C# 程序在 .NET Framework 上运行，这是 Windows 不可或缺的一部分，包括名为“公共语言运行时 (CLR)”的虚执行系统和一组统一的类库。 CLR 是由 Microsoft 执行的公共语言基础结构 (CLI) 的商业实现，CLI 是作为执行和开发环境（语言和库在其中无缝协作）创建依据的国际标准。
用 C# 编写的源代码被编译成符合 CLI 规范的中间语言 (IL)。 IL 代码和资源（如位图和字符串）存储在磁盘上名为“程序集”的可执行文件（扩展名通常为 .exe 或 .dll）中。 程序集包含一个介绍程序集的类型、版本、区域性和安全要求的清单。
当 C# 程序执行时，程序集会加载到 CLR 中，可能根据清单中的信息执行各种操作。 然后，如果满足安全要求，CLR 会直接执行实时 (JIT) 编译，将 IL 代码转换成本机指令。 CLR 还提供其他与自动垃圾回收、异常处理和资源管理相关的服务。 CLR 执行的代码有时称为“托管代码”（而不是“非托管代码”），被编译成面向特定系统的本机语言。 下图展示了 C# 源代码文件、.NET Framework 类库、程序集和 CLR 的编译时和运行时关系。
从 C# 源代码到计算机执行
语言互操作性是 .NET Framework 的一项重要功能。 由于 C# 编译器生成的 IL 代码符合公共类型规范 (CTS)，因此 C# 生成的 IL 代码可以与 .NET 版本 Visual Basic、Visual C++ 或其他任何符合 CTS 的超过 20 种语言生成的代码进行交互。 一个程序集可能包含多个用不同 .NET 语言编写的模块，且类型可以相互引用，就像是用同一种语言编写的一样。
除了运行时服务之外，.NET Framework 还包括一个由 4000 多个已整理到命名空间中的类构成的扩展库，这些类提供各种实用功能，包括文件输入输出、字符串控制、XML 分析和 Windows 窗体控件。 典型的 C# 应用程序广泛使用 .NET Framework 类库来处理常见的“管道”零碎工作。
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