Программирование в машинных кодах и ассемблере

Любая программа для ЭВМ - системная или приклад­ная — воспринимается (распознается) процессором толь­ко в том случае, если она состоит из специальных ко­манд, коды которых известны процессору определенного типа. Команды записаны в памяти компьютера в специ­альном формате. Каждая команда состоит из операционной и адресной частей. В первой из них находится позиционный двоичный код, определяющий требуемое от процессора действие (сложение, вычитание и т.д.). Во второй – адресной части команды, также в виде двоичного позиционного кода, находятся адреса данных (операндов), над которыми это действие необходи­мо выполнить, либо сами операнды. В вольном переводе на русский язык не­которую команду можно, например, интерпретировать так: сложить два числа, находящиеся в памяти по ад­ресам 100 и 120.

Разные типы ЭВМ имеют отличные друг от друга спосо­бы кодировки команд. Так, на персональных IВМ-совместимых компьютерах некоторая команда сложения в двоичном коде может иметь вид: 0000001111000011D или в шестнадцатиричном коде 03С3H . А на «древних» компью­терах типа М-220 команда сложения двух чисел могла выглядеть так:

001 00000001100100 00000001111000 00000001111011.

Поэтому программа в кодах компьютера (машинных кодах) является ма­шинно-зависимойи непереносимой,т.е. подготовленная для компьютера одного типа, она не сможет выполняться на других. Этот факт определяет основной недостаток про­граммирования в машинных кодах.

Вторым недостатком программирования в кодах явля­ется сильное дробление программы. Дело в том, что логи­чески команды процессора достаточно примитивны и обу­славливают выполнение простейших операций. Так, про­граммирование несложной формулы x=(a+b)(c+d) требо­вало задания серии команд типа:

- сложить а и b, промежуточный результат записать в ,

- сложить c и d, промежуточный результат записать в ,

- умножить на , результат записать в х.

При программировании в кодах ви­зуально каждая программа состояла из большого количе­ства команд-строк, похожих на приведенные выше двоич­ные коды. Это определяло третий недостаток программи­рования в кодах - затрудненную читаемость программы и, как следствие, сложность исправления (отладки) или доработки программы.

Однако программированию в кодах присущи и значи­тельные плюсы. Программист управляет всеми ресурсами компьютера, полностью контролирует текущее состояние ЭВМ, выбирает наиболее оптимальный код команды. Са­мые короткие по объему и наиболее быстрые по выполнению программы или их фрагменты разрабатываются и се­годня в кодах. Для облегчения наглядности программы в кодах разработаны специальные символические языки — ассемблеры. В них каждой команде компьютера сопостав­ляется определенный символьный код, являющийся со­кращением «родных» для человека слов. Специальная программа (она также называется ассемблером) переводит (транслирует)«непонятную» для компьютера (но более понятную для человека) символьную строку в коды ком­пьютера. Так, приведенные выше коды команд сложения на ассемблере могли выглядеть так: ADD АХ, BX (сло­жить числа из регистров АХ и ВХ и результат запомнить в АХ). При программировании на ассемблере программист мо­жет оперировать не с адресами памяти, в которых хра­нятся данные, а с их символическим представлением. На­пример, вначале ассемблеру специальной инструкцией со­общается, что по такому-то адресу хранится число, на­званное для программиста как . Далее программист не заду­мывается над тем, по какому адресу находится соответ­ствующее число, но просто использует его имя .

Ассемблер является машинно-зависимым языком про­граммирования, так как его инструкции соответствуют кодам команд компьютера. Поэтому ассемблерная програм­ма может выполняться только на тех ЭВМ, для которых она разрабатывалась. Кроме того, для работы на ассемб­лере требуется детальное знание особенностей конкретной ЭВМ.