PC 自然移動到下一條指令，則
PC:=PC+4。因為一條指令長 32 位，所以是 4 字節，按字節尋址，所以每次加 4 字節移動到下一條指令。 - 程序遇到分支，這時第二個輸入對應分支要跳轉的位置，賦值給 PC 就可以實現程序的跳轉。
其它
本來還有很多東西，比如流水線、冒險等等，這裏不詳細展開了，離主線比較遠。
