バイナリ順で書かれたプログラムを何といいますか?

バイナリシーケンスで書かれたプログラムは「機械語プログラム」と呼ばれ、コンピュータが直接認識して実行できる唯一の低水準言語であり、機械語はバイナリコードで直接表現されたコンピュータ言語です。命令は 0 と 1 です。64 個の 0 と 1 のコード列は、さまざまな順列や組み合わせに形成され、ワイヤを通じて電気信号に変換され、コンピュータがさまざまな操作を実行できるようになります。

このチュートリアルの動作環境: Windows 10 システム、DELL G3 コンピューター。

バイナリ シーケンスで書かれたプログラムは何と呼ばれますか?

バイナリ シーケンスで書かれたプログラムは機械語プログラムと呼ばれ、コンピュータが使用できる唯一の低水準言語です。直接認識して実行します。

機械語は、バイナリ コード命令で直接表現されたコンピュータ言語です。命令は、0 と 1 から構成されるコードの列であり、一定の桁数を持ち、いくつかのセグメントに分かれています。各セグメントのエンコーディングはさまざまな意味を表します。たとえば、あるコンピュータの語長は 64 ビット (bit)、つまり命令やその他の情報を構成する 2 進数が 64 個あります。 64 個の 0 と 1 をさまざまな順列や組み合わせに形成し、ワイヤを通じて電気信号に変換することで、コンピュータがさまざまな演算を実行できるようになります。

マシン語とは、コンピュータ ハードウェアが直接認識できる命令の集合を指し、最も初期のコンピュータ言語です。機械語はハードウェア装置に従属します。コンピューターデバイスごとに異なる機械語が搭載されているため、機械語は機械指向の言語です。

コンピュータ命令システムにおける命令は、「0」と「1」の2つの記号で構成され、機械が直接理解して実行できるコードであり、機械命令と呼ばれます。コンピュータの機械語命令のセットは、コンピュータの機械語、つまりコンピュータが直接受け入れて理解できる言語を構成します。

機械語の簡単な紹介

プログラミング言語は、コンピューター プログラムを定義し、コンピューターに命令を発行するために使用される形式言語です。コンピューター言語には数多くの言語が存在し、毎年多数の新しいプログラミング言語が作成されています。プログラミング言語はレベルに応じて、機械語、アセンブリ言語、高級言語の 3 つのカテゴリに分類できます。機械語は、機械によって直接実行できる一連の機械命令で構成されます。機械語で書かれたプログラムには、読みにくく覚えにくいという問題があります。アセンブリ言語は基本的にハードウェア上で直接動作する言語であり、ニーモニックを使用するため、機械語に比べて書き込みや読み取りが容易です。高級言語では、複数のアセンブラ ステートメントがより簡潔なプログラミング ステートメントにマージされ、同時にスタックやレジスタ割り当ての管理などの一部のタスクが自動的に完了するため、プログラマはプログラムを開発しやすくなります。

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。

命令フォーマット

機械語命令は、オペレーションコードとオペランドの2つの部分から構成されるバイナリコードです。オペコードは命令の動作を指定します。これは命令内のキーワードであり、デフォルトにすることはできません。オペランドは命令のオペランドを表します。 [2] コンピュータの命令形式は、マシンの語長、メモリ容量、命令機能と大きな関係があります。プログラムの設計を容易にし、基本演算の並列性を高め、命令の機能を向上させるという観点から、命令にはさまざまな情報を含める必要があります。ただし、一部の命令では情報の一部が無駄になるため、命令が占有する記憶領域が無駄になり、メモリアクセス数が増加し、実際に速度に影響を与える可能性があります。したがって、命令が十分な情報を与えるだけでなく、その長さがマシンのワード長と可能な限り一致し、記憶領域を節約し、値の時間を短縮できるように、命令フォーマットを合理的かつ科学的に設計する方法は次のとおりです。 、マシンのパフォーマンスを向上させることは、命令フォーマット設計における重要な問題です。

コンピュータは命令を実行することでさまざまなデータを処理します。データのソース、演算結果の宛先、および実行された演算を示すために、命令には次の情報が含まれている必要があります。

(1)オペレーションコード。操作の性質と機能を指定します。コンピューターには数十から数百の命令があり、各命令には対応するオペレーション コードがあり、コンピューターはオペレーション コードを認識することでさまざまな操作を完了します。

(2) オペランドのアドレス。 CPU は、このアドレスを通じて必要なオペランドを取得できます。

(3) 演算結果の格納アドレス。オペランドの処理結果は、再利用のためにこのアドレスに保存されます。

(4) 次の命令のアドレス。プログラムを実行する際、ほとんどの命令は主記憶から順番にフェッチされて実行されますが、転送命令が発生した場合にのみプログラムの実行順序が変わります。命令の長さを圧縮するために、プログラム カウンター (ProgramCounter、PC) を使用して命令アドレスを保存できます。命令が実行されるたびに、PC の命令アドレスは自動的に 1 に設定され (命令が 1 つのメイン メモリ ユニットのみを占有すると仮定して)、次に実行される命令のアドレスを示します。転送命令が発生すると、転送アドレスを使用して PC の内容が変更されます。 PC を使用するため、次に実行される命令のアドレスを命令内で明示的に指定する必要はありません。

命令には、実際にはオペレーションコードとアドレスコードという2種類の情報が含まれています。オペレーションコード (OperationCode、OP) は、命令によって完了する演算 (加算、減算、乗算、除算、データ転送など) を表すために使用され、その長さは命令システム内の命令の数に依存します。 。アドレスコードは命令のオペランドを記述するために使用され、オペランドを直接与えるか、オペランドのメモリアドレスやレジスタアドレス（つまりレジスタ名）を示します。

命令には、オペコード フィールドとアドレス フィールドの 2 つの部分が含まれています。アドレスフィールドに含まれるアドレスの数に応じて、一般的な命令フォーマットは次のようになります。

• 3 つのアドレス命令: 一般アドレス フィールドの A1 と A2 はそれぞれ最初と 2 番目のオペランド アドレスを決定し、A3 は結果アドレスを決定します。次の命令のアドレスは通常、プログラム カウンタによって順次与えられます。

• 2 つのアドレス命令: アドレス フィールドの A1 は最初のオペランド アドレスを決定し、A2 は 2 番目のオペランド アドレスと結果アドレスを同時に決定します。

• 単一アドレス命令: アドレス フィールドの A によって、最初のオペランドのアドレスが決まります。 2 番目のオペランドと演算結果を格納するための特定のレジスタの使用が修正されました。したがって、それらのアドレスは命令に暗黙的に含まれます。

• ゼロ アドレス命令: スタック コンピューターでは、通常、オペランドはプッシュダウン スタックの最上部にある 2 つのユニットに格納され、結果はスタックの最上部に配置されます。アドレスはすべて暗黙的であるため、ほとんどの命令にはオペコードのみがあり、アドレス フィールドはありません。

• 可変アドレス数命令: アドレスフィールドに含まれるアドレス数は動作定義によって変わります。たとえば、一部のコンピュータの命令内のアドレスの数は、最小で 0 個、最大で 6 個まであります。

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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