コンピュータハードウェアは何を直接実行できますか?

コンピュータのハードウェアが直接実行できるのは「機械語」だけです。コンピュータは 0 と 1 のみを認識でき、すべての情報は 0 と 1 (つまりバイナリ) の形式でマシンに保存されます。マシン言語は、コンピュータが直接認識して実行できるバイナリ コードで表される一連の機械命令です。 . 、操作コードとオペランドの 2 つの部分で構成され、機械語は、コンピューターのハードウェア構造を通じてコン​​ピューター設計者によってコンピューターに与えられる操作機能です。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

コンピュータのハードウェアは「機械語」を直接実行することしかできません。

コンピュータは 0 と 1 のみを認識します。すべての情報は 0 と 1 (つまりバイナリ) の形式でマシンに保存され、使用される記憶単位はバイトです。

機械語命令はバイナリ コードであり、オペコードとオペランドの 2 つの部分で構成されます。

機械語は、コンピューターが直接認識して実行できるバイナリ コードで表される機械命令のセットです。コンピュータの設計者がコンピュータのハードウェア構造を通じてコン​​ピュータに与えた動作機能です。機械語は、柔軟性、直接実行、高速性という特徴を持っています。異なる種類のコンピュータの機械語には互換性がなく、ある種類のコンピュータの機械語命令に従ってコンパイルされたプログラムは、別の種類のコンピュータでは実行できません。

命令とは機械語の文であり、意味のあるバイナリコードの集合です命令の基本的な形式はオペレーションコードフィールドとアドレスコードフィールドなどですオペレーションコードは動作の性質を指定しますおよび命令の機能、アドレス コードはオペランドまたはオペランドのアドレスを示します。

機械語でプログラムを書くには、プログラマはまず使用するコンピュータの命令コードとその意味をすべて暗記する必要があります。ハンドプログラミングの場合、プログラマはストレージの割り当てや各命令とデータの入出力を自分で処理する必要があり、プログラミングプロセスの各ステップで使用されるワークユニットの状態も覚えておく必要があります。これはとても面倒な作業です。プログラムの作成にかかる時間は、実際の実行時間よりも数十倍、数百倍かかることがよくあります。さらに、コンパイルされたプログラムはすべて 0 と 1 の命令コードであるため、直感的ではなく、エラーが発生しやすくなります。コンピューターメーカーの専門家を除いて、大多数のプログラマーはもはや機械語を学んでいません。

#一般的な状況と機械語の主な欠点

一般的な状況

1. たくさんあります。些細な詳細がプログラマーの制約となり、創造的な作業に従事したり、自分にとってより重要なタスクを実行したりするための時間とエネルギーを増やすことができなくなります。プログラムの正確性と効率性の確保など。

2. プログラマはプログラミング全体をコントロールするだけでなく、実装の細部に至るまで隅々まで深く掘り下げる必要があり、たとえ優れた知性を持ったプログラマであっても、どこか一つを見落としたり、ミスをしたりすることが多く、彼らが書くプログラムは信頼性が高く、パフォーマンスが低く、開発サイクルが長い。

3. 機械語でのプログラミングの考え方や表現は人々の習慣とは大きく異なるため、長期にわたる専門的な訓練を受けたプログラマーのみが能力を発揮できるため、プログラミングは重要度が高くなります。

4. 記述された形式はすべて「秘密」コードであるため、可読性が低く、コミュニケーションや協力には不便です。

5. 特定のコンピューターに大きく依存しているため、移植性と再利用性が低くなります。

弱い汎用性

各コンピュータ会社が設計・製造するコンピュータは、命令の数や機能、命令形式、アドレス指定方法、データ形式などが異なります。 if 四則演算命令や転送命令など、よく使われる基本命令も一部異なります。したがって、各種コンピュータの高級言語は基本的には同じですが、機械語にコンパイルされた後の高級言語プログラム間の差異も非常に大きくなります。したがって、機械語で表現されたプログラムを他の機械に移植することはほぼ不可能です。コンピュータの発展過程から、コンピュータを構成する基本的なハードウェアの急速な発展により、コンピュータの更新が非常に早く、ソフトウェアがどのようにそれに追いつくことができるかという問題が生じていることがわかります。ご存知のとおり、新しいマシンが発売され、使用するために提供されるとき、ユーザーに提供できるのは少量のシステム ソフトウェア (オペレーティング システムなど) だけですが、大量のソフトウェア、特にアプリケーションは常に強化されています。そのかなりの部分は、ユーザーがマシンを使用する際に継続的に生成されます。これは、サードパーティによって提供されるいわゆるソフトウェアです。

新しいマシンの発売とオリジナルのアプリケーションの継続使用との間の矛盾を軽減するために、1964 年の IBM360 コンピューターの設計時に採用されたシリーズ マシンのアイデアにより、この問題はより適切に解決されました。以降、各コンピュータ会社が製造する同じシリーズのコンピュータでは、ハードウェアの実装方法は異なる場合がありますが、命令体系、データ形式、入出力方式などは同じであるため、ソフトウェアは完全に互換性があります。これに基づいて、互換性のあるコンピュータが製造されました))。このシリーズのコンピュータの新しいモデルやハイエンド製品を開発する場合、命令システムは大幅に拡張できますが、ソフトウェアの上位互換性を維持するために、元の命令はすべて保持されます。古いモデルでは動作しません。ソフトウェアへのユーザーの投資を保護するために、それよりも高度な新しいマシンで実行できるように変更を加えることができます。

さらに関連する知識については、FAQ 列をご覧ください。

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