1.12.2 基本的内部结构

Mathematica 使用的内部表示法

当用户在 Mathematica 插入输入时，一个数据结构被建立在计算机的内存中来表示 已经输入的表达式.
一般地，表达式的不同部分被存贮在内存的不同地方.例如，对一个列表如 {2, x, y + z}，其 "主要部分" 将被存在一个地方，而每个实际元素将被存在 不同的地方.列表的主要部分仅由三个指明计算机内存地址的指针组成. 在该地址上，形式列表元素的实际表达式能被找到.这些表达式依次包含 指向子表达式的指针.当人们达到一个目标，例如一个数或一个串(该目标 以二进制类型直接存贮在内存中)，这时指针链结束.
对于 Mathematica 运算至关重要的是符号，例如 x 的表示方法.当x出现在 表达式中时，Mathematica 用一个指针代表它.但这个指针总是指向 内存中的同一个地方ꆪꆪ由Mathematica 进程定义的所有符号中心表的入口. 这个表是关于每个符号所有信息的存贮器. 它包含指向给出符号名的串的指针， 以及指向给出该符号计算规则的表达式的指针.

Mathematica 内存管理的基本原则

Mathematica 使用的每一块内存都保持着当前指向它的指针计数. 当这个计数成为零时，Mathematica 知道这块内存不再被使用，并立即使 这块内存对新的任务是可用的.
这个策略基本上保证内存不被浪费，Mathematica 使用的任何一块内存 实际上正存贮着需要进入用户的 Mathematica 进程的数据.

Mathematica 的基本行为

在 Mathematica 的心脏处有一个在概念上很简单的称为运算器的程序， 它取出表达式中的每一个函数并对其进行计算.
当函数是建立在 Mathematica 中的数以千计的函数中的一个时，运算器所做的事 情是直接执行 Mathematica 系统中的内部代码，这个代码被建立来执行相应于 该函数的运算.然后建立一个新的表达式来代表结果.

使 Mathematica 成为自包含系统的基本特征

Mathematica 内部函数的一个重要特征是它们支持通用运算.这意味着 在这些函数之外，用户可以构建程序进行计算机能够做的任何类型的运算. 这样，Mathematica 内部函数的一个小的子集合对支持通用运算已经 很充分了. 但具有函数的整个集合使得在实际运用中更容易构建程序. 然而，因为 Mathematica 支持通用计算，故用户决不要修改其内部函数， 执行特定任务时，用户必须做的事情是以适应的方式将这些 函数结合起来. 通用计算是所有标准计算机语言的基础.
但许多语言依赖于编译的思想. 例如，使用 C 或 Fortran，用户首先写出程序，然后编译它生成能在计 算机上实际执行的机器代码.
Mathematica 不需要用户进行编译：一旦用户输入完表达式. 表达式中的函数 能立即被执行.
Mathematica 常常对用户输入的表达式进行预处理，安排事务以便 随后的运用尽可能的有效. 但这样的预处理决不影响生成的结果，且很少 能明显地被看到.