Главная страница / 26. Эволюция и классификация языков прог...: 26.2. Низкоуровневые язык...

26.2. Низкоуровневые языки программирования

← 26.1. Что такое язык программирования? 26.3. Языки высокого уровня →

Машинные языки и машинно-ориентированные языки – это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Такие языки более удобны для человека.

При программировании на машинном языке программист может держать под своим контролем каждую команду и каждую ячейку памяти и использовать все возможности имеющихся в компьютере операций. Текст программы получается громоздкий, труднообозримый, программу трудно отлаживать, изменять и развивать. 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).

Язык ассемблера – это машинно-зависимый язык низкого уровня, в котором короткие мнемонические имена соответствуют отдельным машинным командам. Используется для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде.

Язык ассемблера позволяет программисту пользоваться текстовыми мнемоническими (т. е. легко запоминаемыми человеком) кодами, по своему усмотрению присваивать символические имена регистрам компьютера и памяти, а также задавать удобные для себя способы адресации. Кроме того, он позволяет использовать различные системы счисления (например, десятичную или шестнадцатеричную) для представления числовых констант, использовать в программе комментарии и др. Программы, написанные на языке ассемблера, требуют уже значительно меньшего объема памяти и времени выполнения. Знание программистом языка ассемблера и машинного кода дает ему понимание архитектуры машины.

Для того чтобы написать программу на языке ассемблера для конкретного компьютера, необходимо знать его архитектуру.

Самыми рутинными операциями при программировании в кодах были:

  • формирование кода команды;
  • вычисление физических адресов ячеек с данными;
  • вычисление смещений для команд условного и безусловного ветвлений.

Для первой проблемы было найдено следующее решение: для каждой машинной команды подбирались краткие мнемоники, отражающие ее суть. Например, для команды пересылки данных – MOV, для команды сложения – ADD и т.п. Такие мнемоники намного легче запомнить, чем двоичные, восьмеричные или шестнадцатеричные коды команды; кроме того, их не в пример легче читать, а это тоже немаловажно при отладке программы или ее изменении. Вторая и третья проблемы также были решены без особых усилий: вместо использования реальных адресов в тексте программы располагались символические метки, а программа, генерирующая машинный код, вычисляла фактическое расположение ячеек в оперативной памяти и поставляла его в код.

В качестве примера приведем программу на языке ассемблера для IBM PC. Программа вычисляет значение a = b + c для целых a, b и c.

  .MODEL SMALL Директива   .MODEL   задает механизм распределения памяти под данные и команды.
  .DATA   Директива   .DATA   определяет начало участка программы с данными.
b DW 5 Директивы   DW  задают типы переменных и их значения.
c
 DW
 3
a DW ?
  .CODE   Директива   .CODE   определяет начало участка программы с командами.
begin MOV AX,@DATA Команды   MOV   AX,@DATA   и   MOV     DS,AX записывают адрес сегмента данных в регистр   DS   (Data Segment)
  MOV DS,AX
  MOV AX,B Для вычисления a используются команды MOV  AX, B,  ADD  AX,C   и   MOV  A,AX.
  ADD AX,C
  MOV A,AX
  MOV AH,4CH  
  INT 21H  
  END begin В директиве   END   задана метка первой выполняемой инструкции программы - begin.

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

← 26.1. Что такое язык программирования? 26.3. Языки высокого уровня →