机器码、指令、汇编语⾔、⾼级语⾔

机器码、指令、汇编语⾔、⾼级语⾔

⼀、机器码

各种⽤⼆进制编码⽅式表⽰的指令，叫做机器指令码。最初，⼈们就⽤它编写程序，这就是机器语⾔。机器语⾔虽然能够被计算机接受和理解。⽤它编写的程序⼀经输⼊计算机，CPU直接读取运⾏，因此和其他语⾔编的程序相⽐，执⾏速度最快。但它和⼈类的语⾔差别巨⼤，不易被⼈类理解和记忆，导致⽤它编程容易出差错。
机器指令与CPU硬件紧密相关，所以不同种类的CPU所对应的机器指令也就不同。

⼆、指令

由于机器码是由0和1组成的⼆进制序列，可读性实在太差，于是⼈们发明了指令。
指令就是把机器码中特定的0和1序列，简化成对应的指令（⼀般为英⽂简写，如mov，inc等），可读性稍好。
由于不同的硬件平台，执⾏同⼀个操作，对应的机器码可能不同，所以不同的硬件平台的同⼀种指令（⽐如mov），对应的机器码序列也可能不同。
CPU能直接接受和理解指令。

三、指令集

不同的硬件平台，各⾃⽀持的指令，是有差别的。因此每个平台所⽀持的指令集合（类似于字典），称之为对应平台的指令集。
如常见的有：

x86 指令集：对应的是x86架构的平台
ARM指令集：对应的是ARM架构的平台

四、汇编语⾔

由于指令的可读性还是太差，于是⼈们⼜发明了汇编语⾔。
在汇编语⾔中：⽤助记符（Mnemonics）代替机器指令（对应指令集）的操作码，⽤地址符号（Symbo1）或标号（Labe1）代替指令或操作数的地址。
在不同的硬件平台，汇编语⾔对应着不同的机器语⾔指令集，通过汇编过程转换成机器指令。
由于计算机只能认识指令码，所以⽤汇编语⾔编写的程序还必须翻译成机器指令码，计算机才能识别和执⾏。

五、⾼级语⾔

为了使计算机⽤户编程序更容易些，后来就出现了各种⾼级计算机语⾔。
⾼级语⾔⽐机器语⾔、汇编语⾔更接近⼈类语⾔，当计算机执⾏⾼级语⾔编写的程序时，仍然需要把程序解释和编译成机器的指令码。完成这个过程的程序就叫做解释程序或编译程序。⾼级语⾔也不是直接翻译成机器指令，⽽是先翻译成汇编语⾔码，如下⾯说的C和C++。

六、 C、C++源程序执⾏过程

编译过程⼜可以分成两个阶段：编译和汇编。

编译过程：是读取程序源码（字符流），对之进⾏词法和语法的分析，将⾼级语⾔指令转换为功能等效的汇编代码。
汇编过程：实际上指把汇编语⾔代码翻译成⽬标机器指令的过程。

七、字节码

字节码是⼀种中间状态（中间码）的⼆进制代码（⽂件），它⽐机器码更抽象，需要编译器转译后才能成为机器码。
字节码主要为了让特定软件运⾏环境与硬件环境⽆关。
字节码的实现⽅式是通过编译器和虚拟机器。编译器将源码编译成字节码，特定平台上的虚拟机器将字节码转译为可以直接执⾏的指令。
字节码典型的应⽤为：Java bytecode。