Mengapakah bahasa mesin merupakan bahasa yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung?

Oleh kerana bahasa mesin ialah satu set arahan mesin yang diwakili oleh kod binari yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung set arahan ini dipanggil kod mesin, iaitu data yang boleh ditafsirkan oleh CPU komputer secara langsung memberikan fungsi pengendalian komputer melalui struktur perkakasan komputer.

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 10, komputer DELL G3.

Mengapa bahasa mesin merupakan bahasa yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung

Bahasa yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung ialah bahasa mesin? . Bahasa mesin ialah satu set arahan mesin yang dinyatakan dalam kod binari yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung. Set arahan ini, dipanggil kod mesin, adalah data yang boleh ditafsirkan terus oleh CPU komputer.

Bahasa mesin ialah fungsi pengendalian yang diberikan kepada komputer oleh pereka bentuk komputer melalui struktur perkakasan komputer. Bahasa mesin mempunyai ciri-ciri fleksibiliti, pelaksanaan langsung dan kelajuan tinggi. Bahasa mesin pelbagai jenis komputer tidak serasi Sesuatu program yang disusun mengikut arahan mesin satu jenis komputer tidak boleh dilaksanakan pada jenis komputer yang lain.

Apabila menulis atur cara dalam bahasa mesin, pengaturcara mesti terlebih dahulu menghafal semua kod arahan komputer yang digunakan dan maksud kod tersebut. Apabila pengaturcaraan, pengaturcara perlu mengendalikan peruntukan storan dan input dan output setiap arahan dan data dengan sendiri, dan mereka juga perlu mengingati keadaan unit kerja yang digunakan dalam setiap langkah proses pengaturcaraan.

Ini adalah tugas yang sangat membosankan, dan masa yang diperlukan untuk menulis program selalunya berpuluh-puluh atau ratusan kali lebih lama daripada masa berjalan sebenar. Selain itu, program yang disusun adalah semua kod arahan 0s dan 1s, yang tidak intuitif dan terdedah kepada ralat. Kini, kecuali profesional daripada pengeluar komputer, sebahagian besar pengaturcara tidak lagi mempelajari bahasa mesin.

Arahan ialah pernyataan dalam bahasa mesin, iaitu satu set kod binari yang bermakna. Komputer yang direka dan dihasilkan oleh pelbagai syarikat komputer berbeza dalam bilangan dan fungsi arahan, format arahan, kaedah menangani dan format data. Ia dapat dilihat daripada proses pembangunan komputer bahawa disebabkan oleh perkembangan pesat perkakasan asas yang membentuk komputer dan penggantian komputer yang pesat, terdapat masalah bagaimana perisian dapat bersaing dengan perkakasan.

Apabila mesin baharu dilancarkan dan dihantar untuk digunakan, hanya sejumlah kecil perisian sistem (seperti sistem pengendalian, dll.) boleh diserahkan kepada pengguna Sebilangan besar perisian sentiasa diperkaya, terutamanya aplikasi. Sebahagian besar daripadanya sentiasa digunakan oleh pengguna apabila menggunakan mesin yang dihasilkan. Untuk mengurangkan masalah bahawa aplikasi asal tidak boleh terus digunakan kerana pengenalan mesin baru, apabila siri komputer yang sama dihasilkan oleh pelbagai syarikat komputer, walaupun kaedah pelaksanaan perkakasan boleh berbeza, sistem arahan, format data, Sistem I/O, dsb. tetap sama , jadi perisian itu serasi sepenuhnya.

Pengetahuan lanjutan: Format arahan bahasa mesin

Arahan bahasa mesin ialah kod binari, Ia terdiri daripada dua bahagian: kod operasi dan operan. Opcode menentukan operasi arahan Ia adalah kata kunci dalam arahan dan tidak boleh lalai. Operan mewakili operan arahan. Format arahan komputer mempunyai hubungan yang baik dengan panjang perkataan mesin, kapasiti memori dan fungsi arahan. Dari perspektif memudahkan reka bentuk program, meningkatkan keselarian operasi asas, dan menambah baik fungsi arahan, arahan harus mengandungi pelbagai maklumat. Walau bagaimanapun, dalam beberapa arahan, kerana sebahagian daripada maklumat mungkin tidak berguna, ini akan membazirkan ruang storan yang diduduki oleh arahan dan meningkatkan bilangan akses memori, yang sebenarnya boleh menjejaskan kelajuan. Oleh itu, bagaimana mereka bentuk format arahan secara munasabah dan saintifik supaya arahan itu bukan sahaja dapat memberikan maklumat yang mencukupi, tetapi juga menjadikan panjangnya sepadan dengan panjang perkataan mesin sebanyak mungkin, supaya dapat menjimatkan ruang penyimpanan, memendekkan masa nilai. , dan meningkatkan prestasi mesin Ini adalah isu penting dalam reka bentuk format arahan.

Komputer memproses pelbagai data dengan melaksanakan arahan. Untuk menunjukkan sumber data, destinasi hasil operasi dan operasi yang dilakukan, arahan mesti mengandungi maklumat berikut:

(1) Kod operasi. Ia menyatakan sifat dan fungsi operasi. Komputer mungkin mempunyai berpuluh-puluh hingga ratusan arahan, setiap arahan mempunyai kod operasi yang sepadan, dan komputer menyelesaikan operasi yang berbeza dengan mengenali kod operasi.

(2) Alamat operan. CPU boleh mendapatkan operan yang diperlukan melalui alamat ini.

(3) Alamat storan hasil operasi. Hasil pemprosesan operan disimpan di alamat ini untuk digunakan semula.

(4) Alamat arahan seterusnya. Apabila melaksanakan program, kebanyakan arahan diambil dari memori utama mengikut susunan dan dilaksanakan Hanya apabila arahan pemindahan ditemui, susunan pelaksanaan program akan berubah. Untuk memampatkan panjang arahan, pembilang program (ProgramCounter, PC) boleh digunakan untuk menyimpan alamat arahan. Setiap kali arahan dilaksanakan, alamat arahan PC secara automatik ditetapkan kepada 1 (dengan mengandaikan bahawa arahan itu hanya menduduki satu unit memori utama), menunjukkan alamat arahan seterusnya yang akan dilaksanakan. Apabila arahan pemindahan ditemui, alamat pemindahan digunakan untuk mengubah suai kandungan PC. Disebabkan penggunaan PC, alamat arahan seterusnya yang akan dilaksanakan tidak perlu diberikan secara eksplisit dalam arahan.

Sesuatu arahan sebenarnya merangkumi dua jenis maklumat, iaitu kod operasi dan kod alamat. Kod operasi (Kod Operasi, OP) digunakan untuk mewakili operasi yang akan dilengkapkan oleh arahan (seperti penambahan, penolakan, pendaraban, pembahagian, pemindahan data, dll.) Panjangnya bergantung pada bilangan arahan dalam sistem arahan . Kod alamat digunakan untuk menerangkan operan arahan itu sama ada secara langsung memberikan operan, atau menunjukkan alamat memori atau alamat daftar operan (iaitu, nama daftar).

Arahan termasuk dua bahagian: medan opcode dan medan alamat. Mengikut bilangan alamat yang terlibat dalam medan alamat, format arahan biasa adalah seperti berikut.

• Tiga arahan alamat: A1 dan A2 dalam medan alamat am masing-masing menentukan alamat operan pertama dan kedua, dan A3 menentukan alamat hasil. Alamat arahan seterusnya biasanya diberikan secara berurutan oleh kaunter program.

• Arahan dua alamat: A1 dalam medan alamat menentukan alamat operan pertama, dan A2 menentukan alamat operan kedua dan alamat hasil pada masa yang sama.

• Arahan alamat tunggal: A dalam medan alamat menentukan alamat operan pertama. Penggunaan tetap daftar tertentu untuk menyimpan operan kedua dan hasil operasi. Oleh itu, alamat mereka adalah tersirat dalam arahan.

• Arahan alamat sifar: Dalam komputer tindanan, operan biasanya disimpan dalam dua unit di bahagian atas tindanan tekan ke bawah, dan hasilnya diletakkan di bahagian atas tindanan, dan alamat adalah tersirat, jadi Kebanyakan arahan hanya mempunyai opcode dan tiada medan alamat.

• Arahan nombor alamat pembolehubah: Bilangan alamat yang terlibat dalam medan alamat berubah mengikut definisi operasi. Sebagai contoh, bilangan alamat dalam arahan sesetengah komputer boleh serendah 0 dan sebanyak 6.

Untuk pengetahuan lanjut berkaitan, sila lawati ruangan Soalan Lazim!

Atas ialah kandungan terperinci Mengapakah bahasa mesin merupakan bahasa yang komputer boleh mengenali dan melaksanakan secara langsung?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!