計算機中幾個語言的理解

劉昆

摘要：計算機組為什么有別于其他人類發(fā)明的工具，能夠自動、準確的執(zhí)行人們事先編制好的程序，要回答這個問題，就需要大家對機器語言、匯編語言、計算機高級語言進行理解，該文結合多年的教學經驗，使用簡單的例子對機器語言、匯編語言、計算機高級語言三種語言進行比較，使讀者很容易理解三種語言。

關鍵詞：機器語言；匯編語言；計算機高級語言

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）08-0093-02

計算機組為什么有別與其他人類發(fā)明的工具，能夠自動、準確的執(zhí)行人們事先編制好的程序？要回答這個問題我們必須理解機器語言、匯編語言、計算機高級語言。計算機高級語言很多人接觸到或者學習過不難理解；但是機器語言、匯編語言很少有人接觸，包括計算機專業(yè)的學生，這些年也逐漸不再開設匯編語言程序設計課程。計算機的層次結構如圖1。

1計算機的機器語言

很多教材對計算機的機器語言概括為計算機能直接執(zhí)行的語言，用戶必須用二進制（0，1）來編寫程序，要求程序員對所使用的計算機硬件及其指令系統(tǒng)十分熟悉。這樣的解釋很抽象也很難理解。其實機器語言并不難理解，我們用教室的電燈系統(tǒng)來舉例，用K_i表示對應的開關；用1表示開關閉合，用0表示開關斷開；假如教室里有4個開關，分別控制不同的電燈。則教室里電燈系統(tǒng)的指令系統(tǒng)用二進制（0、1）表示出來如表1。

這里的指令系統(tǒng)中0000表示全滅，1111表示全亮。根據這個指令系統(tǒng)編寫了某個程序，T_i表示指令執(zhí)行的時間周期。程序如表2所示。

這是與電燈系統(tǒng)為例。如果以某機器為例，對ax²+bx+c進行運算，進行程序優(yōu)化為（ax+b）*x+c；具體機器語言步驟如圖2。

2匯編語言

通過上面兩個例子對機器語言能更好地理解。匯編語言是在機器語言的基礎上出現(xiàn)了符號式的程序設計語言。它用符號ADD表示加；SUB表示減；MUL表示乘；D1V表示除；MOV表示取數(shù)等。用匯編語言ax²+bx+c進行運算程序如下。

數(shù)據段定義a，b，c，x；

代碼段如下MOV A CCX；取數(shù)x至ACC；

MUL a；ACC的值乘于a，放到ACC中，即a*x->ACC；

ADD b；ACC的值加b，放到ACC中，即a*x+b->ACC；

MUL x；ACC的值乘于X，放到ACC中，即（a*x+b）*x->ACC；

ADD c；ACC的值加c，放到ACC中，即（a*x+b）*x+c->ACC；

MOV result，ACC；把結果從ACC送到result單元。

通過這個程序可以知道，匯編語言與機器語言是一一對應的，故需要程序員對計算機的硬件、結構和指令系統(tǒng)都要熟悉。

3高級語言

高級語言對問題的描述十分接近人們的習慣，跟數(shù)學邏輯類似，并且有較強的通用性。如FORTRAN.BASIC、PASCAL、C等，比如C語言編寫ax²+bx+c進行運算程序如下。

4總結

通過對ax²+bx+c分別采用機器語言、匯編語言和高級語言（c程序）進行編程，讓大家體會、理解三種語言的功能。三種語言是一層層堆積起來的，從有了計算機的硬件，就有了機器語言，在機器語言的基礎上開發(fā)出匯編程序，從而有了匯編語言；在匯編語言的基礎上開發(fā)出支持高級語言的環(huán)境，從而有了高級語言，使大家可以方便地使用高級語言編程。但最終高級語言要轉換成機器語言才能在計算機上運行。