Was kann Computerhardware direkt ausführen?

Das Einzige, was Computerhardware direkt ausführen kann, ist „Maschinensprache“. Der Computer kann nur 0 und 1 erkennen, und alle Informationen werden in der Maschine in Form von 0 und 1 (d. h. binär) gespeichert. Maschinensprache ist eine Reihe von Maschinenanweisungen, die durch Binärcode dargestellt werden und die der Computer direkt erkennen und ausführen kann ., bestehend aus zwei Teilen: Operationscode und Operand; Maschinensprache ist die Betriebsfunktion, die der Computerdesigner durch die Hardwarestruktur des Computers erhält.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Das Einzige, was Computerhardware direkt ausführen kann, ist „Maschinensprache“.

Computer können nur 0 und 1 erkennen. Alle Informationen werden in der Maschine in Form von 0 und 1 (dh binär) gespeichert und die verwendete Speichereinheit sind Bytes.

Der Maschinensprachbefehl ist ein Binärcode, der aus zwei Teilen besteht: Opcode und Operand.

Maschinensprache ist eine Reihe von Maschinenanweisungen, die durch Binärcode dargestellt werden und von einem Computer direkt erkannt und ausgeführt werden können. Dabei handelt es sich um die Betriebsfunktion, die der Computerentwickler dem Computer durch die Hardwarestruktur des Computers verleiht. Maschinensprache zeichnet sich durch Flexibilität, direkte Ausführung und hohe Geschwindigkeit aus. Die Maschinensprachen verschiedener Computertypen sind nicht kompatibel. Ein Programm, das gemäß den Maschinenanweisungen eines Computertyps kompiliert wurde, kann nicht auf einem anderen Computertyp ausgeführt werden.

Eine Anweisung ist eine Anweisung in Maschinensprache. Es handelt sich um eine Reihe sinnvoller Binärcodes. Das Grundformat der Anweisung ist wie folgt: Opcode-Feld und Adresscode-Feld Der Adresscode gibt den Operanden oder die Adresse des Operanden an.

Um Programme in Maschinensprache zu schreiben, müssen sich Programmierer zunächst alle Befehlscodes des verwendeten Computers und die Bedeutung der Codes merken. Bei der manuellen Programmierung müssen Programmierer die Speicherzuweisung sowie die Eingabe und Ausgabe aller Anweisungen und Daten selbst verwalten und sich außerdem den Status der Arbeitseinheit merken, die in jedem Schritt des Programmierprozesses verwendet wird. Das ist eine sehr mühsame Aufgabe. Die zum Schreiben eines Programms benötigte Zeit ist oft Dutzende oder Hundertfache länger als die tatsächliche Laufzeit. Darüber hinaus handelt es sich bei den kompilierten Programmen ausschließlich um Befehlscodes aus Nullen und Einsen, die nicht intuitiv und fehleranfällig sind. Mit Ausnahme von Profis von Computerherstellern lernt die überwiegende Mehrheit der Programmierer keine Maschinensprache mehr.

Überblick und Hauptmängel der Maschinensprache

Überblick

1. Eine große Anzahl komplizierter und trivialer Details schränken Programmierer ein und machen es ihnen unmöglich, mehr Zeit und Energie für kreative Arbeit zu haben. Aufgaben erledigen, die ihnen wichtiger sind. Zum Beispiel die Sicherstellung der Korrektheit und Effizienz des Programms.

2. Programmierer müssen nicht nur die Gesamtsituation der Programmierung kontrollieren, sondern auch tief in die Implementierungsdetails eintauchen. Selbst Programmierer mit überlegener Intelligenz neigen oft dazu, einen zu ignorieren und wiederholt Fehler zu machen Entwicklungsprobleme. Der Zyklus ist lang.

3. Da sich die Denkweise und der Ausdruck des Programmierens in Maschinensprache stark von den Gewohnheiten der Menschen unterscheiden, können nur Programmierer mit einer langen Berufsausbildung kompetent sein, was das Programmieren zu einem anspruchsvollen Thema macht.

4. Da es sich bei der schriftlichen Form ausschließlich um „geheimen“ Code handelt, ist er schlecht lesbar und für die Kommunikation und Zusammenarbeit unbequem.

5. Da es stark vom jeweiligen Computer abhängt, ist die Portabilität und Wiederverwendbarkeit schlecht.

Schwache Universalität

Computer, die von verschiedenen Computerunternehmen entwickelt und hergestellt wurden, weisen Unterschiede in der Anzahl und Funktion von Anweisungen, Befehlsformaten, Adressierungsmethoden und Datenformaten auf, sogar in einigen häufig verwendeten Grundanweisungen, wie z. B. Anweisungen für arithmetische und logische Operationen , Übertragungsanweisungen usw. sind ebenfalls unterschiedlich. Obwohl die Hochsprachen verschiedener Computertypen grundsätzlich gleich sind, sind die Unterschiede zwischen Hochsprachenprogrammen nach der Kompilierung in Maschinensprache ebenfalls sehr groß. Daher ist es nahezu unmöglich, in Maschinensprache ausgedrückte Programme auf andere Maschinen zu übertragen. Aus dem Entwicklungsprozess von Computern haben wir gesehen, dass Computer aufgrund der schnellen Entwicklung der grundlegenden Hardware, aus der Computer bestehen, sehr schnell aktualisiert werden, was das Problem aufwirft, wie Software mithalten kann. Wie wir alle wissen, kann den Benutzern beim Start und der Auslieferung einer neuen Maschine nur eine kleine Menge Systemsoftware (z. B. Betriebssystem usw.) zur Verfügung gestellt werden. Eine große Menge Software wird ständig bereichert, insbesondere Anwendungen , von denen ein erheblicher Teil von Benutzern bei der Nutzung der Maschine kontinuierlich generiert wird, handelt es sich um sogenannte Software, die von einem Drittanbieter bereitgestellt wird.

Um den Widerspruch zwischen der Einführung neuer Maschinen und der weiteren Nutzung ursprünglicher Anwendungen zu mildern, löste die Idee einer Serienmaschine, die 1964 bei der Entwicklung des IBM 360-Computers übernommen wurde, dieses Problem besser. Obwohl die Hardware-Implementierungsmethoden derselben Computerserie, die von jedem Computerunternehmen hergestellt werden, unterschiedlich sein können, bleiben das Befehlssystem, das Datenformat, das E/A-System usw. von da an gleich, sodass die Software vollständig kompatibel ist Auf dieser Basis wurden kompatible Computer hergestellt) ). Bei der Entwicklung neuer Modelle oder High-End-Produkte dieser Computerserie kann das Anleitungssystem zwar erheblich erweitert werden, alle Originalanweisungen bleiben jedoch erhalten, um die Aufwärtskompatibilität der Software aufrechtzuerhalten, d. h. der Software auf Low-End-Maschinen oder Bei alten Modellen können keine Änderungen vorgenommen werden, um auf neueren High-End-Maschinen ausgeführt zu werden, um die Investition der Benutzer in die Software zu schützen.

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