Введение. Когда был создан ассемблер(assembler) и машинный язык? История языка С

Язык программирования

Assembler - язык программирования низкого уровня, представляющий собой формат записи машинных команд, удобный для восприятия человеком.

Команды языка ассемблера один в один соответствуют командам процессора и, фактически, представляют собой удобную символьную форму записи (мнемокод) команд и их аргументов. Также язык ассемблера обеспечивает базовые программные абстракции: связывание частей программы и данных через метки с символьными именами и директивы.

Директивы ассемблера позволяют включать в программу блоки данных (описанные явно или считанные из файла); повторить определённый фрагмент указанное число раз; компилировать фрагмент по условию; задавать адрес исполнения фрагмента, менять значения меток в процессе компиляции; использовать макроопределения с параметрами и др.

Каждая модель процессора, в принципе, имеет свой набор команд и соответствующий ему язык (или диалект) ассемблера.

Достоинства и недостатки

минимальное количество избыточного кода (использование меньшего количества команд и обращений в память). Как следствие - большая скорость и меньший размер программы
большие объемы кода, большое число дополнительных мелких задач
плохая читабельность кода, трудность поддержки (отладка, добавление возможностей)
трудность реализации парадигм программирования и любых других сколько-нибудь сложных конвенций, сложность совместной разработки
меньшее количество доступных библиотек, их малая совместимость
непосредственный доступ к аппаратуре: портам ввода-вывода, особым регистрам процессора
возможность написания самомодифицирующегося кода (т.е. метапрограммирования, причем без необходимости программного интерпретатора)
максимальная «подгонка» для нужной платформы (использование специальных инструкций, технических особенностей «железа»)
непереносимость на другие платформы (кроме двоично совместимых).

Синтаксис

Общепринятого стандарта для синтаксиса языков ассемблера не существует. Однако, существуют стандарты де-факто - традиционные подходы, которых придерживаются большинство разработчиков языков ассемблера. Основными такими стандартами являются Intel-синтаксис и AT&T-синтаксис.

Общий формат записи инструкций одинаков для обоих стандартов:

`[метка:] опкод [операнды] [;комментарий]`

Опкод - непосредственно мнемоника инструкции процессору. К ней могут быть добавлены префиксы (повторения, изменения типа адресации и пр.). В качестве операндов могут выступать константы, названия регистров, адреса в оперативной памяти и пр.. Различия между стандартами Intel и AT&T касаются, в основном, порядка перечисления операндов и их синтаксиса при различных методах адресации.

Используемые мнемоники обычно одинаковы для всех процессоров одной архитектуры или семейства архитектур (среди широко известных — мнемоники процессоров и контроллеров Motorola, ARM, x86). Они описываются в спецификации процессоров.

Например, процессор Zilog Z80 наследовал систему команд Intel i8080, расширил ее и поменял мнемоники (и обозначения регистров) на свой лад. Например, сменил интеловские mov на ld . Процессоры Motorola Fireball наследовали систему команд Z80, несколько её урезав. Вместе с тем, Motorola официально вернулась к мнемоникам Intel. и в данный момент половина ассемблеров для Fireball работает с интеловскими мнемониками, а половина с мнемониками Zilog.

Директивы

Кроме инструкций, программа может содержать директивы: команды, не переводящиеся непосредственно в машинные инструкции, а управляющие работой компилятора. Набор и синтаксис их значительно разнятся и зависят не от аппаратной платформы, а от используемого компилятора (порождая диалекты языков в пределах одного семейства архитектур). В качестве набора директив можно выделить:

определение данных (констант и переменных)
управление организацией программы в памяти и параметрами выходного файла
задание режима работы компилятора
всевозможные абстракции (т.е. элементы языков высокого уровня) - от оформления процедур и функций (для упрощения реализации парадигмы процедурного программирования) до условных конструкций и циклов (для парадигмы структурного программирования)
макросы

Происхождение и критика термина «язык ассемблера»

Данный тип языков получил свое название от названия транслятора (компилятора) с этих языков - ассемблера (англ. assembler - сборщик). Название последнего обусловлено тем, что на первых компьютерах не существовало языков более высокого уровня, и единственной альтернативой созданию программ с помощью ассемблера было программирование непосредственно в кодах.

Язык ассемблера в русском языке часто называют «ассемблером» (а что-то связанное с ним - «ассемблерный»), что, согласно английскому переводу слова, неправильно, но вписывается в правила русского языка. Однако, сам ассемблер (программу) тоже называют просто «ассемблером», а не «компилятором языка ассемблера» и т. п.

Использование термина «язык ассемблера» также может вызвать ошибочное мнение о существовании единого языка низкого уровня, или хотя бы стандарта на такие языки. При именовании языка, на котором написана конкретная программа, желательно уточнять, для какой архитектуры она предназначена и на каком диалекте языка написана.

Элементы синтаксиса:

Примеры:

Hello, World!:

Пример для версий Intel x86 (IA32)

mov ax , cs mov ds , ax mov ah , 9 mov dx , offset Hello int 21h xor ax , ax int 21h Hello : db "Hello World !", 13, 10, "$"

Hello, World!:

Пример для версий Amiga

move . l #DOS move . l 4. w , a6 jsr - $0198(a6 ) ; OldOpenLibrary move . l d0 , a6 beq . s . Out move . l #HelloWorld , d1 A ) moveq #13, d2 jsr - $03AE (a6 ) ; WriteChars B ) jsr - $03B4 ; PutStr move . l a6 , a1 move . l 4. w , a6 jsr - $019E (a6 ) ; CloseLibrary . Out rts DOS dc . b "dos.library" , 0 HelloWorld dc . b "Hello World!" , $A , 0

Hello, World!:

Пример для версий AtariST

move . l #helloworld , - (A7 ) move #9, - (A7 ) trap #1 addq . l #6, A7 move #0, - (A7 ) trap #1 helloworld : dc . b "Hello World !", $0d , $0a , 0

Hello, World!:

Пример для версий Intel x86 (IA32)

NASM Linux , используется Intel синтаксис. Компиляция и линковка:

nasm –f elf –o hello.o hello.asm
ld -o hello hello.o

SECTION . data msg db "Hello , world !", 0xa len equ $ - msg SECTION . text global _start _start : ; Точка входа в программу mov eax , 4 ; "write" системный вызов mov ebx , 1 mov ecx , msg ; Указатель на данные mov edx , len ; Количество данных int 0x80 ; Вызов ядра mov eax , 1 ; "_exit" системный вызов mov ebx , 0 ; Возвращаем 0 (все хорошо) int 0x80 ; Вызов ядра

Hello, World!:

Пример для версий PDP-8

/ — комментарии.

/ Hello World на ассемблере для DEC PDP - 8 * 200 hello , cla cll tls / tls устанавливает флаг печати. tad charac / создает индексный регистр dca ir1 / для получения символов tad m6 / настроить счетчик для dca count / ввода символов. next , tad i ir1 / получить символ. jms type / его тип. isz count / сделать что нибудь еще? jmp next / нет, ввести другой символ hlt type , 0 / подпрограмма type tsf jmp . - 1 tls cla jmp i type charac , . / используется в качестве начального значения ir1 . 310 / H 305 / E 314 / L 314 / L 317 / O 254 / , 240 / 327 / W 317 / O 322 / R 314 / L 304 / D 241 / ! m6 , - 15 count , 0 ir1 = 10 $

Hello, World!:

Пример для версий PDP-11

Программа написана на макроассемблере MACRO-11 Для компиляции и запуска этой программы в ОС RT-11 командуем:

MACRO HELLO

ERRORS DETECTED: 0

LINK HELLO -- Линкуем. RUN HELLO -- Запускаем

TITLE HELLO WORLD ; Название . MCALL . TTYOUT ,. EXIT HELLO :: MOV #MSG , R1 ; Начальный адрес строки 1$: MOVB (R1 ) + , R0 ; Получаем следующий символ BEQ DONE ; Если ноль, выходим из цикла . TTYOUT ; Иначе печатаем символ BR 1$ ; Повтор цикла DONE : . EXIT MSG : . ASCIZ / Hello , world !/ ; Строка Hello , world ! . END HELLO ; Конец программы HELLO

Hello, World!:

Пример для версий System/360 , System/370

IBM System/360/370/390 Basic Assembler Language .

// EXEC ASSEMBLY START MAIN BALR 2 , 0 USING * , 2 OPEN PRINT MVC BUF , HW PUT PRINT CLOSE PRINT EOJ HW DC CL132 " HELLO WORLD " BUF DS CL132 PRINT DTFPR IOAREA1 = BUF , DEVADDR = SYSLST , BLKSIZE = 132 , * DEVICE = 3203 , CONTROL = YES , PRINTOV = YES END MAIN /* // EXEC LNKEDT // EXEC /* /&

Hello, World!:

Пример для версий Apple II

* HELLO WORLD FOR 6502 APPLE ][ * ******************************** STROUT EQU $DB3A LDY #> HELLO LDA #< HELLO JMP STROUT HELLO ASC "HELLO WORLD !", 00

Hello, World!:

Пример для версий PDP-10

CHTTYO — весь ввод/вывод осуществляется с помощью каналов ввода/вывода. Лучше всего сделать символические имена для тех каналов, которые вы используете, и начинать их с CH. Определите эти имена с помощью MIDAS оператора == .

CALL — это символическое обозначение для вызова системного вызова. Его формат: .CALL .

OPEN открывает канал ввода/вывода для использования. Требует два параметра — номер канала и имя устройства в SIXBIT.

LOSE %LSFIL — системный вызов, который печатает сообщение об ошибке ввода/вывода, если вдруг она произошла.

IOT — системный вызов, который фактически занимается вводом/выводом. В качестве параметра нужно указать канал и адрес, содержащий код символа для вывода. Например, “H представляет H .

TITLE PRINTHELLO A = 1 CHTTYO == 1 ; Канал для вывода. START : ; Открытие TTY канала. . CALL [ SETZ ? SIXBIT / OPEN / [. UAO , CHTTYO ] ? [ SIXBIT / TTY / ] ((SETZ ))] . LOSE %LSFIL . IOT CHTTYO ,[ "H ] ; Печать HELLO WORLD посимвольно. . IOT CHTTYO ,[ "E ] . IOT CHTTYO ,[ "L ] . IOT CHTTYO ,[ "L ] . IOT CHTTYO ,[ "O ] . IOT CHTTYO ,[ ^M ] ; Символ новой строки . IOT CHTTYO ,[ "W ] . IOT CHTTYO ,[ "O ] . IOT CHTTYO ,[ "R ] . IOT CHTTYO ,[ "L ] . IOT CHTTYO ,[ "D ] . VALUE ; Программка, остановись :) END START

Числа Фибоначчи:

Пример для версий MIPS32

Эмулятор MARS. Вывод консоли MARS:

The Fibonacci numbers are: 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 -- program is finished running --

Программа выводит 15 чисел Фибоначчи. Количество чисел можно изменить в секции.data.

Data space: .asciiz " " head : .asciiz "The Fibonacci numbers are:\n" fib: .word 0 : 15 size : .word 15 .text main: la $t0 , fib la $t5 , size lw $t5 , 0 ($t5 ) li $t2 , 1 add.d $f0 , $f2 , $f4 sw $t2 , 0 ($t0 ) sw $t2 , 4 ($t0 ) addi $t1 , $t5 , - 2 loop : lw $t3 , 0 ($t0 ) lw $t4 , 4 ($t0 ) add $t2 , $t3 , $t4 sw $t2 , 8 ($t0 ) addi $t0 , $t0 , 4 addi $t1 , $t1 , - 1 bgtz $t1 , loop la $a0 , fib move $a1 , $t5 jal print li $v0 , 10 syscall print : add $t0 , $zero , $a0 add $t1 , $zero , $a1 la $a0 , head li $v0 , 4 syscall out : lw $a0 , 0 ($t0 ) li $v0 , 1 syscall la $a0 , space li $v0 , 4 syscall addi li $v0 , 1 la $a0 , ($t2 ) syscall la $a0 , string1 li $v0 , 4 syscall mult $t1 , $t2 mflo $t1 li $v0 , 1 la $a0 , ($t1 ) syscall la $a0 , string2 li $v0 , 4 syscall addiu $t2 , $t2 , 1 beq $t2 , 16 , endloop j loop endloop: li $v0 , 10 syscall

Ассе́мблер (asm, assembler); от англ. assemble - собирать, монтировать) - язык программирования низкого уровня, вспомогательная программа в составе операционной системы для автоматического перевода исходной программы, подлежащей выполнению на компьютере, на машинный язык; вид транслятора . Понятия ассемблера отражают архитектуру электронно-вычислительной машины. Ассемблер - символьная форма записи машинного языка, использование которой упрощает написание машинных программ. Для одного и того же компьютера могут быть разработаны разные языки ассемблера. В отличие от языков высокого уровня, в котором проблемы реализации алгоритмов скрыты от разработчиков, язык ассемблера тесно связан с системой команд компьютера. Ассемблер обеспечивает доступ к регистрам, указание методов адресации и описание операций в терминах команд процессора. Он может содержать средства более высокого уровня: встроенные и определяемые макрокоманды, соответствующие нескольким машинным командам, автоматический выбор команды в зависимости от типов операндов, средства описания структур данных.

Особенности ассемблера

Ассемблером называют также компилятор с языка ассемблера в команды машинного языка. Другое название такого компилятора - мнемокод. Он предназначен для представления в удобном (мнемоническом) виде машинных кодов команд, обеспечивает эффективное использование ресурсов системы (процессор, память, периферия). Мнемокод используется в местах, где требуется быстродействие, ограничен по размер оперативной памяти. Ассемблером также называют иногда систему команд центрального процессора.

Под каждую архитектуру процессора и под каждую операционную систему существует свой ассемблер. Кросс-ассемблеры позволяют на машинах с одной архитектурой ассемблировать программы для другой архитектуры или другой операционной системы. Ассемблер обеспечивает доступ к регистрам, указание методов адресации и описание операций в терминах команд процессора. Ассемблер может содержать средства высокого уровня: встроенные и определяемые макрокоманды, соответствующие нескольким машинным командам, автоматический выбор команды в зависимости от типов операндов, средства описания структур данных.

Команды языка ассемблера соответствуют командам процессора и представляют собой символьную форму записи команд и аргументов. Язык ассемблер обеспечивает связывание частей программы и данныx через метки, выполняемое при ассемблировании (для каждой метки высчитывается адрес, после чего каждое вхождение метки заменяется на этот адрес). Поскольку системы команд микропроцессоров различаются, каждый процессор имеет свой набор команд на языке ассемблера и свои компиляторы-ассемблеры.

Обычно программы или участки кода пишутся на языке ассемблера в случаях, когда разработчику нужно оптимизировать быстродействие (при создании драйверов), размер кода. Большинство компиляторов позволяют комбинировать в одной программе, код написанный на разных языках программирования. Это позволяет писать сложные программы используя высокоуровневый язык, не теряя быстродействия в критических ко времени задачах, используя для них части написанные на языке ассемблера. Комбинирование достигается вставкой фрагментов на языке ассемблера в текст программы (специальными директивами языка) или написанием процедур на языке ассемблера. Этот способ используется для несложных преобразований данных, но он неприменим в полноценном ассемблерном коде с данными и подпрограммами с множеством входов и выходов, не поддерживаемых высокоуровневыми языками.

В таком случае используют модульную компиляцию, когда каждый файл программы компилируется в объектный модуль, которые затем линкуются (связываются) в готовую программу. Объектные файлы представляют собой блоки машинного кода и данных, с неопределенными адресами ссылок на данные и процедуры в других объектных модулях, а также список своих процедур и данных. Линкер собирает код и данные каждого объектного модуля в программу, вычисляет и заполняет адреса перекрестных ссылок между модулями. В процессе линковки происходит связывание программы со статическими и динамическими библиотеками (являющихся архивами объектных файлов).При модульной компиляции каждый объектный модуль программы может быть написан на своем языке программирования и скомпилирован своим компилятором (ассемблером).

Государственное Бюджетно-Образовательное Учреждение

Предмет : информатика

Реферат

Тема: История языков программирования.

Ассемблер.

Выполнил : ученик 8 класса,

средней школы №1467

Сорокин Николай

Руководитель : Цветкова Оксана Михайловна

Введение

С увеличением объёма вычислений появился первый счётный переносной инструмент – “Счёты”.

В начале 17 века возникла необходимость в сложных вычислениях. потребовались счётные устройства, способные выполнять большой объём вычислений с высокой точностью. В 1642 г. французский математик Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину – “Паскалину”.

В 1830 г. английский учёный Бэбидж предложил идею первой программируемой вычислительной машины (“аналитическая машина”). Она должна была приводиться в действие силой пара, а программы кодировались на перфокарты. Реализовать эту идею не удалось, так как было не возможно сделать некоторые детали машины.

Первый реализовал идею перфокарт Холлерит. Он изобрёл машину для обработки результатов переписи населения. В своей машине он впервые применил электричество для расчётов. В 1930 г. американский учёный Буш изобрел дифференциальный анализатор – первый в мире компьютер.

Большой толчок в развитии вычислительной техники дала вторая мировая война. Военным понадобился компьютер, которым стал “Марк-1” – первый в мире цифровой компьютер, изобретённый в 1944 г. профессором Айкнем. В нём использовалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. Размеры: 15 X 2,5 м., 750000 деталей. Могла перемножить два 23-х разрядных числа за 4 с.

В 1946 г. группой инженеров по заказу военного ведомства США был создан первый электронный компьютер – “Эниак”. Быстродействие: 5000 операций сложения и 300 операций умножения в секунду. Размеры: 30 м. в длину, объём – 85 м3., вес – 30 тонн. Использовалось 18000 эл. ламп.

Первая машина с хронимой программой – ”Эдсак” – была создана в 1949 г., а в 1951 г. создали машину “

Юнивак” – первый серийный компьютер с хронимой программой. В этой машине впервые была использована магнитная лента для записи и хранения информации

Для чего нужен язык программирования?

Компьютеpы появились очень давно в нашем миpе, но только в последнее вpемя их начали так усиленно использовать во многих отpаслях человеческой жизни. Ещё десять лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер - они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих обитателей дома.

Сама идея создания искусственного интеллекта появилась давным давно, но только в 20 столетии её начали приводить в исполнение. Сначала появились огромные компьютеры, которые были подчастую размером с огромный дом. Использование таких махин, как вы сами понимаете, было не очень удобно. Но что поделаешь? Но мир не стоял на одном месте эволюционного развития - менялись люди, менялась их Среда обитания, и вместе с ней менялись и сами технологии, всё больше совершенствуясь. И компьютеры становились всё меньше и меньше по своим размерам, пока не достигли сегодняшних размеров.

Но человеку ведь тоже надо как-нибудь общаться с машиной - ведь кому нужна неуправляемая машина? Сначала люди вели своё общение с компьютерам посредством перфокарт. Перфокарты - это небольшие карточки, на которые нанесены ряды цифр. У компьютера имелся “дисковод”, в который вставлялись сами карты и он при помощи маленьких иголочек ставил дырочки на цифрах. Такое общение мало кому доставляло удовольствие - ведь не очень удобно таскать с собой кучи перфокарт, которые после одного использования приходилось выбрасывать.

Но, как и другие технологии, процесс общения человека с искусственным интеллектом претерпел кое-какие изменения. Теперь человек проводит свою беседу с компьютером при помощи клавиатуры и мышки. Это довольно удобно и иногда даже доставляет удовольствие человеку.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Области применения ЭВМ непрерывно расширяются. Этому в значительной степени способствует распространение персональных ЭВМ, и особенно микроЭВМ.

За время, прошедшее с 50-х годов, цифровая ЭВМ превратилась из “волшебного”, но при этом дорогого, уникального и перегретого нагромождения электронных ламп, проводов и магнитных сердечников в небольшую по размерам машину – персональный компьютер – состоящий из миллионов крошечных полупроводниковых приборов, которые упакованы в небольшие пластмассовые коробочки.

В результате этого превращения компьютеры стали применяться повсюду. Они управляют работой кассовых аппаратов, следят за работой автомобильных систем зажигания, ведут учёт семейного бюджета, или просто используются в качестве развлекательного комплекса… Но это только малая часть возможностей современных компьютеров. Более того, бурный прогресс полупроводниковой микроэлектроники, представляющей собой базу вычислительной техники, свидетельствует о том, что сегодняшний уровень как самих компьютеров, так и областей их применения является лишь слабым подобием того, что наступит в будущем.

Компьютеры начинают затрагивать жизнь каждого человека. Если вы заболеете, и если вас направят в больницу, то попав туда, в окажетесь в мире, где от компьютеров зависят жизни людей (в части современных больниц вы даже встретите компьютеров больше, чем самих пациентов, и это соотношение будет со временем расти, перевешивая число больных). Постепенно изучение компьютерной техники пытаются вводить в программы школьного обучения как обязательный предмет, чтобы ребёнок смог уже с довольно раннего возраста знать строение и возможности компьютеров. А в самих школах (в основном на западе и в Америке) уже многие годы компьютеры применялись для ведения учебной документации, а теперь они используются при изучении многих учебных дисциплин, не имеющих прямого отношения к вычислительной технике. Даже в начальной школе компьютеры внедряются для изучения курсов элементарной математики и физики. Сами микропроцессоры получили не менее широкое распространение чем компьютеры - они встраиваются в кухонные плиты для приготовления пищи, посудомоечные машины и даже в часы.

Очень широкое распространение получили игры, построенные на основе микропроцессоров. Сегодня игровая индустрия занимает очень большую часть рынка, постепенно вытесняя с него другие развлечения детей. Но для детского организма очень вредно сидеть часами за монитором и отчаянно нажимать на клавиши, так как у ребёнка может развиться своеобразная болезнь - когда у него только одно на уме – компьютер, и больше ничего. Дети с такой болезнью обычно становятся агрессивными, если их начинают ограничивать в доступе к играм. У таких детей сразу пропадает какое-либо желание делать что-то, что не относится к компьютеру и что им не интересно - так они начинают забрасывать свою учёбу, что ведёт к не очень хорошим последствиям.

Уже сейчас компьютеры могут чётко произносить различные фразы, словосочетания, проигрывать музыку и.т.д. Человек теперь может сам записать какие-нибудь слова, предложения и даже музыкальные композиции на своём компьютере для того, чтобы потом компьютер мог их воспроизводить в любое назначенное время.

Компьютеры способны также воспринимать устную речь в качестве сигналов, однако им приходится выполнять большую работу по расшифровке услышанного, если форма общения жестко не установлена. Ведь одну и ту же команду один и тот же человек может произнести несколькими способами, и всё время эта команда будет звучать по-разному; а в целом мире - миллиарды людей, и каждый произносит одну и ту же команду несколькими различными способами. Поэтому в данное время довольно сложно создать компьютер, который будет управляться при помощи голоса человека. Многие фирмы пытаются решить эти проблемы. Некоторые фирмы делают небольшие шажки на пути к данной цели, но всё равно эти шажки пока ещё почти незаметные.

Но проблема распознавания речи является частью более широкой проблемы, называемой распознаванием образов. Если компьютеры смогут хорошо распознавать образы, они будут способны анализировать рентгенограммы и отпечатки пальцев, а также выполнять многие другие полезные функции (сортировкой писем они занимаются уже сейчас). Следует заметить, что человеческий мозг прекрасно справляется с распознаванием образов даже при наличии различных шумов и искажений, и исследования в этой области, направленные на приближение соответствующих возможностей компьютера к способностям человека, представляются весьма перспективными. Если компьютеры смогут достаточно качественно распознавать речь и отвечать на неё в словесной форме, то, по-видимому, станет возможным вводить в них в этой форме программы и данные. Это позволит в буквальном смысле слова говорить компьютеру, что он должен делать, и выслушивать его мнение по этому поводу при условии, конечно, что выдаваемые ей указания чёткие, не содержат противоречий и.т.д.

Устное общение с компьютерами позволит упростить его программирование, однако остаётся нерешённая проблема, на каком именно языке следует с ним общаться. Многие предлагают для этих целей английский язык, но он не обладает точностью и однозначностью, необходимыми с точки зрения компьютера и исполняемых в нём программ. В этой области уже многое сделано, но ещё много предстоит сделать.

Мы часто жалуемся, что другие люди не понимают нас; но пока и сами персональные компьютеры не способны до конца понять нас, или понять, что мы хотим сказать с полуслова. И в течение какого-то периода времени нам придётся довольствоваться такими машинами, которые просто следуют нашим указаниям, исполняя их “с точностью до миллиметра”.

Для общения с компьютерами, ещё во времена перфокарт, тогдашние программисты использовали язык программирования, очень похожий на современный Ассемблер. Это такой язык, где все команды, поступающие к компьютеру пишутся подробно при помощи специальных слов и значков{?}.

В наше время усиленно используются языки программирования более высокого уровня, работать с которыми намного легче чем с Ассемблером, так как в них одно слово может заменять сразу несколько команд. И притом большинство языков программирования высокого уровня в названиях команд, используемых при общении с компьютером, используют эквиваленты, названные на английском языке, что, естественно, облегчает программирование. Но в них есть один минус по сравнению с языками, подобными Ассемблеру - в Ассемблере все команды, поступаемые из программы чётко распределяются в памяти компьютера, занимая свободные места, тем самым значительно выигрывая в скорости; а языки высокого уровня не умеют этого, соответственно теряя в скорости исполнения программы. А в нашем сегодняшнем мире всем известно, что: “Время - деньги”.

Хотя, пока компьютер уступает человеку с точки зрения творческой деятельности, потому что машина не наделена пока такими качествами, которые смогли бы ей помочь создать что-нибудь новое, что не введено в её память самим человеком.

Боьшинство людей, по-видимому, считают, что термины “вычислительная машина” и “вычислительная техника” синонимами и связывают их с физическим оборудованием, как, например, микропроцессором, дисплеем, дисками, принтерами и другими истройствами, привлекающими внимание людей, когда человек видит компьютер. Хотя эти устройства и важны, всё-таки они составляют только “верхушку айсберга”. На начальном этапе использованаия современного компьютера мы имеем дело не с самим компьютером, а с совокупностью правил, называемых языками программироваания, на которых указываются действия, которые должен выполнять компьютер. Важное значение языка программирования подчёркивается тем фактом, что сама вычислительная машина может рассматриваться как аппаратный интерпретатор какого-нибудь конкретного языка, который называется машинным языком. Для обеспечения эффективной работы машины разработаны машинные языки, использование которых представляет известные трудностидля человека. Большинство пользователей не чувствуют этих неудобств благодаря наличию одного или нескольких языков, созданных для улучшения связи человека с машиной. Гибкость вычислительной машины проявляется в том, что она может исполнять программы-трансляторы (в общем случае онм называются компиляторами или интерпретаторами) для преобразования программ с языков, ориентированных на пользователей, в программы на машинном языке. (В свою очередь даже сами программы, игры, системные оболочки являются ни чем иным, как довольно простая программа-транслятор, которая по мере работы, или игры обращается при помощи своих команд к “компьютерным внутренностям и наружностям”, транслиуя свои команды в машинные языки. И всё это происходит в реальном времени.)

Машинные языки, языки ассемблера и

языки высокого уровня

Программисты пишут программы на различных языках программирования, некоторые из которых непосредственно понятны компьютеру, а другие нуждаются в промежуточной стадии трансляции. Сотни имеющихся языков могут быть подразделены на три общих типа:

1. Машинные языки

2. Ассемблерные языки

3. Языки высокого уровня.

Каждый компьютер может понимать только свой машинный язык, который является естественным языком конкретного компьютера. Он тесно связан с его аппаратной частью. Машинные языки в общем случае состоят из последовательностей чисел (обычно нулей и единиц), которые являются командами на выполнение одиночных элементарных операций. Машинные языки являются машинно- зависимыми, т.е. конкретный машинный язык может быть использован только с определенным типом компьютера. Машинные языки неудобны для восприятия человеком.

По мере распространения компьютеров становилось очевидным, что программирование на машинных языках тормозит развитие компьютерной техники, является очень медленным и для большинства программистов непосильным занятием. Вместо последовательности чисел, непосредственно понятных компьютеру, программисты для представления элементарных операций стали применять англоязычные аббревиатуры, которые и сформировали основу языков ассемблера. Для преобразования программ, написанных на таких языках, в машинный язык были разработаны программы-трансляторы, называемые ассемблерами . Преобразование происходило со скоростью, равной быстродействию компьютера. С появлением языков ассемблера использование компьютеров значительно расширилось, однако все еще требовалось написание большого количества инструкций даже для реализации решения простейших задач. Для ускорения процесса программирования были разработаны языки высокого уровня, в которых для выполнения сложных действий достаточно написать один оператор. Программы для преобразования последовательности операторов на языке высокого уровня в машинный язык называются компиляторами. В языках высокого уровня инструкции, написанные программистами, зачастую выглядят как обычный текст на английском языке с применением общепринятых математических знаков.

Одним из языко высокого уровня является язык программирования С.

История языка С

Язык с берет свое начало от двух языков, BCPL и B. В 1967 году Мартин Ричардс разработал BCPL как язык для написания системного программного обеспечения и компиляторов. В 1970 году Кен Томпсон использовал В для создания ранних версий операционной системы UNIX на компьютере DEC PDP-7. как в BCPL, так и в В переменные не разделялись на типы- каждое значение данных занимало одно слово в памяти и ответственность на различение, например, целых и действительных чисел целиком ложилась на плечи программиста.

Язык С был разработан (на основе В) Деннисом Ричи из Bell Laboratories и впервые был реализован в 1972 году на компьютере DEC PDP-11. Известность С получил в качестве языка ОС UNIX. Сегодня практически все основные операционные системы были написаны на С и/ или С++. По прошествии двух десятилетий С имеется в наличии на большинстве компьютеров. Он не зависит от аппаратной части.

В конце 70-х годов С превратился в то, что мы называем «традиционный С». В 1983 году Американским комитетом национальных стандартов в области компьютеров и обработке информации был учрежден единый стандарт этого языка.

Заключение

На основании данного реферата можно сделать вывод, что наша жизнь полностью пронизана компьютерными технологиями. О что немного пройдет времени и компьютеры будут стоять везде, где необходимо присутствие человека. Но без определенных знаний общение с компьютером будет невозможно. А для того чтобы заставить его работать на себя нужно знать его язык- язык программирования.

Список использованной литературы

1. Том Сван “Освоение Turbo Assembler”, Диалектика, Киев, 1996 г.

2. Березин Б.И., Березин С.Б. “Начальный курс программирования”, Диалог МИФИ, Москва, 1996 г.

3. Лекции Комлевой Нины Викторовны по предмету “Языки программирования и методы трансляции”

4.Х.М.Дейтел, Как программировать на С, Издательство Бином, Москва, 2000 г.

В статье будут рассмотрены основы языка ассемблер применительно к архитектуре win32. Он представляет собой символическую запись машинных кодов. В любой электронно-вычислительной машине самым низким уровнем является аппаратный. Здесь управление процессами происходит командами или инструкциями на машинном языке. Именно в этой области ассемблеру предназначено работать.

Программирование на ассемблер

Написание программы на ассемблере - крайне трудный и затратный процесс. Чтобы создать эффективный алгоритм, необходимо глубокое понимание работы ЭВМ, знание деталей команд, а также повышенное внимание и аккуратность. Эффективность - это критический параметр для программирования на ассемблер.

Главное преимущество языка ассемблер в том, что он позволяет создавать краткие и быстрые программы. Поэтому используется, как правило, для решения узкоспециализированных задач. Необходим код, работающий эффективно с аппаратными компонентами, или нужна программа, требовательная к памяти или времени выполнения.

Регистры

Регистрами в языке ассемблер называют ячейки памяти, расположенные непосредственно на кристалле с АЛУ (процессор). Особенностью этого типа памяти является скорость обращения к ней, которая значительно быстрее оперативной памяти ЭВМ. Она также называется сверхбыстрой оперативной памятью (СОЗУ или SRAM).

Существуют следующие виды регистров:

Регистры общего назначения (РОН).
Флаги.
Указатель команд.
Регистры сегментов.

Есть 8 регистров общего назначения, каждый размером в 32 бита.

Доступ к регистрам EAX, ECX, EDX, EBX может осуществляться в 32-битовом режиме, 16-битовом - AX, BX, CX, DX, а также 8-битовом - AH и AL, BH и BL и т. д.

Буква "E" в названиях регистров означает Extended (расширенный). Сами имена же связаны с их названиями на английском:

Accumulator register (AX) - для арифметических операций.
Counter register (CX) - для сдвигов и циклов.
Data register (DX) - для арифметических операций и операций ввода/вывода.
Base register (BX) - для указателя на данные.
Stack Pointer register (SP) - для указателя вершины стека.
Stack Base Pointer register (BP) - для индикатора основания стека.
Source Index register (SI) - для указателя отправителя (источника).
Destination Index register (DI) - для получателя.

Специализация РОН языка ассемблер является условной. Их можно использовать в любых операциях. Однако некоторые команды способны применять только определенные регистры. Например, команды цикла используют ESX для хранения значения счетчика.

Регистр флагов. Под этим подразумевается байт, который может принимать значения 0 и 1. Совокупность всех флагов (их порядка 30) показывают состояние процессора. Примеры флагов: Carry Flag (CF) - Флаг переноса, Overflow Flag (OF) - переполнения, Nested Flag (NT) - флаг вложенности задач и многие другие. Флаги делятся на 3 группы: состояние, управление и системные.

Указатель команд (EIP - Instruction Pointer). Данный регистр содержит адрес инструкции, которая должна быть выполнена следующей, если нет иных условий.

Регистры сегментов (CS, DS, SS, ES, FS, GS). Их наличие в ассемблере продиктовано особым управлением оперативной памятью, чтобы увеличить ее использование в программах. Благодаря им можно было управлять памятью размером до 4 Гб. В архитектуре Win32 необходимость в сегментах отпала, но названия регистров сохранились и используются по-другому.

Стек

Это область памяти, выделенная для работы процедур. Особенность стека заключается в том, что последние данные, записанные в него, доступны для чтения первыми. Или иными словами: первые записи стека извлекаются последними. Представить этот процесс себе можно в качестве башни из шашек. Чтобы достать шашку (нижнюю шашку в основание башни или любую в середине) нужно сначала снять все, которые лежат сверху. И, соответственно, последняя положенная на башню шашка, при разборе башни снимается первой. Такой принцип организации памяти и работы с ней продиктован ее экономией. Стек постоянно очищается и в каждый момент времени одна процедура использует его.

Идентификаторы, целые числа, символы, комментарии, эквивалентность

Идентификатор в языке программирования ассемблер имеет такой же смысл, как и в любом другом. Допускается использование латинских букв, цифр и символов "_", ".", "?", "@", "$". При этом прописные и строчные буквы эквивалентны, а точка может быть только первым символом идентификатора.

Целые числа в ассемблере можно указывать в системах отсчета с основаниями 2, 8, 10 и 16. Любая другая запись чисел будет рассматриваться компилятором ассемблера в качестве идентификатора.

В записи символьных данных допускается использовать как апострофы, так и кавычки. Если в символьной строке требуется указать один из них, то правила следующие:

в строке, заключенной в апострофы, кавычки указываются один раз, апостроф - дважды: "can""t", " he said "to be or not to be" ";
для строки, заключенной в кавычки, правило обратное: дублируются кавычки, апострофы указываются как есть: "couldn"t", " My favourite bar is ""Black Cat"" ".

Для указания комментирования в языке ассемблер используется символ точка с запятой - ";". Допустимо использовать комментарии как в начале строк, так и после команды. Заканчивается комментарий переводом строки.

Директива эквивалентности используется схожим образом тому, как в других языках указывают константные выражения. Эквивалентность указывается следующим способом:

Таким образом в программе все вхождения будут заменяться на, на месте которого допустимо указывать целое число, адрес, строку или другое имя. Директива EQU похожа по своей работе на #define в языке С++.

Директивы данных

Языки высокого уровня (C++, Pascal) являются типизированными. То есть, в них используются данные, имеющие определенный тип, имеются функции их обработки и т. д. В языке программирования ассемблер подобного нет. Существует всего 5 директив для определения данных:

DB - Byte: выделить 1 байт под переменную.
DW - Word: выделить 2 байта.
DD - Double word: выделить 4 байта.
DQ - Quad word: выделить 8 байтов.
DT - Ten bytes: выделить 10 байтов под переменную.

Буква D означает Define.

Любая директива может быть использована для объявления любых данных и массивов. Однако для строк рекомендуется использовать DB.

Синтаксис:

В качестве операнда допустимо использовать числа, символы и знак вопрос - "?", обозначающий переменную без инициализации. Рассмотрим примеры:

Real1 DD 12.34 char db "c" ar2 db "123456",0 ; массив из 7 байт num1 db 11001001b ; двоичное число num2 dw 7777o ; восьмеричное число num3 dd -890d ; десятичное число num4 dd 0beah ; шестнадцатеричное число var1 dd ? ; переменная без начального значения ar3 dd 50 dup (0) ; массив из 50 инициализированных эл-тов ar4 dq 5 dup (0, 1, 1.25) ; массив из 15 эл-тов, инициализированный повторами 0, 1 и 1.25

Команды (инструкции)

Синтаксис команд ассемблера или инструкций ассемблера выглядит следующим образом.