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In che modo le istruzioni che le persone scrivono per i computer trascrivono in forma binaria?

Il viaggio dalle istruzioni leggibili dall'uomo (come un programma C ++ o uno script Python) al codice binario eseguito da un computer è un processo a più fasi:

1. Codice sorgente: Questo è il codice scritto da un programmatore in un linguaggio di programmazione di alto livello (come Python, Java, C ++, ecc.). Questo codice è basato sul testo e utilizza comandi e sintassi leggibili dall'uomo.

2. Compilation (o interpretazione): Questo è il passaggio cruciale in cui il codice leggibile dall'uomo viene tradotto in codice comprensibile della macchina. Ci sono due approcci principali:

* Compilation: Un compilatore prende l'intero codice sorgente e lo traduce in un set completo di istruzioni della macchina (codice oggetto) tutto in una volta. Questo codice oggetto viene quindi spesso collegato con altro codice oggetto (come librerie) per creare un file eseguibile. Questo eseguibile è essenzialmente una sequenza di istruzioni binarie. Lingue come C ++ e Java (prima del passaggio JVM) in genere usano i compilatori.

* Interpretazione: Un interprete traduce ed esegue la riga di codice sorgente per riga, senza creare un file eseguibile separato. Lingue come Python e JavaScript usano gli interpreti. Sebbene non producano direttamente codice binario allo stesso modo di un compilatore, l'interprete stesso è un programma scritto in un linguaggio compilato e alla fine si basa su istruzioni binarie da eseguire. Il codice interpretato è ancora eseguito usando istruzioni binarie, ma la traduzione viene eseguita in modo dinamico, una riga alla volta.

3. Lingua dell'Assemblea (a volte): In alcuni casi, un compilatore potrebbe generare un linguaggio assembly come fase intermedia. Il linguaggio dell'assembly è un linguaggio di programmazione di basso livello che utilizza mnemonics (brevi abbreviazioni) per rappresentare le istruzioni della macchina. Un assemblatore quindi traduce questo codice di assemblaggio in codice macchina (binario). Questo passaggio è spesso nascosto dal programmatore.

4. Codice macchina (binario): Questa è la fase finale. Il codice macchina è costituito da una sequenza di cifre binarie (0s e 1s). Ogni istruzione è rappresentata da un modello binario unico che la CPU può comprendere direttamente ed eseguire. Questo codice binario rappresenta cose come:

* Opcodes: Istruzioni che dicono alla CPU quale operazione eseguono (ad esempio, aggiunta, sottrazione, accesso alla memoria).

* OPERANDS: Dati o indirizzi di memoria su cui l'istruzione opera.

Esempio (semplificato):

Diciamo che una semplice istruzione in un linguaggio di alto livello è `x =y + 5;`. Dopo la compilazione, questo potrebbe tradurre (molto approssimativamente e a seconda dell'architettura) in qualcosa di simile in binario (questa è un'illustrazione altamente semplificata e le istruzioni binarie reali sono molto più complesse):

* Carica il valore di `y` in un registro: `0001 1010 0000 0010` (ipotetica istruzione binaria)

* Aggiungi 5 al registro: `0010 0101 0000 0101` (ipotetica istruzione binaria)

* Memorizza il risultato nella posizione della memoria di `x`: `0011 1100 0000 0011` (ipotetica istruzione binaria)

La rappresentazione binaria specifica dipende interamente dall'architettura della CPU (X86, ARM, ecc.) E al compilatore/Interprete utilizzato. Il processo è complesso, ma l'idea principale è che le istruzioni di alto livello sono suddivise in una sequenza di semplici istruzioni binarie che la CPU può comprendere direttamente ed eseguire.

 

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