我正在参加哈佛大学的MOOC课程CS50。在最初的一个讲座中，我们了解了不同数据类型的变量：int，char等。
我所理解的是命令（例如，在main函数中）int a = 5保留了堆栈中内存的大量字节（大部分为4）并且放置了一系列零和一些代表5的内存。
零和一个相同的序列也可能意味着某个特征。所以有人需要跟踪这样一个事实，即为a保留的内存位置中的0和1序列将被读作整数（而不是字符）。
问题是谁跟踪它？计算机的内存是通过在内存中将标签粘贴到这个地方说“嘿，无论你在这4个字节中找到什么，都读成一个整数”？或者是C编译器，它知道（查看int的类型a）当我的代码要求它做某事（更准确地说，生成机器代码做某事）时使用a的值，它需要将此值视为整数？
我真的很感激为C初学者量身打造的答案。
使用C语言，它是编译器。
在运行时，堆栈上只有32位= 4个字节。
你通过在这个地方贴一个标签来问“计算机的记忆......”：这是不可能的（使用当前的计算机架构 - 感谢来自@Ivan的暗示）。内存本身只有8位（0或1）字节。内存中没有可以用任何附加信息标记存储单元的地方。
还有其他语言（例如LISP，在某种程度上也包括Java和C＃），它存储一个整数，作为数字的32位的组合加上包含一些位编码标记的几个位或字节，这里我们有一个整数。所以他们需要例如32位整数的6个字节。但是对于C，事实并非如此。您需要源代码中的知识才能正确解释内存中的位 - 它们不会解释自己。并且有一些特殊的架构支持硬件中的标记。
在C中，内存是无类型的;没有超出其价值的信息存储在那里。所有类型信息都是在编译时根据表达式的类型（变量名，值计算，指针解除引用等）计算的。此计算取决于程序员通过声明（也在标题中）或强制转换提供的信息。如果该信息有误，例如因为函数原型的参数声明错误，所有的赌注都是关闭的。编译器警告或防止同一“翻译单元”（带有标题的文件）中的错误声明，但在翻译单元之间没有（或没有多少？）保护。这就是为什么C有标题的原因之一：它们在翻译单元之间共享公共类型信息。
C ++保留了这个想法，但另外提供了多态类型的运行时类型信息（而不是编译时类型信息）。很明显，每个多态对象都必须在某处携带额外的信息（尽管不一定接近数据）。但那是C ++，而不是C.
对于主要部分，它是跟踪的C编译器。
在编译过程中，编译器会构建一个称为解析树的大型数据结构。它还跟踪所有变量，函数，类型，...具有名称（即标识符）的所有内容;这称为符号表。
解析树和符号表的节点都有一个记录类型的条目。他们跟踪所有类型。
主要使用这两个数据结构，编译器可以检查您的代码是否违反了类型规则。如果使用不兼容的值或变量名，它允许编译器发出警告。
C确实允许类型之间的隐式对话。例如，您可以将int指定给double。但在内存中，这些是相同值的完全不同的位模式。
在编译过程的早期（更高抽象级别）阶段，编译器尚未（或过多）处理位模式，并在更高级别进行转换和检查。
但是在汇编代码生成过程中，编译器需要最终以位为单位进行全部计算。所以对于int到double的转换：
int i = 5;
double d = i; // Conversion.
编译器将生成代码以进行此转换。
然而，在C中，很容易犯错误并搞砸了。这是因为C不是一种非常强类型的语言，而且非常灵活。所以程序员也需要注意。
因为C在编译之后不再跟踪类型，所以当程序运行时，程序通常可以在执行一些错误之后以错误的数据继续运行。如果你“幸运”程序崩溃，那么错误信息就不是（非常）提供信息。
你有一个堆栈指针，它给出了内存中最顶层堆栈帧的绝对偏移量。
对于给定的执行范围，编译器知道哪个变量相对于此堆栈指针定位，并在对堆栈指针的偏移量上发出对这些变量的访问。所以它主要是编译器映射变量，但它是应用此映射的处理器。
您可以轻松编写计算或记住曾经有效的存储器地址的程序，或者只是在有效区域之外的程序。编译器不会阻止您这样做，只有具有引用计数和严格边界检查的更高级语言在运行时才会执行。
编译器在转换过程中跟踪所有类型信息，并生成适当的机器代码以处理不同类型或大小的数据。
我们来看下面的代码：
#include <stdio.h>
int main( void )
{
long long x, y, z;
x = 5;
y = 6;
z = x + y;
printf( "x = %ld, y = %ld, z = %ld\n", x, y, z );
return 0;
}
通过gcc -S运行后，赋值，加法和打印语句被转换为：
movq $5, -24(%rbp)
movq $6, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rax
addq -24(%rbp), %rax
movq %rax, -8(%rbp)
movq -8(%rbp), %rcx
movq -16(%rbp), %rdx
movq -24(%rbp), %rsi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call printf
movl $0, %eax
leave
ret
movq是将值转换为64位字（“四字”）的助记符。 %rax是一个通用的64位寄存器，用作累加器。暂时不要过分担心其余部分。
现在让我们看看当我们将longs更改为shorts时会发生什么：
#include <stdio.h>
int main( void )
{
short x, y, z;
x = 5;
y = 6;
z = x + y;
printf( "x = %hd, y = %hd, z = %hd\n", x, y, z );
return 0;
}
再次，我们通过gcc -S运行它来生成机器代码，等等：
movw $5, -6(%rbp)
movw $6, -4(%rbp)
movzwl -6(%rbp), %edx
movzwl -4(%rbp), %eax
leal (%rdx,%rax), %eax
movw %ax, -2(%rbp)
movswl -2(%rbp),%ecx
movswl -4(%rbp),%edx
movswl -6(%rbp),%esi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call printf
movl $0, %eax
leave
ret
不同的助记符 - 而不是movq我们得到movw和movswl，我们使用%eax，这是%rax的低32位，等等。
再次，这次使用浮点类型：
#include <stdio.h>
int main( void )
{
double x, y, z;
x = 5;
y = 6;
z = x + y;
printf( "x = %f, y = %f, z = %f\n", x, y, z );
return 0;
}
gcc -S再次：
movabsq $4617315517961601024, %rax
movq %rax, -24(%rbp)
movabsq $4618441417868443648, %rax
movq %rax, -16(%rbp)
movsd -24(%rbp), %xmm0
addsd -16(%rbp), %xmm0
movsd %xmm0, -8(%rbp)
movq -8(%rbp), %rax
movq -16(%rbp), %rdx
movq -24(%rbp), %rcx
movq %rax, -40(%rbp)
movsd -40(%rbp), %xmm2
movq %rdx, -40(%rbp)
movsd -40(%rbp), %xmm1
movq %rcx, -40(%rbp)
movsd -40(%rbp), %xmm0
movl $.LC2, %edi
movl $3, %eax
call printf
movl $0, %eax
leave
ret
新助记符（movsd），新寄存器（%xmm0）。
所以基本上，在翻译之后，不需要用类型信息标记数据;该类型信息被“烘焙”到机器代码本身。