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机器语言是什么

原创2022-07-20 10:51:284488 关注公众号:每天精选资源文章推送

机器语言是一种指令集的体系;机器语言是机器能直接识别的程序语言或指令代码,无需经过翻译,每一操作码在计算机内部都有相应的电路来完成,或指不经翻译即可为机器直接理解和接受的程序语言或指令代码,机器语言是用来定义计算机程序的形式语言,用来向计算机发出指令。

本教程操作环境:windows10系统、DELL G3电脑。

机器语言是一种指令集的体系

机器语言是机器能直接识别的程序语言或指令代码,无需经过翻译,每一操作码在计算机内部都有相应的电路来完成它,或指不经翻译即可为机器直接理解和接受的程序语言或指令代码。机器语言使用绝对地址和绝对操作码。不同的计算机都有各自的机器语言,即指令系统。从使用的角度看,机器语言是最低级的语言。

简单介绍

编程语言是用来定义计算机程序的形式语言,用来向计算机发出指令。计算机语言数量很多,每年都会产生大量新的编程语言。按层次来分,编程语言可分为3类:机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言由机器指令集构成,能够直接被机器执行。机器语言写的程序存在不便于阅读、难以记忆的问题。汇编语言本质上也是直接对硬件操作,由于采用了助记符,相比机器语言更加方便书写与阅读。在高级语言中,将多条汇编程序语句合并成更简洁的编程语句,同时自动完成一些如堆栈、寄存器分配管理等工作,更加方便程序员开发程序 。

机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。不同型号的计算机其机器语言是不相通的,按着一种计算机的机器指令编制的程序,不能在另一种计算机上执行。

一条指令就是机器语言的一个语句,它是一组有意义的二进制代码,指令的基本格式如,操作码字段和地址码字段,其中操作码指明了指令的操作性质及功能,地址码则给出了操作数或操作数的地址。

用机器语言编写程序,编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时,程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出,还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作。编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且,编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。

指令格式

机器语言指令是一种二进制代码,由操作码和操作数两部分组成。操作码规定了指令的操作,是指令中的关键字,不能缺省。操作数表示该指令的操作对象。计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系。从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看,指令中应包含多种信息。但在有些指令中,由于部分信息可能无用,这将浪费指令所占的存储空间,并增加了访存次数,也许反而会影响速度。因此,如何合理、科学地设计指令格式,使指令既能给出足够的信息,又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配,以节省存储空间,缩短取值时间,提高机器的性能,这是指令格式设计中的一个重要问题。

计算机是通过执行指令来处理各种数据的。为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作,一条指令必须包含下列信息:

(1)操作码。它具体说明了操作的性质及功能。一台计算机可能有几十条至几百条指令,每一条指令都有一个相应的操作码,计算机通过识别该操作码来完成不同的操作。

(2)操作数的地址。CPU通过该地址就可以取得所需的操作数。

(3)操作结果的存储地址。把对操作数的处理所产生的结果保存在该地址中,以便再次使用。

(4)下条指令的地址。执行程序时,大多数指令按顺序依次从主存中取出执行,只有在遇到转移指令时,程序的执行顺序才会改变。为了压缩指令的长度,可以用一个程序计数器(ProgramCounter,PC)存放指令地址。每执行一条指令,PC的指令地址就自动+1(设该指令只占一个主存单元),指出将要执行的下一条指令的地址。当遇到执行转移指令时,则用转移地址修改PC的内容。由于使用了PC,指令中就不必明显地给出下一条将要执行指令的地址。

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