Il linguaggio macchina è un linguaggio di basso livello composto da numeri binari o bit che un computer può comprendere. È noto anche come codice macchina o codice oggetto ed è estremamente difficile da comprendere. L'unico linguaggio che il computer capisce è il linguaggio macchina. Tutti i programmi e i linguaggi di programmazione, come Swift e C++, producono o eseguono programmi in linguaggio macchina prima di essere eseguiti su un computer. Quando viene eseguita un'attività specifica, anche il processo più piccolo, il linguaggio macchina viene trasportato al processore del sistema. I computer sono in grado di comprendere solo dati binari poiché sono dispositivi digitali.
Nel computer, tutti i dati come video, programmi, immagini sono rappresentati in binario. La CPU elabora questo codice macchina o dati binari come input. Quindi, un'applicazione o un sistema operativo riceve l'output risultante dalla CPU e lo visualizza visivamente. Ad esempio, il codice ASCII 01000001 rappresenta la lettera 'A' nel linguaggio macchina, ma viene visualizzato sullo schermo come 'A'.
Un codice macchina diverso viene utilizzato da architetture di processori diverse; tuttavia, il codice macchina include 1 e 0. Ad esempio, rispetto al processore Intel x86 che contiene un'architettura CISC, un processore PowerPC necessita di un codice diverso, che contiene un'architettura RISC. Per la corretta architettura del processore, per eseguire correttamente un programma, un compilatore deve compilare codice sorgente di alto livello.
Per un programma o un'azione, l'esatto linguaggio macchina può variare a seconda del sistema operativo, che descrive il modo in cui un compilatore scrive un'azione in linguaggio macchina. Allo stesso modo, una fotografia contiene decine di migliaia di dati binari che determinano il colore di ciascun pixel.
I programmi per computer vengono creati in uno o più linguaggi di programmazione (ad esempio Java, C++ o Visual Basic). È necessario compilare il codice del programma attraverso il quale il computer può capirlo, poiché i linguaggi di programmazione utilizzati per creare programmi per computer non possono essere compresi direttamente dal computer. Quando il codice del programma viene compilato, viene convertito in
01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01010111 01101111 01110010 01101100 01100100
linguaggio macchina, in modo che il computer possa capirlo.
Esempi di linguaggio macchina
Il testo ' Ciao mondo ' verrebbe scritto in linguaggio macchina:
Di seguito è riportato un altro esempio di linguaggio macchina, che visualizzerà la lettera 'A' 1000 volte sullo schermo.
169 1 160 0 153 0 128 153 0 129 153 130 153 0 131 200 208 241 96
Esecuzione del codice macchina
Ogni famiglia di processori segue una serie di istruzioni specificamente programmate e queste istruzioni sono disposte dal codice macchina. Tutti i componenti minori azionabili, i componenti che compongono il funzionamento complessivo della macchina, sono determinati da una particolare disposizione delle unità di base. Tutte le unità informative fondamentali sono rappresentate in formato binario, che ha uno o due valori di '1' o '0'. Poiché ogni classe di processore richiede una configurazione strutturale che si adatta al suo set di istruzioni univoco, i set di istruzioni fondamentali di tutte le configurazioni del codice macchina sono collegati a classi di processori abbinate in modo simile.
Usi del linguaggio macchina
Gli usi comuni del linguaggio macchina sono discussi di seguito:
- Il linguaggio macchina è un linguaggio di basso livello che le macchine comprendono ma che gli esseri umani possono decifrare utilizzando un assemblatore.
- Un compilatore svolge un ruolo importante tra esseri umani e computer poiché converte il linguaggio macchina in un altro codice o linguaggio comprensibile dagli esseri umani.
- Il linguaggio assembly è dedicato alla comprensione del linguaggio macchina poiché ne è una copia.
Differenza tra linguaggio macchina e linguaggio assembly
Esistono varie differenze tra linguaggio macchina e linguaggio assembly. Di seguito è riportata una tabella che contiene tutte le differenze tra loro.
| Linguaggio macchina | Linguaggio assembly |
|---|---|
| Il linguaggio macchina è un linguaggio di programmazione di basso livello composto da numeri binari o bit che possono essere letti solo dalle macchine. È noto anche come codice macchina o codice oggetto, in cui le istruzioni vengono eseguite direttamente dalla CPU. | Il linguaggio assembly è un linguaggio riservato agli esseri umani che non è compreso dai computer. Di conseguenza, funge da collegamento tra linguaggi di programmazione di alto livello e linguaggi macchina, richiedendo l'utilizzo di un assemblatore per convertire le istruzioni in codice macchina o oggetto. |
| Il linguaggio macchina comprende cifre binarie (0 e 1), esadecimali e decimali ottali, che possono essere comprese solo dai computer e non possono essere decifrate dagli esseri umani. | Mnemonici come Mov, Add, Sub, End e altri costituiscono il linguaggio assembly, che le persone possono comprendere, utilizzare e applicare. |
| Nel linguaggio macchina non è possibile correggere errori e apportare modifiche e le caratteristiche dei linguaggi macchina variano di conseguenza. | Il linguaggio assembly dispone di set di istruzioni convenzionali, nonché della capacità di correggere errori e modificare programmi. |
| I linguaggi macchina dipendono dalla piattaforma e sono molto difficili da comprendere per gli esseri umani. | La sintassi dei linguaggi Assembly è simile alla lingua inglese; pertanto, è facile da capire per un essere umano. |
| Il linguaggio macchina non è possibile da apprendere poiché è difficile da memorizzare e funge solo da codice macchina. | Il linguaggio assembly è facile da memorizzare e viene utilizzato per applicazioni/dispositivi basati su microprocessore e sistemi in tempo reale. |
| Nel linguaggio macchina tutti i dati sono presenti in formato binario che ne rende veloce l'esecuzione. | Rispetto al linguaggio macchina, la velocità di esecuzione del linguaggio assembly è lenta. |
| Le sequenze di bit vengono utilizzate dal linguaggio Macchina per impartire comandi. Lo zero rappresenta lo stato spento o falso, mentre l'uno rappresenta lo stato acceso o vero. Dipende dalla CPU per la conversione del linguaggio di programmazione di alto livello in linguaggio macchina. | Invece di utilizzare sequenze grezze di bit, il linguaggio assembly utilizza nomi e simboli 'mnemonici'; pertanto, gli utenti non hanno bisogno di ricordare i codici operativi con il linguaggio assembly. Nei linguaggi assembly, gli esseri umani possono mappare il codice in codice macchina e i codici sono leggermente più leggibili |
| I linguaggi di programmazione di prima generazione sono linguaggi macchina, che non necessitano di traduttore. | La seconda generazione di linguaggi di programmazione sono i linguaggi assembly, che utilizzano l'assemblatore come traduttore per convertire i mnemonici in una forma comprensibile dalla macchina. |
| Il linguaggio macchina dipende dall'hardware e non consente modifiche. | Il linguaggio assembly non è portabile, dipende dalla macchina e può essere modificato facilmente. |
| Nella sintassi del linguaggio macchina ci sono più possibilità di errori. | Rispetto al linguaggio macchina, nel linguaggio assembly ci sono meno possibilità di errori di sintassi. |