Машинные языки: 2.1 Машинные языки

2.1 Машинные языки

Машинный язык— это совокупность
машинных команд, которая отличается
количеством адресов в команде, назначением
информации, задаваемой в адресах, набором
операций, которые может выполнять машина
и др. Каждый компьютер имеет свой машинный
язык.

Машинный код — последовательность
чисел, которые представляются как
совокупность двух цифр: 0 и 1.

При программировании на машинном языке
программист может держать под своим
контролем каждую команду и каждую ячейку
памяти, использовать все возможности
имеющихся машинных операций.

Но процесс написания программы на
машинном языке очень трудоемкий и
утомительный. Программа получается
громоздкой, труднообозримой, ее трудно
отлаживать, изменять и развивать.
Применение машинных языков требует
знания специфики представления и
преобразования информации в ЭВМ.

Поэтому в случае, когда нужно иметь
эффективную программу, в максимальной
степени учитывающую специфику конкретного
компьютера, вместо машинных языков
используют близкие к ним машинно-ориентированные
языки (ассемблеры).

2.2 Машинно-ориентированные языки

Машинно-ориентированные
языки(язык Ассемблер, автокоды,
языки символического кодирования и
др.), это система обозначений, используемая
для представления в удобочитаемой форме
программ, записанных в машинном коде.

Несмотря на высокую трудоемкость, ими
часто пользуются профессиональные
системные программисты, например при
разработке программ общего или
специального ПО, особенно в тех случаях,
когда эти программы должны быть
максимально компактными и быстродействующими.
Пользователям с недостаточной
программистской подготовкой эти языки
практически недоступны.

Язык ассемблерапозволяет программисту
пользоваться текстовымимнемоническими
(т.е. легко запоминаемыми человеком)
кодами, по своему усмотрению присваивать
символические имена регистрам компьютера
и памяти, а также задавать удобные для
себя способы адресации. Он позволяет
использоватьразличные системы
счисления(например, десятичную или
шестнадцатеричную) для представления
числовых констант, использовать в
программе комментарии и др.

Перевод программы с языка ассемблера
на машинный язык осуществляется
специальной программой, которая
называется ассемблером и является,
по сути, простейшим транслятором.

Машинные и машинно-ориентированные
языки – этоязыки низкогоуровня,
требующие указания мелких деталей
процесса обработки данных.

Их особенности.

Во-первых, машинная программа в конечном
счете записывается с помощью лишь двух
символов 0 и 1.

Во-вторых, каждая ЭВМ имеет ограниченный
набор машинных операций, ориентированных
на структуру процессора, типа: переслать
число в ячейку; считать число из ячейки;
увеличить содержимое ячейки на +1 и т.п.
Команда на машинном языке содержит
очень ограниченный объем информации,
поэтому она обычно определяет простейший
обмен содержимого ячеек памяти,
элементарные арифметические и логические
операции.

2.3 Языки высокого уровня

Языки высокого уровняимитируют
естественные языки, обладают укрупненными
командами и ориентированы на решение
прикладных содержательных задач. Они
используют некоторые слова разговорного
языка и общепринятые математические
символы и более удобны для человека.

Языки программирования высокого уровня
имеют следующие достоинства:

• алфавит языка значительно шире машинного,
  что делает его гораздо более выразительным
  и существенно повышает наглядность и
  понятность текста;

• набор операций, допустимых для
  использования, не зависит от набора
  машинных операций, а выбирается из
  соображений удобства формулирования
  алгоритмов решения задач определенного
  класса;

• конструкции команд (операторов) отражают
  содержательные виды обработки данных
  и задаются в удобном для человека виде;

• используется аппарат переменных и
  действия с ними;

• поддерживается широкий набор типов
  данных.

Языки программирования высокого
уровня являются машинно-независимымии требуют использования соответствующих
программ-переводчиков для представления
программы на языке машины, на которой
она будет исполняться. Интерпретация
конструкций языка программирования
должна бытьабсолютно однозначной,ибо фраза на языке программирования
превращается в машинный код автоматически,
с помощью программы-транслятора, и любой
намек на неоднозначность либо делает
эту фразу непереводимой, либо приводит
к ошибке.

8.2. Языки программирования Виды программирований. Основы информатики: Учебник для вузов

8.2. Языки программирования

Виды программирований

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления такого языка – оснащенный набор вычислительных формул дополнительной информации, что превращает данный набор в алгоритм.

Языки программирования – это искусственно созданные языки. От естественных они отличаются ограниченным числом «слов» и очень строгими правилами записи команд (операторов). Совокупность подобных требований образует синтаксис языка программирования, а смысл каждой команды и других конструкций языка – его семантику.

Языки программирования – это формальные языки общения человека с ЭВМ, предназначенные для описания совокупности инструкций, выполнение которых обеспечивает правильное решение требуемой задачи. Их основная роль заключается в планировании действий по обработке информации. Любой язык программирования основан на системе понятий, и уже с ее помощью человек может выражать свои соображения.

Связь между языком, на котором мы думаем/программируем, и задачами и решениями, которые мы можем представлять в своем воображении, очень близка. По этой причине ограничивать свойства языка только целями исключения ошибок программиста в лучшем случае опасно. Как и в случае с естественными языками, есть огромная польза быть по крайней мере двуязычным. Язык предоставляет программисту набор концептуальных инструментов, если они не отвечают задаче, то их просто игнорируют. Например, серьезные ограничения концепции указателя заставляют программиста применять вектора и целую арифметику, чтобы реализовать структуры, указатели и т.  п. Хорошее проектирование и отсутствие ошибок не может гарантироваться чисто за счет языковых средств.

Может показаться удивительным, но конкретный компьютер способен работать с программами, написанными на его родном машинном языке. Существует почти столько же разных машинных языков, сколько и компьютеров, но все они суть разновидности одной идеи – простые операции производятся со скоростью молнии на двоичных числах.

Машиннозависимые языки программирования

Машиннозависимые языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т. д.). Эти языки называются языками программирования низкого уровня. Они ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности. Операторы такого языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора, то есть данный язык является машинно зависимым. Языком низкого уровня является язык Ассемблер. С его помощью создаются очень эффективные и компактные программы, так как разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора. Подобные языки применяются для написания небольших системных приложений, драйверов устройств, библиотек. В тех случаях, когда объем ОЗУ и ПЗУ мал (в районе нескольких килобайт) альтернативы ассемблеру нет. Именно эти языки программирования позволяют получать самый короткий и самый быстродействующий код программы.

Машиннонезависимые языки программирования

Машиннонезависимые языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и вычислительной системы.

Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т. д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на машинный язык.

Командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

Языки программирования высокого уровня значительно ближе и понятнее человеку. В них не учитываются особенности конкретных компьютерных архитектур, то есть данные языки являются машиннонезависимыми. Это позволяет использовать однажды записанную на таком языке программу на различных ЭВМ.

Можно писать программы непосредственно на машинном языке, хотя это и сложно. На заре компьютеризации (в начале 1950-х гг.) машинный язык был единственным языком, большего человек к тому времени не придумал. Для спасения программистов от сурового машинного языка программирования были созданы языки высокого уровня (т. е. немашинные языки), которые стали своеобразным связующим мостом между человеком и машинным языком компьютера. Языки высокого уровня работают через трансляционные программы, которые вводят «исходный код» (гибрид английских слов и математических выражений, который считывает машина) и в конечном итоге заставляют компьютер выполнять соответствующие команды, которые даются на машинном языке.

К языкам программирования высокого уровня можно отнести следующие: Fortran, Cobol, Algol, Pascal, Basic, C, C++, Java, HTML, Perl и другие.

С помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст, описывающий ранее разработанный алгоритм. Чтобы получить работающую программу, надо либо автоматически перевести этот текст в машинный код и затем использовать отдельно от исходного текста, либо сразу выполнять команды языка, указанные в тексте программы. Для этого используются программы-трансляторы.

Существует два основных вида трансляторов (рис. 8.4): интерпретаторы, которые сканируют и проверяют исходный код в один шаг, и компиляторы, сканирующие исходный код для производства текста программы на машинном языке, которая затем выполняется отдельно.

Рисунок 8.4. Виды трансляторов

При использовании компиляторов весь исходный текст программы преобразуется в машинные коды, и именно эти коды записываются в память микропроцессора. При использовании интерпретатора в память микропроцессора записывается исходный текст программы, а трансляция производится при считывании очередного оператора. Естественно, что быстродействие интерпретаторов намного ниже по сравнению с компиляторами, т. к. при использовании оператора в цикле он транслируется многократно. Однако при программировании на языке высокого уровня объем кода, который нужно хранить во внутренней памяти, может быть значительно меньше по сравнению с исполняемым кодом. Еще одним преимуществом применения интерпретаторов является легкая переносимость программ с одного процессора на другой.

Одно, часто упоминаемое преимущество интерпретаторной реализации состоит в том, что она допускает «непосредственный режим». Непосредственный режим позволяет вам задавать компьютеру задачу и возвращает вам ответ, как только вы нажмете клавишу ENTER. Кроме того, интерпретаторы имеют специальные атрибуты, которые упрощают отладку. Можно, например, прервать обработку интерпретаторной программы, отобразить содержимое определенных переменных, бегло просмотреть программу, а затем продолжить исполнение. Однако интерпретаторные языки имеют недостатки. Необходимо, например, иметь копию интерпретатора в памяти все время, тогда как многие возможности интерпретатора, а следовательно, и его возможности могут не быть необходимыми для исполнения конкретной программы. При исполнении программных операторов интерпретатор должен сначала сканировать каждый оператор с целью прочтения его содержимого (что этот человек просит меня сделать?), а затем выполнить запрошенную операцию. Операторы в циклах сканируются излишне много.

Компилятор – это транслятор текста на машинный язык, который считывает исходный текст. Он оценивает его в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит на машинный язык. Другими словами, компилятор не исполняет программы, он их строит. Интерпретаторы невозможно отделить от программ, которые ими прогоняются, компиляторы делают свое дело и уходят со сцены. При работе с компилирующим языком, таким, как Турбо-Бейсик, вы придете к необходимости мыслить о ваших программах в признаках двух главных фаз их жизни: периода компилирования и периода прогона. Большинство программ будут прогоняться в четыре – десять раз быстрее их интерпретаторных эквивалентов. Если вы поработаете над улучшением, то сможете достичь 100-кратного повышения быстродействия. Оборотная сторона монеты состоит в том, что программы, расходующие большую часть времени на возню с файлами на дисках или ожидание ввода, не смогут продемонстрировать какое-то впечатляющее увеличение скорости.

Процесс создания программы называется программированием.

Выделяют несколько разновидностей программирования.

Алгоритмическое или модульное

Основная идея алгоритмического программирования – разбиение программы на последовательность модулей, каждый из которых выполняет одно или несколько действий. Единственное требование к модулю – чтобы его выполнение всегда начиналось с первой команды и всегда заканчивалось на самой последней (то есть чтобы нельзя было попасть на команды модуля извне и передать управление из модуля на другие команды в обход заключительной).

Алгоритм на выбранном языке программирования записывается с помощью команд описания данных, вычисления значений и управления последовательностью выполнения программы.

Текст программы представляет собой линейную последовательность операторов присваивания, цикла и условных операторов. Таким способом можно решать не очень сложные задачи и составлять программы, содержащие несколько сот строк кода. После этого понятность исходного текста резко падает из-за того, что общая структура алгоритма теряется за конкретными операторами языка, выполняющими слишком детальные, элементарные действия. Возникают многочисленные вложенные условные операторы и операторы циклов, логика становится совсем запутанной, при попытке исправить один ошибочный оператор вносится несколько новых ошибок, связанных с особенностями работы этого оператора, результаты выполнения которого нередко учитываются в самых разных местах программы.

Структурное программирование

При создании средних по размеру приложений (несколько тысяч строк исходного кода) используется структурное программирование, идея которого заключается в том, что структура программы должна отражать структуру решаемой задачи, чтобы алгоритм решения был ясно виден из исходного текста. Для этого надо иметь средства для создания программы не только с помощью трех простых операторов, но и с помощью средств, более точно отражающих конкретную структуру алгоритма. С этой целью в программирование введено понятие подпрограммы – набора операторов, выполняющих нужное действие и не зависящих от других частей исходного кода. Программа разбивается на множество мелких подпрограмм (занимающих до 50 операторов – критический порог для быстрого понимания цели подпрограммы), каждая из которых выполняет одно из действий, предусмотренных исходным заданием. Комбинируя эти подпрограммы, удается формировать итоговый алгоритм уже не из простых операторов, а из законченных блоков кода, имеющих определенную смысловую нагрузку, причем обращаться к таким блокам можно по названиям. Получается, что подпрограммы – это новые операторы или операции языка, определяемые программистом.

Возможность применения подпрограмм относит язык программирования к классу процедурных языков.

Наличие подпрограмм позволяет вести проектирование и разработку приложения сверху вниз – такой подход называется нисходящим проектированием. Сначала выде ляется несколько подпрограмм, решающих самые глобальные задачи (например, инициализация данных, главная часть и завершение), потом каждый из этих модулей детализируется на более низком уровне, разбиваясь, в свою очередь, на небольшое число других подпрограмм, и так происходит до тех пор, пока вся задача не окажется реализованной.

Такой подход удобен тем, что позволяет человеку постоянно мыслить на предметном уровне, не опускаясь до конкретных операторов и переменных. Кроме того, появляется возможность некоторые не реализовывать сразу подпрограммы, а временно откладывать, пока не будут закончены другие части. Например, если имеется необходимость вычисления сложной математической функции, то выделяется отдельная подпрограмма такого вычисления, но реализуется она временно одним оператором, который просто присваивает заранее выбранное значение. Когда все приложение будет написано и отлажено, тогда можно приступить к реализации этой функции.

Немаловажно, что небольшие подпрограммы значительно проще отлаживать, что существенно повышает общую надежность всей программы.

Очень важная характеристика подпрограмм – это возможность их повторного использования. С интегрированными системами программирования поставляются большие библиотеки стандартных подпрограмм, которые позволяют значительно повысить производительность труда за счет использования чужой работы по созданию часто применяемых подпрограмм.

Подпрограммы бывают двух видов – процедуры и функции. Отличаются они тем, что процедура просто выполняет группу операторов, а функция вдобавок вычисляет некоторое значение и передает его обратно в главную программу (возвращает значение). Это значение имеет определенный тип (говорят, что функция имеет такой-то тип).

Подпрограммы решают три важные задачи:

• избавляют от необходимости многократно повторять в тексте программы аналогичные фрагменты;

• улучшают структуру программы, облегчая ее понимание;

• повышают устойчивость к ошибкам программирования и непредвидимым последствиям при модификациях программы.

Объектно-ориентированное программирование

В середине 80-х годов в программировании возникло новое направление, основанное на понятии объекта. До того времени основные ограничения на возможность создания больших систем накладывала разобщенность в программе данных и методов их обработки.

Реальные объекты окружающего мира обладают тремя базовыми характеристиками: они имеют набор свойств, способны разными методами изменять эти свойства и реагировать на события, возникающие как в окружающем мире, так и внутри самого объекта. Именно в таком виде в языках программирования и реализовано понятие объекта как совокупности свойств (структур данных, характерных для этого объекта), методов их обработки (подпрограмм изменения свойств) и событий, на которые данный объект может реагировать и которые приводят, как правило, к изменению свойств объекта.

Появление возможности создания объектов в программах качественно повлияло на производительность труда программистов. Максимальный объем приложений, которые стали доступны для создания группой программистов из 10 человек, за несколько лет увеличился до миллионов строк кода, при этом одновременно удалось добиться высокой надежности программ и, что немаловажно, повторно использовать ранее созданные объекты в других задачах.

Объекты могут иметь идентичную структуру и отличаться только значениями свойств. В таких случаях в программе создается новый тип, основанный на единой структуре объекта. Он называется классом, а каждый конкретный объект, имеющий структуру этого класса, называется экземпляром класса.

Объектно-ориентированный язык программирования характеризуется тремя основными свойствами:

1. Инкапсуляция – объединение данных с методами в одном классе;

2. Наследование – возможность создания на основе имеющегося класса новые классы с наследованием всех его свойств и методов и добавлением собственных;

3. Полиморфизм – присвоение действию одного имени, которое затем совместно используется вниз и вверх по иерархии объектов, причем Каждый объект иерархии выполняет это действие способом, подходящим именно ему.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Машинные языки ассемблера.

Языки высокого уровня

1. ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

2. Цели и задачи дисциплины: Основная цель – формирование профессиональной компетентности будущих специалистов в области принципов построе

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ:
ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ – ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ
ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ, СТРУКТУРНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МЕТОДОВ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ.
ЗАДАЧА ДИСЦИПЛИНЫ – РАЗВИТИЕ У УЧАЩИХСЯ
АЛГОРИТМИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ, ФОРМИРОВАНИЕ ЗНАНИЙ О
СВОЙСТВАХ АЛГОРИТМОВ И ПРИОБРЕТЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ
НАВЫКОВ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЯЗЫКА
ПРОГРАММИРОВАНИЯ PASCAL.

3. Классификация языков программирования:

КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ:
Машинные
языки
Языки ассемблера
Языки высокого уровня

4. машинный язык —

МАШИННЫЙ ЯЗЫК
это «природный язык» определенного компьютера.
Он определяется при проектировании аппаратных средств
этого компьютера.
Машинные языки содержат строки чисел (в конечном
счете сокращенные до единиц и нулей), которые являются
командами компьютеру на выполнении большинства
элементарных операций.
Машинные языки машинно-зависимы ( каждый
машинный язык может быть использован только на
компьютере одного определенного типа).
Машинные языки тяжелы для человеческого восприятия:
+1300042774
+1400593419
+1200274027

5. языки ассемблера —

ЯЗЫКИ АССЕМБЛЕРА
Очевидно — программирование на машинных языках
слишком медленно и утомительно для программистов.
Языки ассемблера — похожие на английский язык
аббревиатуры для представления элементарных
компьютерных операций.
Для преобразования программ на языке ассемблера в
машинный язык разработаны программы трансляции ассемблерами.
Фрагмент программы на языке ассемблера :
LOAD BASEPAY
ADD OVERPAY
STORE GROSSPAY
Такой код непонятен компьютеру до тех пор, пока не будет
преобразован в компьютерный код.

6. языки высокого уровня —

ЯЗЫКИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ
Для ускорения процесса программирования разработаны
языки высокого уровня , в которых иногда достаточно
написать один оператор для решения реальной задачи.
Программы трансляции, которые преобразуют программы
на языках высокого уровня в машинные коды,
называются компиляторами.
Пример:
grossPay = basePay + overTimePay
Языки высокого уровня гораздо удобнее с точки зрения
программистов по сравнению с языками ассемблера и с
машинными кодами.
Наиболее мощные и распространенные языков высокого
уровня — Pascal, С (C++) и Basic.
Для непосредственного выполнения программ на
языке высокого уровня без необходимости их
компиляции в машинный язык были разработаны
программы интерпретаторы.
Хотя скомпилированные программы выполняются
быстрее чем интерпретируемые, интерпретаторы
популярны, когда программы часто
перекомпилируются для добавления в них новых
возможностей и исправления ошибок.
Но когда программа разработана, ее
скомпилированная версия будет выполняться более
эффективно.
Появление языков высокого уровня не
означает отказа от ассемблера и машинных
кодов.
Ассемблер используется в качестве вставок
для языков высокого уровня, а машинные
коды используются для написания того, что не
может сделать компилятор (и для написания
самого компилятора).

9. объектно-ориентированное программирование (ООП) —

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЕ (ООП) —
Следующей ступенью стало объектноориентированное программирование (ООП).
Язык Pascal в Object Pascal.
С превратился в С++.
Тем самым уменьшилась скорость
разработки и увеличилась скорость
выполнения программного кода.

10. визуальное программирование

ВИЗУАЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Последнее изменение, происходящее в
программировании — переход на визуальное
программирование, что предоставляет еще более
удобные средства разработки и более быстрое
написание кода.
Лидером в разработке языков визуального
программирования является Borland.
Но визуальное программирование проигрывает ООП
по быстроте работы.
Несмотря на это лучшая на данный момент
технология программирования та, в которой
поддерживается визуальность.

11. Выбор языка программирования зависит от решаемой задачи:

ВЫБОР ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ЗАВИСИТ ОТ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ:
Если нужно написать базы данных, программы
общего назначения или утилиты, лучше всего
использовать Delphi или C++Builder.
Если нужно написать игры, то желательно
использовать Visual С++ плюс Assembler.
Если нужно написать драйверы или программы для
работы с «железом», то критичен размер файла, и
наиболее подходящие языки – чистый С или
Assembler.

12. ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:

Привести классификацию программного
обеспечения и проанализировать, какие
языки программирования целесообразнее
всего использовать для создания различных
классов программ.
Проанализировать, чем обоснован выбор
языков программирования для написания
различных классов программ.
Спрогнозировать перспективы развития
языков программирования.

13. Тема. Технологический цикл обработки информации. Представление информации в персональном компьютере. Двоичный код.

ТЕМА.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ОБРАБОТКИ
ИНФОРМАЦИИ.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В
ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ.
ДВОИЧНЫЙ КОД.
Двоичный код — это форма записи данных в виде
нулей и единиц, т.е. в двоичной системе счисления.
Двоичная система счисления это позиционная
система счисления с основанием два.
Двоичный код применяется во всех цифровых
устройствах, т.к. является самым простым и
надежным.
Двоичная арифметика очень простая и ее просто
реализовать на аппаратном уровне. Элементы
электронных схем, надежнее, если они оперируют
терминами «есть ток», «нет тока».
Кодируя двумя знаками и используя один
двоичный разряд можно закодировать два
значения: 0 и 1.
Если использовать два двоичных разряда то
четыре значения:
00
0 1 1 0 1 1 и т.д.
В общем случае количество двоичных кодов
зависит от разряда чисел, которое
вычисляется по формуле:
N =2m,
где N – количество комбинаций нулей и
единиц, а
m – количество двоичных разрядов.
В цифровой техники одному двоичному коду
соответствует один логический элемент
схемы, который может находиться в двух
состояниях — пропускать ток по схеме или
нет.
Простейшим таким элементом может быть
двоичный триггер.
Вся информация, с которой работает
компьютер, кодируется числами.
Независимо от того, графическая, текстовая
или звуковая эта информация, что бы ее мог
обрабатывать центральный процессор, она
должна тем или иным образом быть
представлена числами.

18. Представление текстовых данных

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕКСТОВЫХ ДАННЫХ
Любой текст состоит из последовательности
символов: буквы, цифры, знаки препинания, знаки
математических действий, круглые и квадратные
скобки и т. д.
Текстовая информация, как и любая другая,
хранится в памяти компьютера в двоичном виде.
Для этого каждому символу ставится в соответствие
некоторое неотрицательное число, называемое
кодом символа, и это число записывается в память
ЭВМ в двоичном виде.
Конкретное соответствие между символами и их
кодами называется системой кодировки.
Для разных типов ЭВМ и операционных систем используются
различные таблицы кодировки, отличающиеся порядком
размещения символов алфавита в кодовой таблице. Международным стандартом на ПК является таблица кодировки ASCII.
Принцип последовательного кодирования алфавита заключается
в том, что в кодовой таблице ASCII латинские буквы (прописные
и строчные) располагаются в алфавитном порядке.
Расположение цифр также упорядочено по возрастанию
значений.
Стандартными в этой таблице являются только первые 128
символов, т. е. символы с номерами от нуля (двоичный код
00000000) до 127 (01111111). Сюда входят буквы латинского
алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие
символы. Остальные 128 кодов, начиная со 128 (двоичный код
10000000) и кончая 255 (11111111), используются для
кодировки букв национальных алфавитов, символов
псевдографики и научных символов.

20. Представление изображений

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Все известные форматы представления изображений можно
разделить на растровые и векторные.
В векторном формате изображение разделяется на
примитивы — прямые линии, многоугольники, окружности и
сегменты окружностей, параметрические кривые, залитые
определенным цветом или шаблоном, и т. д.
Двухмерное векторное изображение
Трехмерное векторное изображение
В растровом формате изображение разбивается на
прямоугольную матрицу элементов, называемых
пикселами.
Матрица называется растром. Для каждого пиксела
определяется его яркость и, если изображение
цветное, цвет.

22. Представление звуковой информации

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
Существуют два способа звукозаписи:
цифровая запись, когда реальные звуковые волны
преобразуются в цифровую информацию путем
измерения звука тысячи раз в секунду;
MIDI-запись, которая, вообще говоря, является не
реальным звуком, а записью определенных командуказаний (какие клавиши надо нажимать, например,
на синтезаторе). MIDI-запись является электронным
эквивалентом записи игры на фортепиано.

23. Представление видео

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВИДЕО
Что представляет собой фильм с точки зрения
информатики?
Прежде всего, это сочетание звуковой и
графической информации.
Кроме того, для создания на экране эффекта
движения используется технология быстрой
смены статических картинок.
Таким образом, рассмотрев принципы
хранения в ЭВМ различных видов
информации, можно сделать важный вывод о
том, что все они так или иначе преобразуются
в числовую форму и кодируются набором
нулей и единиц.
Благодаря такой универсальности
представления данных, если из памяти
наудачу извлечь содержимое какой-нибудь
ячейки, то принципиально невозможно
определить, какая именно информация там
закодирована: текст, число или картинка.

25. Этапы решения задач на ПЭВМ. Технологический цикл обработки информации.

ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НА ПЭВМ.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

26. Программирование —

ПРОГРАММИРОВАНИЕ —
это процесс создания (разработки) программы,
который может быть представлен
последовательностью следующих шагов:
1. Спецификация (определение, формулирование
требований к программе) — один из важнейших
этапов, на котором подробно описывается исходная
информация, формулируются требования к
результату, поведение программы в особых случаях
(например, при вводе неверных данных),
разрабатываются диалоговые окна,
обеспечивающие взаимодействие пользователя и
программы.
2. Разработка алгоритма — необходимо
определить последовательность действий,
которые надо выполнить для получения
результата. Результатом этапа разработки
алгоритма является подробное словесное
описание алгоритма или его блок-схема.
3. Кодирование (запись алгоритма на языке
программирования) — алгоритм записывается
на выбранном языке программирования. В
результате получается исходная программа.
4. Отладка — это процесс поиска и устранения ошибок.
Ошибки в программе разделяют на две группы:
синтаксические (ошибки в тексте) и
алгоритмические. Синтаксические ошибки —
наиболее легко устраняемые. Алгоритмические
ошибки обнаружить труднее. Этап отладки можно
считать законченным, если программа правильно
работает на одном-двух наборах входных данных.
5. Тестирование — на этом этапе следует проверить, как
ведет себя программа на как можно большем
количестве входных наборов данных, в том числе и
на заведомо неверных.
6. Создание справочной системы — если разработчик
предполагает, что программой будут пользоваться
другие, то он обязательно должен создать
справочную систему и обеспечить пользователю
удобный доступ к справочной информации во время
работы с программой.
7. Создание установочного диска (CD-ROM) — чтобы
пользователь мог самостоятельно, без помощи
разработчика, установить программу на свой
компьютер. Обычно помимо самой программы на
установочном диске находятся файлы справочной
информации и инструкция по установке программы.

История создания Assembler

История создания

Программирование – это искусство создавать программные продукты, которые написаны на языке программирования. Язык программирования – это формальная знаковая система, которая предназначена для написания программ, понятных для компьютера.

Языки программирования делятся на три вида:

• машинные языки. Очень непонятно для человека, но очень понятно для компьютера.
• языки низкого уровня. Например, Ассемблер, о котором и пойдет речь.
• языки программирования высокого уровня. Например, Паскаль, Си, Java.

Программирование имеет разные ответвления в написании программного продукта. На сегодняшний день существует тысячи языков программирования. Из них популярность и известность получают некоторые. Они отличаются простотой, быстротой и гибкостью и другими свойствами.

Первые программисты почти всегда имели блокноты с записью наиболее употребляемых подпрограмм, чтобы в случае необходимости не составлять их заново. Проблема состояла в том, что адреса расположения команд и переменных подпрограммы в памяти менялись в зависимости от ее размещения в последней. Настройка подпрограмм на определенное место в памяти, очевидно, нуждалась в автоматизации, и впервые это было сделано на «Эдсаке». Программисты Кембриджа начали с написания набора унифицированных подпрограмм, которые и образовали библиотеку. После этого достаточно было ввести лишь короткую команду – и компьютер проделывал всю работу по настройке и размещению подпрограммы внутри программы.

Морис Уилкс назвал мнемоническую схему для «Эдсака» и библиотеку подпрограмм собирающей системой (по-английски assembly system – отсюда слово «ассемблер»), поскольку она собирала последовательности подпрограмм.

Первая программа на компьютере, написанная в машинных кодах, была запущена в 1948 году в Англии. До 1950 года все программы для компьютеров составлялись исключительно в машинных кодах. Такой способ составления программ был очень трудоемким, так как алгоритм необходимо было детализировать до элементарных действий, которым отвечали команды компьютера. Как следствие, программы были громоздкими, содержали большое количество ошибок, для выявления и удаления которых, в свою очередь, требовалась кропотливая и продолжительная работа.

Довольно скоро стало понятно, что процесс формирования машинного кода можно автоматизировать. Уже в 1950 году для записи программ начали применять мнемонический язык – язык assembly. Язык ассемблера позволил представить машинный код в более удобной для человека форме: для обозначения команд и объектов, над которыми эти команды выполняются, вместо двоичных кодов использовались буквы или сокращенные слова, которые отражали суть команды. Например, на языке ассемблера команда сложения двух чисел обозначается словом add, тогда как ее машинный код может быть таким: 000010. Запись программы на языке ассемблера фактически является тем же машинным кодом, только представленным с помощью специальных обозначений.

Ассемблер можно отнести к языкам второго поколения, если за первый принять машинный код. Появление этого языка на свет, очень облегчало жизнь программистов. Теперь вместо рябящих в глазах нулей и единиц, они могли писать программу командами, состоящими из символов приближенных к обычному языку. Для того времени этот язык был новшеством и пользовался популярностью т.к. позволял писать программы небольшого размера, что при тех машинах критерий значительный. Но сложность разработки в нём больших программных комплексов привела к появлению языков третьего поколения – языков высокого уровня. Но на этом жизнь ассемблера не закончилась, он жив и посей день и не только жив, но и пользуется популярностью в узких кругах. Сейчас его используют в написании отдельных фрагментов программ или иногда в написании самих программ. Примеров может быть много, но самые яркие это использование ассемблера в написании драйверов, игр и загрузчиков ОС. Не стоит забывать, что у хакеров этот язык так же пользуется популярностью, да ещё какой!

http://www.physics.uni-altai.ru/community/wiki/DmitriyPylkov

Язык машинный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Первый этап обработки — трансляция, т. е. перевод текста исходного модуля с какого-либо языка программирования на язык машинных команд конкретной ЭВМ. Трансляция осуществляется с помощью специальных сложных программ — трансляторов, которые входят в  [c.96]

Предполагается, что студенты знакомы с общими правилами программирования на языке машины МИР-1. В данной задаче рекомендуется воспользоваться готовой программой, в которую необходимо лишь ввести полученные экспериментальные данные.  [c.133]

Программа для расчетов но данной задаче состоит из основной и описательной частей. Основная часть содержит математическую запись операций расчета на языке машины МИР-1 и одинакова для любых расчетов в данной задаче.  [c.134]

Программирование на АЛГОЛе-60 гораздо проще, чем программирование на языке машины, и доступно широкому кругу людей, незнакомых детально с вычислительными машинами.  [c.57]

ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ. ПАКЕТЫ ПРОГРАММ МАШИННОЙ ГРАФИКИ. ЯЗЫКИ МАШИННОЙ ГРАФИКИ  [c.212]

Первая часть — транслятор — едина для всех подсистем. В функции транслятора входит считывание исходной информации перевод данных, содержащихся в исходной информации, на внутренний язык машины организация вычислительного процесса, а также выдача информации в языковых записях.  [c.47]

Заключительный этап состоит в программной реализации разработанных алгоритмов, т, е. в их переводе на язык машинных команд системы ЧПУ. Следует подчеркнуть, что именно алгоритмическое и программное обеспечение системы ЧПУ в значительной степени определяет функциональные и адаптационные возможности станков со встроенным САК.  [c.277]

С некоторой долей упрощения можно проследить три поколения программ и языков машинной графики.  [c.145]

В процессе получения промежуточных проектных решений по запросу проектировщика геометрия сечения и распределения эпюр нормальных и касательных напряжений на контуре сечения могут быть представлены графически с помощью языка машинной графики ПАД ЕС на графопостроителе ЕС-7251.  [c.190]

Для решения задач на цифровой ЭВМ необходимо составление алгоритма решения задачи. Алгоритм — совокупность правил, определяющих содержание и последовательность действий, приводящих к решению задачи. Решение большинства технических задач -требует применения численных методов решения (численных алгоритмов), в которых решение сводится к циклически повторяемой шаг за шагом последовательно сти арифметических действий по рекуррентным формулам. Особенностью работы на цифровой ЭВМ является необходимость сс -ставления программы (программирования) задачи, т. е. перевода численного алгоритма на язык машин. Процесс подготовки математической задачи для ее решения на цифровой электронной машине состоит из двух этапов.  [c.802]

Перевод с алгоритмического языка на язык машины (систему команд) производится автоматически с помощью трансляторов и программирующих программ.  [c.803]

Перспективное направление автоматизации основных работ на пассажирских технических станциях по обработке и ремонтно-экипировочным работам осуществляется по схеме оператор — группа машин . Для перевода исходной информации на язык машины устанавливается структура кодовых сообщений в зависимости от отдельных видов информации. В основе кодирования лежит сетевой график обработки пассажирского состава на технической пассажирской станции от момента прибытия до момента отправления состава в рейс.  [c.105]

Основой решения сложных задач является использование численных методов. Их применение базируется не на использовании формул, а на алгоритме, т. е. на соответствующей последовательности вычислительных операций, позволяющей из ряда чисеЧисленные методы обычно громоздки, однако для современных ЭВМ это обстоятельство не имеет существенного значения.  [c.348]

Формирование информационных массивов на машинных носителях выполняют для перевода данных на внутренний язык машины и записи их в памяти системы. При этом обычно информацию переносят с бумажных документов на машинные носители (перфокарты, перфоленту, магнитную ленту) с последующим их вводом в память ЭВМ. В качестве памяти ЭВМ можно использовать магнитные диски или ленты или и то, и другое для различных массивов.  [c. 24]

Графическая модель непригодна для непосредственного ввода в запоминающее устройство ЭВМ, так как машина может хранить и перерабатывать только дискретную цифровую информацию в двоичном коде. Алфавит языка машин состоит из двух символов дво-ичной системы О и 1, так что для записи любых чисел требуются лишь две цифры —О и 1. Поэтому графическая модель в устройстве ввода графической информации преобразуется в цифровую, имеющую определенную структуру и выраженную соответствующим цифровым кодом. Пример способов задания исходных данных для определения координат точек при разных режимах показан на рис. XIV.8.  [c.407]

Действительно, скорость выполнения вычислительных операций на ЦВМ очень велика — измеряется многими сотнями тысяч операций в секунду. Однако полное время, протекающее от момента формулировки задачи, необходимой для приема этой задачи в работу, до момента расшифровки полученных данных и превращения их в приемлемый для использования вид совсем не так мало. Оно включает в себя затраты времени на переговоры с людьми, принимающими заказ, о выяснении возможности использовать машину, алгоритмизацию и программирование вычислений. Затем здесь наступает обычно пауза между окончанием программирования и передачей материала для перевода его на язык машин. Только после этого наступает спуск перфорированной ленты в ЦВМ и обработка ее машиной, что совершается действительно с электронными скоростями. Но результаты, выполненных на ЦВМ операций, должны быть зафиксированы, т. е. напечатаны на бумажной ленте. Поэтому как бы быстро ни получались сами цифры в электронном уст-  [c.252]

Просмотр и передача отпечатанных на языке машины результатов потребителю осуществляется также не мгновенно, а чтение и перевод их на язык обычной десятичной системы и построение по ним необходимых кривых осуществляется, как правило, потребителем. Вследствие указанного выше результаты получаются либо на другой день, либо к концу смены в лучшем случае.  [c.253]

Транслятор преобразует заданную информацию с одного языка на другой. Программа на входе транслятора и ее язык называются исходными, на выходе транслятора — объектными. Если объектный язык — машинный или близкий к машинному, то трансляция и транслятор называются компиляцией и компилятором соответственно. Если исходный язык — язык ассемблера, то транслятор на машинный язык — ассемблер. Если исходный и объектный языки относятся к одному и тому же уровню языков, то транслятор называют конвертором. Решение задач по методу компиляции происходит в два этапа. Сначала в оперативной памяти размещаются исходная программа и компилятор, результатом работы компилятора будет рабочая программа. Затем скомпилированная рабочая программа исполняется.  [c.260]

Благодаря доступности микрокомпьютеров можно проводить более сложные расчеты, которые ограничиваются только способностью пользователя правильно составить уравнения и написать программы на языке машины. Поэтому вполне возможно написать программу для компьютера, включающую параметры всех обычно используемых в качестве сырья веществ, чтобы иметь возможность составлять рецептуры алкидов с различной жирностью и содержанием гидроксилов, рассчитывать кислотное число при гелеобразовании, среднюю функциональность и ряд других показателей, используя упомянутые выше уравнения. Очень важно, что с помощью компьютера, особенно если уравнения нельзя решить по-другому, можно быстро повторять расчеты при изменении факторов и изучать их влияние, прежде чем приступить к эксперименту. В настоящее время составлены довольно сложные и быстро решаемые программы [17].  [c.44]

Отметим, что отдельные части одной задачи могут быть описаны на разных языках. Операционные системы многих машин позволяют вводить такие разнородные части одной программы, транслировать их и затем объединять в единую программу, представленную на внутреннем языке машины.  [c.120]

Выгрузка. Если программа находится в памяти ПрК, то ее можно просмотреть на экране дисплея или на портативном экране, если нет дисплея. Программа выдается в виде цепной диаграммы и может быть выгружена на кассетную ленту или передана компьютеру управления предприятием, который находится в состоянии загрузки . Дамп программы, как правило, выдается в двоичном коде (на внутреннем языке машины) или в виде цепной диаграммы, которую можно отобразить на экран.  [c.225]

Программы конструирования деталей машин составлены на языке программирования ФОРТРАН и используют пакет графических программ ОЯ1 и программы комплекса ГРА-ФОР. Программы пакета применяются дт я формирования изображения на экране и для организации диалога с помощью графического дисплея.  [c.328]

Структуры современных мини-ЭВМ и микроЭВМ приведены соответственно на рис. 1.7, 1.8. Простота подключения ПУ, программирования ввода-вывода и диалогового режима, вплоть до уровня алгоритмических языков, сравнительно небольшая стоимость машинного времени делают целесообразным использование мини-ЭВМ этих  [c. 31]

Решение любой задачи на ЭВМ начинается с написания ее алгоритма на языке программирования (например, на алгоритмических языках ФОРТРАН, КОБОЛ, ПЛ/1, ассемблера и др.). Текст алгоритма называется исходной программой или исходным модулем. Исходная программа удобна и понятна программисту, но совершенно непонятна ЭВМ, поскольку ЦП воспринимает только язык машинных команд. Таким образом, собственно до этапа решения предложенной задачи исходная программа (модуль) должна претерпеть несколько этапов обработки, в результате которых смысл алгортма решения задачи станет понятен конкретной ЭВМ. На рис. 3.3 представлены необходимые этапы обработки исходного модуля. Исходные модули / и 2 написаны на различных языках (имеется в виду, что в создании сложных программных комплексов могут участвовать несколько программистов, использующих различные языки программирования).  [c.96]

Математическое описание исходной схемы вводится в ЦВМ в виде программы на алгоритмическом языке. Машина в результате анализа может изменять структуру модели добавлением, устранением или перераспределением звеньев и пар. Конструктор с помощью ЦВМ может варьировать в процессе создания схемы механизма и находить наиболее рациональный вариант. Ему необходимо лишь задать необходимую информацию о структуре, чтобы ЦВМ могла опознавать и анализировать схемы в различных вариантах по единому алгоритму, пока не будет найдена оптимальная по выбранно.му критерию схе.ма мехаынз.ма.  [c.46]

В табл. 1.4 приведена программа расчета (на языке машинн МИР-.1) а необходимыми пояснениями.  [c.51]

Составление программ решения тех илн иных задач является весьма трудоемким и длительным процессом. Автоматизация этого процесса связана с введением промежуточных алгоритмических языков и построением трансляторов с этих языков на внутренний язык машины. Наиболее расиространенным промежуточным языком является универсальный алгоритмический язык АЛГОЛ-60.  [c. 57]

САП представляет собой матештическое обеспечение ЭВМ комплекс инструкций по программированию и программ-алгоритмов (преобразующие, логические и вычислительные), предназначенных для записи исходной информации, приведения ее к каноническому виду, пополнения недостающей информации, преобразования на язык машины, выполнения над ней необходимых логических и вычислительных операций по расчету траектории движения инструмента (иногда и по проектированию технологического процесса), контроля, формирования команд для конкретной ЧПУ й записи их на программоноситель.  [c.198]

Программы-алгоритмы САП записывают на магнитной ленте или магнитных дисках они включают в себя три основных части транслятор, процессор и постпроцессор. С помощью транслятора осуществляется считывание и расшифровка исходной информации, перевод ее на язык машины. Транслятор ориентирован на определенный тип ЭВМ. Процессор производит необходимые логические действия и организует работу ЭВМ по выполнению необходимых вычислительных опе-)аций, а также контролю и редактированию полученной информации. Ipoue op вырабатывает общее решение и не связан с конкретной ЧПУ. В геометрическую часть процессора входят операторы геометрических описаний и программы геометрических вычислений. В качестве геометрических элементов обычно используют линии и поверхности не выше второго порядка, распространенные поверхности более высокого порядка (торы, трубчатые и каноидные поверхности), а также табличные кривые и поверхности и т. д., для программирования обработки которых и меются подпрограммы.  [c.198]

Каждая машина имеет собственный язык программирования — машинный язык. Он содержит перечень операций, который может выполнять конкретная машина. На машинном языке программировать трудно, поэтому уже на машинах первого и второго поколений в целях повышения производительности труда программистов начали применять языки, не совпадающие с машинными языками. Машинные языки продолжали использоваться только при разработке средств общего программного обеспечения и при программи-4)ованни задач, требующих для реализации высококачественных, быстроработающнх программ.  [c.13]

Наиболее сложной является предварительная разработка алгоритма технологического проектирования и составление программы. работы машины. Алгоритм —это система операций, выполняемых в определенном порядке для решения поставленной задачи. Алгоритмы подразделяют на математические и эвристические. Первые обоснованы на достаточно точных законах, вторые на наблюдениях, опытах, статистических данных. Программа — это описание алгоритма на определенном языке (содержательном, математических выражений, фюрмальном, машинном). По программе в ЭВМ реализуется принятый алгоритм путем выполнения в определенной последовательности арифметических и логических операций, задаваемых набором команд. Программы перед вводом в ЭВМ кодируются на языке машины и записываются на перфоленте. Используются языки Ассемблер , Алгамс , Кабол Алгол-60 , Фортран п др. После кодирования программа представляет собой совокупность команд, преобразуемых в ЭВМ в управляющие сигналы. Перед началом работы программа отлаживается и контролируется. Ошибки в программе не допускаются. Алгоритм и программа могут разрабатываться для специального и типового случаев проектирования. В последнем случае по единой программе решаются задачи, сходные по структуре и последовательности выполнения этапов (проектирование технологии изготовления типовых деталей разных размеров). При решении задач такого типа в ЭВМ каждый раз вводятся исходные данные и ограничивающие условия. Весь комплекс работ по составлению программы отнимает много времени (в сложных случаях до двух недель). Поэтому широко применяется автоматическое программирование, представляющее собой перевод программы в содержательных обозначениях в машинные коды. Автоматическое программирование сокращает время до нескольких десятков минут. Основные этапы автоматизированного проектирования технологии на ЭВМ приведены на рис. 173, а (штриховой линией показаны этапы, выполняемые технологом).  [c.385]

Автор книги Теория механизмов н машин — крупный ученый, основатель советской школы теории машин и механизмов, Герой Социалистического Труда, академик Иван Иванович Артоболевский (1905—1977). Его книга является классическим учебником, много лет служившим советской высшей технической школе. Она переведена на ряд языков и была принята во многих зарубежных технических ии[c.8]

СуперЭВМ. Разработки и исследования многопроцессорных ВС различной структуры велись в разных направлениях, но первыми на уровень суперЭВМ вышли ВС, сочетающие конвейерную обработку данных с использованием векторных операций. Типичным примером таких ЭВМ является Сгау-1, имеющая набор команд (векторных), оперирующих с одномерным множеством данных, обладающих регулярностью отображения в памяти. Векторизация программы, т. е. включение векторных команд, производится компилятором на этапе трансляции с алгоритмического языка. Все команды выполняются 12 специализированными функциональными устройствами, каждое из которых является конвейером, состоящим из последовательности сегментов и позволяющим при равномерной и постоянной загрузке конвейера получать результаты с темпом работы одного сегмента. Кроме того, может осуществляться режим зацепления, когда выход одних функциональных устройств непосредственно связывается с входами других. При этом возможно получать за время одного машинного такта (12,5-не) два результата и более.  [c.36]

Всякий исходный модуль в результате трансляции преобразуется в стандартггую, принятую для данного типа ЭВМ форму объектного модуля. Как правило, это тексты машинных команд и различные справочники перекрестных и внешних ссылок. Таким образом, все особенности различных языков программирования, четко выраженные в исходных модулях, полностью стираются после этапа трансляции.  [c.97]

Мобильность ОС обусловливает се четкое разделение па машинно-зависимую и машинно-независимую части. Первая из упомянутых частей при переносе ОС на другую ЭВМ должна быть переделана. Для UNIX такая переделка включает в себя создание для новой ЭВМ части компилятор языка СИ, создание ассемблера для новой ЭВМ, перепись некоторых функций и модулей ядра системы на языке ассемблера. Для UNIX перечисленные работы оказались значительно менее трудоемкими, чем полное перепрограммирование системы.  [c.151]

Лингвистическое обеспечение при автоматизации конструкторского проектирования. В процессе выполнения конструкторских работ с использованием вычислительной техники проектировщик, кроме традиционных средств ввода — вывода алфавитно-цифровой информации, использует аппаратные средства машинной графики. Операции над геометрическими объектами (ГО) задаются средствами графичешгих языков (ГРАФИК, ГЕОМАЛ, АППАРАТ, ПРИС и др.) и осуществляются с помощью пакетов графических программ (ГРАФОР, ФАП-КФ, ГРАФ АЛ и др. [5, 6, 10]). Совокупность графи-ческог(з языка и соответствующего пакета графических программ называют системой геометрического моделирования. Примером такой системы служат язык и пакет прикладных программ ОГРА [6].  [c.163]

В пакете программ ГРАФОР имеется дополнительный комплекс программ, написанных на языке ассемблера, для связи с операционной системой ЭВМ и с устройством машинной графики. Таким образом, для пе-  [c.165]

Машинные языки, языки ассемблера и языки высокого уровня — Мегаобучалка

Лекция 1

ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Для работы с микроконтроллерами сегодня адаптировано множество традиционных языков программирования и их вариантов. Тем не менее основным языком для профессионального программирования микроконтроллеров является С или С++.

Основной задачей курса является изучение применяемого на сегодняшний день повсеместно объектно-ориентированного подхода при проектировании и разработке приложений с использованием языка С++, а также изучение методов программирования программ под ОС Microsoft Windows.

Инструментальное программное обеспечение

Инструментальное программное обеспечение обеспечивает создание новых программных продуктов для ПК. Инструментальное программное обеспечение представлено языками и системами программирования.

Язык программирования – формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера).

Составными частями языка программирования являются:

— алфавит – конечный набор элементарных символов, разрешенных для использования;

— синтаксис – набор правил образования языковых конструкций и символов алфавита;

— семантика – набор правил однозначного толкования языковых конструкций.

Система программирования – это система разработки программного обеспечения на каком-либо языке программирования, включающая в себя следующие компоненты:

— интегрированную среду программирования;

— транслятор;

— редактор текстов программ,

— библиотеки функций,

— программную документацию,

— отладчик и др.

Интегрированная среда программирования (от англ. Integrated Development Environment, IDE) – это программа, имеющая встроенный редактор текстов, подсистему работы с файлами, транслятор, встроенный отладчик, справочную систему, некоторые библиотеки функций. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов — для использования при объектно-ориентированной разработке программного обеспечения.

Транслятор – программа, которая преобразует команды программ, написанных на языках высокого уровня, в команды, записанные в машинных кодах, использующих двоичный алфавит (в последовательность чисел понятную ПК). Трансляторы бывают двух видов: интерпретаторы и компиляторы. Оба вида трансляторов выполняют одну и туже операцию, но делают это по-разному.

Интерпретаторы, преобразуя команду на машинный язык, сразу же дают указания на ее выполнение, не записывая перевод. Так происходят с каждой командой программы. Программа будет выполнена машиной только при наличие интерпретатора, который от строки к строке переводит команды и сразу же их выполняет. При повторном выполнении программы снова выполняется перевод.

Компилятор же не выполняет команды, а просто переводит всю программу на машинный язык и записывает свой перевод в специальную, так называемую, исполнимую программу, программу, записанную в двоичном коде.

В простейшем случае интерпретатор читает исходный текст программы по одной строке за раз, выполняет эту строку и только после этого переходит к следующей. Компилятор читает сразу всю программу и конвертирует ее в объектный код (машинный двоичный код). Когда программа скомпилирована, в ее коде уже нет отдельных строк исходного кода.

Машинные языки, языки ассемблера и языки высокого уровня

На сегодня существуют сотни языков программирования. Их можно разделить на три основных типа:

– машинные языки

– языки ассемблера

– языки высокого уровня

Любой компьютер может непосредственно понимать лишь свой собственный машинный язык. Он определяется при проектировании аппаратных средств этого компьютера. Машинные языки в общем случае содержат строки чисел (в конечном счете сокращенные до единиц и нулей), которые являются командами компьютеру на выполнение большинства элементарных операций. Машинные языки машинно-зависимы, т.е. каждый машинный язык может быть использован только на компьютере определенного типа.

Ассемблер – средство, упрощающее написание программ путем написания машинных кодов в некоторых мнемонических обозначениях с последующим автоматическим переводом. Для преобразования программ на языке ассемблера в машинный язык были разработаны программы трансляции, называемые ассемблерами. Дальнейшее развитие привело к созданию первых языков программирования высокого уровня, в которых длинные и сложные последовательности машинных кодов были заменены одним обозначающих их словом – оператором.

Язык С является базисным для языка программирования С++. Поэтому кратко остановимся на предыстории этого языка.

Язык программирования С был разработан в лабораториях Bell Laboratories в США в период с 1969 по 1973 год Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи (практически в одно время с Паскалем) для организации операционной системы UNIX. Предшественниками языка С явились языки Algol 60, CPL, BCPL и B.

Для выполнения этой работы Ритчи нуждался в таком языке программирования, который был бы кратким, а так же мог бы обеспечивать эффективное управление аппаратными средствами и создание компактных, быстро работающих программ. Традиционно такие потребности программистов удовлетворял язык ассемблера, который тесно связан с внутренним машинным языком компьютера. Однако язык ассемблера – это язык низкого уровня, т.е. он привязан к определённому типу компьютера. Поэтому, если программу на языке ассемблера необходимо перенести на компьютер другого типа, то её приходится переписывать заново на другом языке ассемблера. Операционная система UNIX предназначалась для работы на разнообразных типах компьютеров (или платформах). А это предполагало использование языка высокого уровня, который ориентирован на решение задач, а не на конкретное программное обеспечение. Это обеспечивается использованием специальных программ (компиляторов), которые переводят программу с языка высокого уровня на машинный язык. Поэтому программу на языке высокого уровня можно использовать на разных платформах, применяя соответствующий компилятор.

Рисунок 1 – Схема развития языка программирования С++

Денис Ритчи создал независимость языка от конкретного оборудования и сохранил возможность прямого доступа к оборудованию. Денис Ритчи был признанным специалистом в области системного программирования, а именно языков программирования, операционных систем, и генераторов программ. Язык С представляет собой язык программирования относительно низкого уровня, что позволяло контролировать каждую мелочь в работе алгоритма и достигать максимальной эффективности. В то же время в С заложены принципы языка высокого уровня, что позволяет избежать зависимости программ от особенностей архитектуры конкретного компьютера. Это повышало эффективность процесса программирования.

Язык программирования С – стандартизованный процедурный язык программирования, обеспечивающий структурный стиль программирования.

Особенность языка С заключается в том, что будучи языком высокого уровня, он сохранил многие черты языка низкого уровня. Язык С расположен где-то между языками очень высокого уровня и языками низкого уровня, и в этом его сильные и одновременно слабые стороны. Как и язык ассемблера (язык низкого уровня), язык программирования С может непосредственно управлять памятью компьютера. С другой стороны, С обладает чертами языков высокого уровня, поэтому программы на языке С читать и создавать легче, чем программы на языке ассемблера. Язык С является очень удобным для написания системных программ, но в программах на языке С для иных целей зачастую трудней разобраться, нежели в программах, написанных на других языках.

Чтобы преодолеть эти и другие недостатки языка С был разработан на его основе язык программирования С++ сотрудником научно-исследовательского центра AT&T Bell Laboratories (Нью-Джерси, США) Бьярном Страуструпом в 1979 году. Первоначальное название «С++ с классами» было изменено на С++ в 1983 году. С++ обеспечивает возможность ООП

Основное отличие языка C++ от С заключается в реализации объектно-ориентированного подхода программирования — чрезвычайно мощного современного способа программирования. Однако, С++ произошел от С, поэтому по-прежнему со­храняет свойства структурного языка программирования.

Существует множество различных реализаций для С++. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Наибольшей популярностью пользуются реализации этого языка фирм Borland – Turbo C++, C++ Builder и Microsoft – Visual C++, а также Symantec – Symantec C++.

С++ обеспечивает концептуальный фундамент, на который опираются другие языки программирования и многие современные средства обработки данных. Потомками С++ стали такие почитаемые языки, как С# (С Sharp от Microsoft) и Java (от Sun Microsystems), используемые для написания web-приложений. C-подобный синтаксис имеют также языки PHP, Java Script, Nemerle, D.

Основы алгоритмизации и программирование. Алгоритмы, языки и программы

1.4. Сервисное программное обеспечение ПК и основы алгоритмизации

1.4.2. Основы алгоритмизации и языки программирования

Алгоритм и его свойства

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

1. Словесно- формульное описание.
2. Блок-схема (схема графических символов).
3. Алгоритмические языки.
4. Операторные схемы.
5. Псевдокод.

Для записи алгоритма существует общая методика:

1. Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.
2. Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.
3. Описать входные и выходные данные.
4. Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными.

Общий вид алгоритма:

• название алгоритма;
• описание данных;
• начало;
• команды;
• конец.

Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ описания алгоритма (блок — схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи.

Каждый этап вычислительного процесса  представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм).

Схемы алгоритмов:

Рис. 1.

Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме.

Алгоритмические языки  — это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка.

Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.).

Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов.

Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам.

Принципы разработки алгоритмов и программ

Типы алгоритмических процессов

По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:

• линейные;
• ветвящиеся;
• циклические;

Линейные вычислительные процессы

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления.

Алгоритмы разветвляющейся структуры

На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам.

Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).

Рис. 2.

Циклические вычислительные процессы

Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ.

Существуют две схемы циклических вычислительных процессов.

Рис. 3.

Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

Особенностью второй  схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено.

Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.

Языки программирования

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) — составление программы по заданному алгоритму.

Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д.

Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино — ориентированные и машино – независимые.

К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры.

К машино – независимым языкам относятся:

1. Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.).
2. Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др.).
3. Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др.).

Далее…>>> Тема: 1.1.1. Объект, предмет, методы и задачи экономической информатики

Определение машинного языка

Машинный язык или машинный код — это язык низкого уровня, состоящий из двоичных цифр (единиц и нулей). Языки высокого уровня, такие как Swift и C ++, должны быть скомпилированы в машинный язык перед запуском кода на компьютере.

Поскольку компьютеры являются цифровыми устройствами, они распознают только двоичные данные. Каждая программа, видео, изображение и символ текста представлены в двоичном формате. Эти двоичные данные или машинный код обрабатываются ЦП как входные.Полученный результат отправляется в операционную систему или приложение, которое отображает данные визуально. Например, значение ASCII для буквы «A» — 01000001 в машинном коде, но эти данные отображаются на экране как «A». Изображение может иметь тысячи или даже миллионы двоичных значений, определяющих цвет каждого пикселя.

Хотя машинный код состоит из единиц и нулей, разные архитектуры процессоров используют разные машинные коды. Например, процессор PowerPC с архитектурой RISC требует кода, отличного от кода процессора Intel x86 с архитектурой CISC.Компилятор должен компилировать исходный код высокого уровня для правильной архитектуры процессора, чтобы программа работала правильно.

Машинный язык против языка ассемблера

Машинный язык и язык ассемблера являются языками низкого уровня, но машинный код находится ниже ассемблера в иерархии компьютерных языков. Язык ассемблера включает в себя удобочитаемые команды, такие как mov, add и sub, а машинный язык не содержит слов или даже букв. Некоторые разработчики вручную пишут ассемблер для оптимизации программы, но они не пишут машинный код.Только разработчикам, которые пишут программные компиляторы, нужно беспокоиться о машинном языке.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя машинный код технически состоит из двоичных данных, он также может быть представлен в шестнадцатеричных значениях. Например, буква «Z», которая в двоичном виде равна 01011010, может отображаться как 5A в шестнадцатеричном коде.

Обновлено: 18 января 2019 г.

TechTerms — Компьютерный словарь технических терминов

Эта страница содержит техническое определение машинного языка.Он объясняет в компьютерной терминологии, что означает машинный язык, и является одним из многих программных терминов в словаре TechTerms.

Все определения на веб-сайте TechTerms составлены так, чтобы быть технически точными, но также простыми для понимания. Если вы сочтете это определение машинного языка полезным, вы можете сослаться на него, используя приведенные выше ссылки для цитирования. Если вы считаете, что термин следует обновить или добавить в словарь TechTerms, отправьте электронное письмо в TechTerms!

Подпишитесь на рассылку TechTerms, чтобы получать избранные термины и тесты прямо в свой почтовый ящик.Вы можете получать электронную почту ежедневно или еженедельно.

Подписаться

Определение машинного языка | PCMag

Родной язык компьютера. Чтобы программа могла работать, она должна быть представлена ​​компьютеру в виде машинных инструкций с двоичным кодом, специфичных для этого семейства ЦП. Хотя программисты иногда могут изменять машинный язык, чтобы исправить работающую программу (см. Патч), они не создают ее. Машинный язык создается программами, называемыми «ассемблеры», «компиляторы» и «интерпретаторы».«Эти программы преобразования превращают исходный код программиста, который программист пишет, в машинный язык (машинный код). См. Язык ассемблера, компилятор и интерпретатор.

Машинные языки существенно различаются. То, что может потребоваться одна инструкция на одной машине, может занять 10 инструкции в другом. См. RISC.

What and Where
Машинный язык сообщает компьютеру, что и где делать. Когда программист пишет TOTAL = TOTAL + SUBTOTAL, этот оператор преобразуется в машинную инструкцию, которая сообщает компьютеру, чтобы добавить содержимое двух областей ОЗУ, где хранятся ИТОГО и ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО, и поместить результат в ИТОГО.

Логические и физические
Программист работает с данными логически: «сложите это, вычтите это», но компьютеру нужно точно указать, в каких местах ОЗУ расположено то и это.

От исходного к машинному языку
На протяжении десятилетий целью бизнес-организации было уметь описать проблему и превратить ее в исполняемый код (машинный язык). Современные программы написаны на все более высоких уровнях абстракции, и для решения задач выполняется значительно больше инструкций, чем было много лет назад. Однако современные быстрые компьютеры способны поглощать огромное количество дополнительного машинного языка и накладных расходов, необходимых в современных вычислительных средах (см. Уровень абстракции). См. Аппаратную платформу.

ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Любое другое воспроизведение требует разрешения.
Copyright © 1981-2021. The Computer Language Co Inc. Все права защищены.

Машинный язык для начинающих — Введение

Введение

Почему машинный язык?

Рано или поздно многие программисты обнаруживают, что хотят изучать машинный язык.BASIC — прекрасный инструмент общего назначения, но у него есть свои ограничения. Машина
язык (часто называемый ассемблером) работает намного быстрее. BASIC довольно
легко выучить, но большинство новичков не понимают, что машинный язык может
также быть легким. И так же, как изучение итальянского идет быстрее, если вы уже знаете
Испанский, если программист уже знает BASIC, большая часть этих знаний будет
упростить изучение машинного языка. Есть много общего.

Эта книга предназначена для обучения машинному языку тех, кто
кто имеет практические знания BASIC.Например, Глава 9 — это список
ОСНОВНЫЕ высказывания. За каждым следует подпрограмма на машинном языке, которая выполняет
та же задача. Таким образом, если вы знаете, что хотите делать на BASIC, вы
можете узнать, как это сделать на машинном языке.

Чтобы упростить написание программ на машинном языке
(далее называемый «ML»), большинство программистов используют специальную программу, называемую
ассемблер. Отсюда и появился термин «язык ассемблера». ML и
Программы на ассемблере — это по сути одно и то же.Используя
ассемблер для создания программ машинного обучения намного проще, чем заставлять искать
а затем ЗАГРУЗИТЕ каждый байт в оперативную память. Так было раньше,
когда в компьютерах было слишком мало памяти для хранения языков (например, BASIC
или Ассемблеры) одновременно с программами, созданными на этих языках. Который
Ручное программирование в старом стиле было очень трудоемким.

В конце книги есть ассемблер (на BASIC).
который будет работать на большинстве компьютеров, использующих Microsoft BASIC, включая
Apple, PET / CBM, VIC и Commodore 64.Также есть отдельная версия
для Atari. Это позволит вам вводить инструкции ML (например, INC 2) и
переведите их в нужные числа и ЗАГРУЗИТЕ их за вас, где бы вы ни находились в памяти
вы решаете, что вам нужна программа машинного обучения. Инструкции подобны командам BASIC;
вы создаете программу ML, используя «набор инструкций» ML. Полная таблица
всех инструкций 6502 ML можно найти в Приложении A.

Это немного преждевременно, но если вам интересно, INC 2
увеличит число во второй ячейке памяти вашего компьютера на единицу.Если
число в ячейке 2 равно 15, оно станет 16 после INC 2. Подумайте об этом
как «увеличить адрес до двух».

На протяжении всей книги мы будем учиться справляться с
множество инструкций ML, и программа «Simple Assembler» будет иметь
большая помощь. Возможно, вы захотите с ним ознакомиться. Зная, что
так и есть (и используя его, чтобы попробовать примеры из этой книги), вы постепенно
разобраться в ML, шестнадцатеричных числах и новых возможностях
открыта для компьютерщика, знающего ML.

Увидеть, как это работает

В главах со 2 по 8 исследуются основные аспекты ML, в которых они различаются.
судя по тому, как работает BASIC. В каждой главе примеры и упражнения приводят
программист к лучшему пониманию методов программирования машинного обучения. К
в конце книги вы должны уметь писать на ML большинство программ.
и подпрограммы, которые вам понадобятся.

Давайте рассмотрим некоторые преимущества ML, начнем с главного — запуск ML.
очень быстро.

Вот две программы, которые выполняют одно и то же. Первый в ML,
а второй — на БЕЙСИКЕ. Они действительно получают результаты с очень разной скоростью,
как вы увидите:

Машинный язык

169 1 160 0 153 0 128 153 0 129 153 130 153 0
131 200 208 241 96

ОСНОВНОЙ

5 ДЛЯ I = 1 ДО 1000: ПЕЧАТЬ «A» ;: СЛЕДУЮЩИЙ I

Обе эти программы печатают букву «А» 1000 раз.
на экране.Версия ML занимает 28 байт оперативной памяти (RAM).
Версия BASIC занимает 45 байт и занимает примерно в 30 раз больше времени для завершения.
работа. Если вы хотите увидеть, как быстро работает машинное обучение, вы можете НАПРАВЛЯТЬ эти
числа где-нибудь в ОЗУ и запустите программу ML с SYS (компьютеры Commodore)
или USR (Atari) или CALL (Apple). И в BASIC, и в ML многие инструкции
с последующим аргументом. Инструкции SYS и CALL имеют номера в качестве своих
аргументы. В этих случаях инструкция будет переключать управление
компьютер по адресу, указанному в качестве аргумента.Был бы ML
программа ждет там. Чтобы было легче увидеть скорость этой программы машинного обучения, мы
загрузить его в память, еще ничего не зная об этом.

Дизассемблирование похоже на СПИСОК БЕЙСИК-программы. Ты
может передать начальный адрес ML-программы дизассемблеру, и он
преобразовать числа в памяти компьютера в читаемую серию
Инструкции ML. См. Приложение D для дизассемблера, который вы можете использовать для изучения
и изучайте программы ML.

Вот как выглядит версия ПЭТ / МУП, когда в ней
переведено дизассемблером:

А Разборка

Программа I-I.Разборка.

., 0360 A9 01 LDA # $ 01
., 0362 A0 00 LDY # $ 00
., 0364 99 00 80 STA $ 8000, Y
., 0367 99 00 81 STA $ 8100, Y
., 036A 99 00 82 STA $ 8200, Y
., 036D 99 00 83 STA $ 8300, Y
., 0370 C8 INY
., 0371 D0 F1 BNE $ 0364
., 0373 60 RTS
.

Следующие БАЗОВЫЕ программы (называемые загрузчиками) ВЫПОЛНИТЕ
Инструкции ML (и их аргументы) в память для вас:

Программа 1-2.Версия ПЭТ.

1 REM PET VERSION
800 FOR AD = 864TO883: READ DA: POKE AD
, DA: NEXT AD
810 PRINT «SYS 864 TO ACTIVATE»
820 DATA 169,01,160,0,153,0
830 DATA128,153,0,129,153 , 0
840 ДАННЫЕ130,153,0,131,200,208
850 ДАННЫЕ241,96

Программа 1-3. Версия VIC.

1 REM VIC VERSION
800 FOR AD = 864TO885: READDA: POKEAD, D
A: NEXTAD
805 PRINT «SYS 864 TO ACTIVATE»
810 DATA 160, 0, 169, 1, 153, 0
820 DATA 30 , 153, 0, 31, 169, 6
830 ДАННЫЕ 153, 0, 150, 153, 0, 151
840 ДАННЫЕ 200, 208, 237, 96

Программа 1-4. 64 Версия.
В новой модели 64 перед запуском необходимо установить регистры цвета.
эту программу, чтобы увидеть эффект на полном экране.

1 REM COMMODORE 64 ВЕРСИЯ
800 ДЛЯ AD = 40000TO40019: READDA: POKE
AD, DA: NEXTAD
805 PRINT «SYS 40000 TO ACTIVATE»
810 DATA169,1,160,0,153,0
820 DATA4,153,0, 5,153,0
830 ДАННЫЕ 6,153,0,7,200,208
840 ДАННЫЕ 241,96

Программа 1-5. Версия Apple.

100 ДЛЯ I = 770 ДО 789: ПРОЧИТАЙТЕ A: POKE I, A: NE
XT
110 ПЕЧАТЬ «ЗВОНИТЕ 770 ДЛЯ АКТИВАЦИИ»
120 ДАННЫХ 169,129,162,0,157,0,4,157,0,5,157,0
, 6,157 , 0,7,202,208,241,96

Программа 1-6.Версия Atari.

100 ДЛЯ I = 1536 ДО 1561: ПРОЧИТАЙТЕ A: POKE I, A: NEXT I
110 ПЕЧАТЬ «A = USR (1536) ДЛЯ АКТИВАЦИИ»
120 ДАННЫХ 165,88,133,0,165,89,133,1,169
130 ДАННЫХ 33,162 , 4,160,0,145,0,200,208,251,230
140 ДАННЫЕ 1,202,208,244,104,96

После запуска этой программы введите SYS, USR или CALL.
в соответствии с инструкциями, и экран мгновенно заполнится. С этого момента, когда мы упоминаем
SYS, владельцы Atari должны мысленно заменить USR, а владельцы Apple —
думаю ЗВОНИТЕ.

BASIC — это универсальная символическая инструкция для начинающих.
Код. Поскольку он универсален, он не может быть идеальным кодом для какой-либо конкретной
работа. Тот факт, что ML обращается непосредственно к машине, на машинном языке,
делает его более эффективным языком. Это потому, что как бы умно
Программа BASIC написана, для ее завершения потребуется дополнительное время.
работа.

Например, PRINT включает в себя BASIC в серии операций.
чего избегает ML. BASIC должен задать ряд вопросов и ответить на них.Где
расположен текст, который нужно ПЕЧАТЬ? Это переменная? Где переменная
расположен? Как долго это? Затем он должен найти правильное место на экране.
разместить текст. Однако, как мы обнаружим, ML не требует охоты.
для строковой переменной. И адреса экрана не требуют сложного
серия поисков в программе машинного обучения. Каждая из этих и других задач медленная.
BASIC не работает, потому что он должен служить многим общим целям. Экран заполняется
медленно, потому что BASIC должен принимать гораздо больше решений относительно каждого действия, которое он
попыток, чем ML.

Вставка ML для скорости

Второе преимущество, которое вы получаете от изучения машинного обучения, заключается в том, что ваше понимание
вычислений будет намного больше. На абстрактном уровне вы будете далеко
более осведомлены о том, как работают компьютеры. На практическом уровне вы будете
возможность выбора между BASIC или ML, в зависимости от того, что лучше всего подходит для данной цели.
Этот выбор между двумя языками обеспечивает большую гибкость и позволяет
ряд задач, которые нужно запрограммировать, которые неуклюжи или даже невозможны в
БАЗОВЫЙ.Многие из ваших любимых программ BASIC выиграют от небольшого
Подпрограмма ML, «вставленная» в BASIC с помощью SYS, USR или CALL, чтобы заменить
часто используемый, но медленный цикл или подпрограмма. Большие сортировочные задачи, плавная анимация,
и многие игры аркадного типа должны включать машинное обучение.

BASIC Vs. Машинный язык

Сам BASIC состоит из множества программ машинного обучения, хранящихся в папке Read вашего компьютера.
Только память (ROM) или иногда загружается в RAM с диска. BASIC — это группа
специальных слов, таких как STOP или RUN, каждое из которых означает группу
Инструкции ML.Один такой кластер может находиться в ПЗУ (неизменяемой памяти) просто
жду, когда вы наберете СПИСОК. Если вы введете это слово, компьютер включится.
контроль над подпрограммой машинного обучения, которая выполняет листинг программы. В
Программист BASIC понимает и использует эти BASIC-слова для создания программы.
Вы передаете инструкции компьютеру, полагаясь на удобство использования
ко всем этим предварительно упакованным подпрограммам ML по их именам BASIC. Компьютер,
однако всегда следует серии инструкций ML. Вы не можете честно
скажите, что вы действительно разбираетесь в вычислениях, пока не поймете
язык: машинный язык.

Еще одна причина изучить ML — это то, что пользовательское программирование
тогда возможно. Компьютеры поставляются с дисковой операционной системой (DOS) и BASIC.
(или другие языки «более высокого уровня»). Через некоторое время вы, вероятно, найдете
что вы ограничены правилами или командами, доступными на этих языках.
Вы захотите добавить к ним, чтобы настроить их. Понимание ML — это
необходимо, если вы хотите добавить новые слова в BASIC, чтобы изменить текстовый процессор
(который был написан на ML), или чтобы персонализировать ваш компьютер — заставить его вести себя
именно так, как вы этого хотите.

Сильные стороны BASIC

Конечно, у BASIC есть свои преимущества, и во многих случаях ему следует отдавать предпочтение.
над ML. BASIC легче анализировать, особенно потому, что он часто включает
Операторы REM, раскрывающие функции частей программы. РЗМ также
облегчить изменение BASIC. Это могло бы сделать его предпочтительным языком, если
программа часто должна быть частично переписана или обновлена, чтобы соответствовать
меняющиеся условия. Например, программа, которая рассчитывает заработную плату, может
хорошо иметь в начале ряд операторов данных, которые содержат
налоговые ставки.Операторы BASIC DATA можно легко изменить так, чтобы программа
будет отражать текущие ставки. Если программа расчета заработной платы выполняется достаточно быстро в
BASIC, переводить его на ML нет смысла.

BASIC также проще отлаживать (чтобы получить все проблемы
прогладил так что работает как надо). В главе 3 мы рассмотрим некоторые
Методы отладки ML, которые работают довольно хорошо, но BASIC проще
из двух языков исправить. Во-первых, BASIC часто просто выходит
и сообщит вам о ваших ошибках программирования, распечатав сообщения об ошибках на
экран.

Вопреки распространенному мнению, ML не обязательно
процесс сохранения памяти. ML может использовать примерно столько же памяти, сколько и BASIC, когда
выполняя ту же задачу. Короткие программы могут быть несколько более компактными
в ML, но более длинные программы обычно быстро расходуют байты на обоих языках.
Тем не менее, беспокойство об использовании памяти компьютера быстро исчезает.
и менее важно. Через несколько лет у программистов, вероятно, будет больше памяти.
свободного места, чем им когда-либо понадобится. В любом случае талант к сохранению
байты, как и умение ловить дикие животные, скорее всего, станут жертвой технологий.Это всегда будет навык, но кажется, что это не будет повседневным
необходимость.

Итак, какой язык лучше? Они оба лучшие, но
для разных целей. Многие программисты, изучив ML, обнаруживают, что
продолжить конструирование программ на БЕЙСИКЕ, а затем добавить модули машинного обучения, где скорость
это важно. Но, возможно, лучшая причина для изучения ML заключается в том, что
это увлекательно и весело.

Вернуться к содержанию
| Предыдущая глава
| Следующая глава

Что такое машинный код (машинный язык)?

К

Машинный код, также известный как машинный язык, является основным языком компьютеров. Он считывается центральным процессором (ЦП) компьютера, состоит из цифровых двоичных чисел и выглядит как очень длинная последовательность нулей и единиц. В конечном итоге исходный код каждого удобочитаемого языка программирования должен быть переведен на машинный язык компилятором или интерпретатором, потому что

двоичный
код — единственный язык, который может понять компьютерное оборудование.

Каждый ЦП имеет свой собственный машинный язык. Процессор читает и обрабатывает инструкции, которые говорят ЦП выполнить простую задачу.Инструкции состоят из определенного количества бит. Если инструкции для конкретного процессора состоят из 8 бит, например, первые 4 бита (код операции) говорят компьютеру, что делать, а вторые 4 бита (операнд) говорят компьютеру, какие данные использовать.

01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100001

В зависимости от процессора, наборы команд компьютера могут быть одинаковой длины или могут различаться в зависимости от конкретной инструкции. Архитектура конкретного процессора определяет, как формируются инструкции.Выполнение инструкций контролируется встроенным ПО или внутренней проводкой ЦП.

Программисты редко, если вообще когда-либо, имеют дело непосредственно с машинным кодом. Если разработчики отлаживают программу на низком уровне, они могут использовать распечатку, которая показывает программу в форме машинного кода. Распечатка, которая называется дампом, очень сложна и для работы с ней используется инструмент, называемый дампом. Служебные программы, используемые для создания дампов, часто представляют четыре бита в одном шестнадцатеричном формате, чтобы упростить чтение машинного кода и содержать другую информацию о работе компьютера, такую ​​как адрес инструкции, которая выполнялась во время создания дампа. .

Последнее обновление было выполнено в феврале 2018 г.

Продолжить чтение о машинном коде (машинный язык)

машинных языков, языков ассемблера и языков высокого уровня

Программисты пишут инструкции на разных языках программирования, некоторые из которых напрямую понимаются компьютером, а другие требуют промежуточных этапов перевода. Сегодня используются сотни компьютерных языков. Их можно разделить на три основных типа:

1. Машинные языки
2. Языки ассемблера
3. Языки высокого уровня

Машинные языки

Любой компьютер может напрямую понимать только свой собственный машинный язык — «естественный язык» компьютера, который определяется конструкцией его аппаратного обеспечения. Машинные языки обычно состоят из цепочек чисел (в конечном итоге сокращенных до единиц и нулей), которые инструктируют компьютеры выполнять свои самые элементарные операции по одной за раз.Машинные языки зависят от машины (т.е. любой заданный машинный язык может использоваться только на одном типе компьютеров). Такие языки громоздки для людей, как показано в следующем разделе ранней программы на машинном языке, которая добавляет сверхурочную оплату к базовой оплате и сохраняет результат в виде заработной платы брутто:

+1300042774
+1400593419
+1200274027
 

Языки ассемблера

Программирование на машинном языке было слишком медленным и утомительным для большинства программистов. Вместо того, чтобы использовать строки чисел, которые компьютеры могли бы понимать напрямую, программисты начали использовать английские сокращения для обозначения элементарных машинных операций. Эти сокращения легли в основу языков ассемблера. Программы-переводчики, называемые ассемблерами, были разработаны для преобразования ранних программ на ассемблере в машинный язык со скоростью компьютера. Следующий раздел программы на языке ассемблера также добавляет сверхурочную оплату к базовой оплате и сохраняет результат в виде заработной платы брутто:

загрузить basepay
добавить переплату
магазин Grosspay
 

Хотя такой код более понятен для людей, он непонятен для компьютеров, пока не будет переведен на машинный язык.

Языки высокого уровня

Использование компьютеров быстро увеличилось с появлением языков ассемблера, но программистам все еще приходилось использовать множество инструкций для выполнения даже самых простых задач. Чтобы ускорить процесс программирования, были разработаны языки высокого уровня, на которых можно было написать отдельные операторы для выполнения важных задач. Программы-переводчики, называемые компиляторами, преобразуют программы на языке высокого уровня в машинный язык. Языки высокого уровня позволяют программистам писать инструкции, которые выглядят почти как повседневный английский и содержат обычно используемые математические обозначения.Программа расчета заработной платы, написанная на языке высокого уровня, может содержать такой оператор, как

GrossPay = basePay + OverTimePay
 

С точки зрения программиста, очевидно, что языки высокого уровня предпочтительнее машинных языков и языков ассемблера. Языки Microsoft Visual Studio (например, Visual C #, Visual C ++ и Visual Basic) и другие языки, такие как C, C ++ и Java, относятся к числу наиболее широко используемых языков программирования высокого уровня. На рис. 1.1 сравниваются машинные языки, языки сборки и языки высокого уровня.

Рисунок 1.1. Сравнение машинных, ассемблерных и высокоуровневых языков.

Процесс компиляции программы на высокоуровневом языке в машинный язык может занять у компьютера значительное количество времени. Программы-переводчики были разработаны для непосредственного выполнения программ на языках высокого уровня, хотя и намного медленнее. Интерпретаторы популярны в средах разработки программ, в которых добавляются новые функции и исправляются ошибки. После того, как программа полностью разработана, можно создать скомпилированную версию для наиболее эффективной работы.Переводчики также популярны в так называемых языках сценариев в Интернете. Мы изучим разработку веб-приложений в главах 1922.

Разница между машинным языком и языком ассемблера

Разница между машинным языком и языком ассемблера

Машинный язык — это язык программирования низкого уровня. Машинный язык может быть представлен только нулями и единицами.Раньше, когда нам приходилось создавать изображение или отображать данные на экране компьютера, было очень сложно рисовать, используя только двоичные цифры (нули и единицы). Например: чтобы написать 120 в компьютерной системе, это будет 1111000. Так что это очень сложно выучить. Чтобы решить эту проблему, был изобретен ассемблер.

Ассемблер — это язык более низкого уровня и язык более низкого уровня, поэтому он является промежуточным языком. В языках ассемблера вместо нулей и единиц используются числа, символы и сокращения.Например: для сложения, вычитания и умножения используются такие символы, как «Добавить», «sub», «Mul» и т. Д.

Ниже приведена таблица различий между машинным языком и языком ассемблера:

Машинный язык	Язык ассемблера
Машинный язык понимается только компьютерами.	Ассемблер понимают только люди, а не компьютеры.
На машинном языке данные представлены только в двоичном формате (нули и единицы), в шестнадцатеричном и восьмеричном формате.	На языке ассемблера данные могут быть представлены с помощью мнемоник, таких как Mov, Add, Sub, End и т. Д.
Машинный язык очень труден для понимания людьми.	Язык ассемблера легче понять человеку по сравнению с машинным языком.
Изменения и исправление ошибок нельзя выполнить на машинном языке.	Изменения и исправление ошибок могут быть выполнены на языке ассемблера.
Машинный язык очень трудно запомнить, поэтому выучить машинный язык невозможно.	Легко запомнить язык ассемблера, так как используются некоторые алфавиты и мнемоника.
Машинный язык выполняет быстро, потому что все данные уже представлены в двоичном формате.	Выполнение медленное по сравнению с машинным языком.
Переводчик не нужен. Машинно-понятная форма — машинный язык.	Ассемблер используется как переводчик для преобразования мнемоники в машинно-понятную форму.
Машинный язык зависит от оборудования.	Язык ассемблера зависит от машины и не является переносимым.

Что такое машинный язык? — Центр компьютерных наук

Из всех универсальных языков программирования машинный язык является самым базовым. Компьютеры неспособны понимать синтаксис любых систем связи, кроме аппаратно-зависимого машинного кода, который полностью состоит из числовых значений.

Выполнение машинного кода

Практически каждое семейство процессоров придерживается специально сконфигурированного набора инструкций, представленных машинным кодом. Каждый второстепенный рабочий компонент, обеспечивающий общее функционирование машины, продиктован уникальным расположением основных узлов. Каждая из основных информационных единиц, составляющих шаблоны, которые представляют действия машины, имеют двоичную природу, с одним или двумя значениями либо «1», либо «0».

Базовый набор команд всех конфигураций машинного кода присоединен к одинаково выровненным классам процессоров.Поскольку структурная конфигурация любого класса процессоров обычно соответствует его уникальному набору команд, модели процессоров, как правило, будут придерживаться того же набора команд машинного кода, что и их предшественники, из которых они были получены.

Однородность и разнообразие длины набора команд

Когда дело доходит до длины команд машинного кода, в разных наборах команд могут быть разные компоновки. Некоторые наборы инструкций машинного кода состоят из инструкций, которые имеют одинаковую длину друг с другом, а другие наборы инструкций кода состоят из инструкций различной длины.

Коэффициент длины команды любого набора машинных кодов обычно зависит от уникальной конструкции процессора; это обычно определяется введенной opstring.

Строка opstring, также называемая кодом операции, определяет точную операцию, которая будет совместно выполняться инструкциями машинного кода. Помимо самой операции, операционный код определяет точную категорию набора инструкций, которая будет определять длину содержащихся внутри инструкций.

Роль машинного кода и языков ассемблера в написании современных программ

В современной области написания основных программ принято писать большинство проектов на языках более продвинутого уровня, чем машинный код. Обычно более высокий языковой уровень, который современные программисты используют для создания программы, — это язык ассемблера. Языки ассемблера менее подробны для чтения, чем базовый машинный код.

После выполнения языка ассемблера могут использоваться компоновщики или компиляторы для преобразования собранного исходного кода в функциональную машинную форму.

Предел погрешности машинного кода

По своей природе машинный код в совокупности состоит из множества небольших отдельных числовых компонентов. Попытка успешно составить любую программу с помощью одного только машинного языка требует от программиста надежных вычислений числовых адресов. Из-за особенно большой погрешности очень редко любая программа может быть написана исключительно в машинном коде.

Заключение

Машинный язык — это, по сути, голый фундамент, на котором построены все программируемые исполнения.Хотя программистам, возможно, когда-то приходилось мириться с трудностями микроуправления огромной массой небольших числовых значений, составляющих инструкции машинного кода, современные технологии языка ассемблера значительно упростили этот процесс.