מחשבים - קוד מכונה וקוד הרכבה

ארכיטקטורת מחשבים היא המחקר של איך מחשבים עובדים ברמת החומרה. זה כרוך בחקר הבנייה הפנימית של מחשבים ולימוד האופן שבו חלקים השונים של המחשב מתקשרים זה עם זה.

תוכנת מחשב מורכבת מסדרת הוראות שאומרת למחשב כיצד לבצע משימות מסוימות.

מחשב מורכב מהתקני חומרה שונים המבצעים משימות ספציפיות. התקנים אלה מכונים ביחד "חומרה" של המחשב. החומרה היא המאפשרת למחשב לבצע משימות ספציפיות, כגון אחסון מידע, עיבוד מידע או ביצוע חישובים.

במאמר זה נלמד את היסודות של קוד מכונה, שפת תכנות ברמה נמוכה המשמשת לרוב לתכנות מחשבים ברמה בסיסית ביותר.

קוד מכונה הוא שפה בעלת מטרה מיוחדת שנועדה להתבצע ולהבין את החומרה.

זה בדרך כלל לא משמש לתכנת מחשבים בני יותר מכמה שנים.

עם זאת, ככל שקצב הטכנולוגיה ממשיך להאיץ, קוד המכונה רואה פריחה מחדש כשפת תכנות ברמה נמוכה עבור מחשבים מודרניים יותר.

מהו קוד מכונה?

קוד מכונה הוא תוצאה של קומפילציה של שפה ברמה גבוהה (כגון BASIC, C או Fortran) עד לטופס ברמה נמוכה באמצעות מהדר אוטומטי. המהדר לוקח כקלט קטעי קוד שמציינים מה המחשב צריך לעשות ומפיק כפלט קוד ברמה נמוכה שהמחשב יכול להבין.

קוד מכונה שונה משפה ברמה גבוהה יותר מכיוון שהוא קרוב יותר לרמת ההפשטה שבה המחשב מבצע בפועל תוכניות.

ארכיטקטורת מחשבים היא המחקר של איך מחשבים עובדים ברמת החומרה. זה כרוך בחקר הבנייה הפנימית של מחשבים ולימוד האופן שבו חלקים השונים של המחשב מתקשרים זה עם זה.

תוכנת מחשב מורכבת מסדרת הוראות שאומרת למחשב כיצד לבצע משימות מסוימות.

במאמר זה נלמד את היסודות של קוד מכונה, שפת תכנות ברמה נמוכה המשמשת לרוב לתכנות מחשבים ברמה בסיסית ביותר.

קוד מכונה הוא שפה בעלת מטרה מיוחדת שנועדה להתבצע ולהבין את החומרה.

זה בדרך כלל לא משמש לתכנת מחשבים בני יותר מכמה שנים.

עם זאת, ככל שקצב הטכנולוגיה ממשיך להאיץ, קוד המכונה רואה פריחה מחדש כשפת תכנות ברמה נמוכה עבור מחשבים מודרניים יותר.

מאיפה הגיע קוד המכונה?

קוד מכונה פותח לראשונה במהלך מלחמת העולם השנייה כדרך לגרום למחשבים לבצע חישובים מתמטיים מורכבים מהר יותר. ככל שהמחשבים השתכללו, הם הצליחו להחליף רבים מהחישובים המתמטיים המדויקים פחות ממושלם שנעשו על ידי בני אדם.

לדוגמה, לפני הופעת הבנקאות הממוחשבת, פקיד בנק אנושי היה צריך לבצע מספר שלבים מורכבים כדי להשלים עסקה. מערכת ממוחשבת יכולה לבצע את החישובים האלה הרבה יותר מהר, עם פחות סיכוי לטעות.

מהי שפת הרכבה?

שפת הרכבה היא "שפה ברמה גבוהה" הקרובה יותר לרמת ההפשטה שבה מחשבים מבצעים תוכניות בפועל.

במילים אחרות, שפת הרכבה היא שפת הרכבה. זוהי שפה ספציפית המיועדת לשימוש עם סוג מסוים של מחשב.

ספרי לימוד רבים של תכנות מחשבים יראו לכם כיצד לתכנת בשפת אסמבלינג כדרך להתמודד במהירות עם החומרה.

במקרים מסוימים, תוכנת מחשב תעבוד רק בשפת assembly. הסיבה לכך היא שהוא תוכנן לעבוד עם החומרה הספציפית של אותו מחשב.

בעת שימוש בשפת assembly, הוראות התוכנית מחולקות לפעולות בסיסיות ביותר (כגון חיבור, פעולות סיביות או פעולות ענף) המובנות למחשב.

שפת הרכבה בהשוואה לקוד מכונה

שפת ההרכבה קרובה יותר לרמת ההפשטה שבה מחשבים מבצעים תוכניות בפועל.

במילים אחרות, שפת ההרכבה קרובה יותר לשפת התוכנית עצמה ולא לקוד מכונה שקרוב יותר לרמת החומרה.

שפת Assembly גוזלת יותר זמן ללמידה כמתכנת, אך יכולה להוביל לקוד מתקדם יותר.

בעבודה עם שפת assembly, המתכנת לוקח שליטה מלאה על המחשב ומשתמש בהוראותיו לביצוע המשימות המתוכנתות.

למה להשתמש בשפת אסמבלינג?

שפת הרכבה שימושית כאשר אתה רוצה לעשות משהו שמחשב יכול לעשות, אבל אתה לא בהכרח רוצה להשתמש במחשב כדי לעשות זאת. דוגמה לכך היא עיצוב מעגל המשתמש רק ברכיבים אלקטרוניים סטנדרטיים (נגדים, קבלים וכדומה) שניתן לרכוש בכל חנות לחומרי בניין.

במקרה כזה, באמצעות הרכבה השפה תאפשר לך לתאר במדויק את הרכיבים האלקטרוניים שבהם אתה רוצה להשתמש, בערך באותו אופן שבו מהנדס יתאר את החלקים המשמשים במעגל.

יתרון נוסף של שפת assembly הוא שלעתים קרובות היא מהירה יותר מקוד מכונה. המשמעות היא שלוקח פחות זמן לבצע הוראות ולהפעיל תוכנית.

עם זאת, החיסרון העיקרי של שפת ההרכבה הוא שהיא קשה יותר לקריאה. קריאה והבנה של קוד שפת אסמבלי דורשת יותר מאמץ מכיוון שכל הוראה מחולקת לפעולות קטנות ובסיסיות יותר.