计算机中几个语言的理解

刘昆

摘要：计算机组为什么有别于其他人类发明的工具，能够自动、准确的执行人们事先编制好的程序，要回答这个问题，就需要大家对机器语言、汇编语言、计算机高级语言进行理解，该文结合多年的教学经验，使用简单的例子对机器语言、汇编语言、计算机高级语言三种语言进行比较，使读者很容易理解三种语言。

关键词：机器语言；汇编语言；计算机高级语言

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0093-02

计算机组为什么有别与其他人类发明的工具，能够自动、准确的执行人们事先编制好的程序？要回答这个问题我们必须理解机器语言、汇编语言、计算机高级语言。计算机高级语言很多人接触到或者学习过不难理解；但是机器语言、汇编语言很少有人接触，包括计算机专业的学生，这些年也逐渐不再开设汇编语言程序设计课程。计算机的层次结构如图1。

1计算机的机器语言

很多教材对计算机的机器语言概括为计算机能直接执行的语言，用户必须用二进制（0，1）来编写程序，要求程序员对所使用的计算机硬件及其指令系统十分熟悉。这样的解释很抽象也很难理解。其实机器语言并不难理解，我们用教室的电灯系统来举例，用K_i表示对应的开关；用1表示开关闭合，用0表示开关断开；假如教室里有4个开关，分别控制不同的电灯。则教室里电灯系统的指令系统用二进制（0、1）表示出来如表1。

這里的指令系统中0000表示全灭，1111表示全亮。根据这个指令系统编写了某个程序，T_i表示指令执行的时间周期。程序如表2所示。

这是与电灯系统为例。如果以某机器为例，对ax²+bx+c进行运算，进行程序优化为（ax+b）*x+c；具体机器语言步骤如图2。

2汇编语言

通过上面两个例子对机器语言能更好地理解。汇编语言是在机器语言的基础上出现了符号式的程序设计语言。它用符号ADD表示加；SUB表示减；MUL表示乘；D1V表示除；MOV表示取数等。用汇编语言ax²+bx+c进行运算程序如下。

数据段定义a，b，c，x；

代码段如下MOV A CCX；取数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；把结果从ACC送到result单元。

通过这个程序可以知道，汇编语言与机器语言是一一对应的，故需要程序员对计算机的硬件、结构和指令系统都要熟悉。

3高级语言

高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，跟数学逻辑类似，并且有较强的通用性。如FORTRAN.BASIC、PASCAL、C等，比如C语言编写ax²+bx+c进行运算程序如下。

4总结

通过对ax²+bx+c分别采用机器语言、汇编语言和高级语言（c程序）进行编程，让大家体会、理解三种语言的功能。三种语言是一层层堆积起来的，从有了计算机的硬件，就有了机器语言，在机器语言的基础上开发出汇编程序，从而有了汇编语言；在汇编语言的基础上开发出支持高级语言的环境，从而有了高级语言，使大家可以方便地使用高级语言编程。但最终高级语言要转换成机器语言才能在计算机上运行。