Недостатки машинного языка

Разные типы ЭВМ могут иметь разные языки, так что программа, написанная на языке одной ЭВМ, может быть непонятна другой ЭВМ. Таким образом, каждая ЭВМ способна непосредственно выполнять только программы, записанные на ее собственном машинном языке. Поэтому говорят, что машинный язык является аппаратно зависимым.

Необходимость аппаратной реализации алгоритма, подлежащего выполнению, особенности элементной базы ЭВМ, вопросы их экономичности и т.д. приводят к тому, что язык машины довольно неудобен для человека. Например, любая машинная программа, в конечном счете, должна быть записана с помощью всего двух различных символов, в качестве которых обычно принимаются цифры 0 и 1, поэтому выразительные возможности машинных языков чрезвычайно бедны.

Каждая ЭВМ может непосредственно выполнять весьма ограниченный набор операций (называемый набором машинных команд), зависящий от ее архитектуры. В этот набор, для избегания чрезмерного усложнения, включается сравнительно небольшое число достаточно простых операций. Важно лишь, чтобы этот набор обеспечивал универсальность ЭВМ, т.е. чтобы с помощью этих операций можно было реализовать любой процесс обработки данных (хотя для решения некоторых задач ресурсов данной ЭВМ, например, емкости ее памяти, может оказаться недостаточно). Бедность набора машинных операций вынуждает программиста разрабатывать алгоритм решения интересующей его задачи до весьма высокого уровня детализации, доводя ее до планирования соответствующей последовательности машинных команд.

Ограниченные возможности аппаратуры приводят к тому, что каждая законченная фраза на машинном языке (называемая командой) может содержать в себе весьма ограниченный объем информации. Поэтому каждая машинная команда обычно определяет такой простейший этап вычислений, на котором выполняется единственная машинная операция. Это приводит к тому, что запись алгоритма получается весьма громоздкой.

Каждая машинная команда задается цифровым кодом, а ее операнды обычно задается в виде адреса, т.е. номера той ячейки памяти, которая отведена для хранения данного операнда. Эта форма записи является специфичной и неудобной для человека. Поэтому машинная программа получается очень ненаглядной и трудно понимаемой – даже в том случае, если он является автором этой программы.

Все указанные выше обстоятельства приводят к тому, что использование машинного языка влечет за собой большие трудности для человека при разработке и записи алгоритма решения интересующей его задачи. Кроме того, при использовании машинного языка имеется слишком много возможностей допущения различного рода ошибок, в том числе и таких, которые связаны не с сутью алгоритма, а со спецификой машинного языка.

Язык ассемблер

Чтобы уйти от сухих и невыразительных машинных инструкций машинного языка, но при этом иметь возможность работать на самом низком уровне разработали машинно-ориентированные языки программирования. Представителем машинно-ориентированного языка является язык ассемблер.

Язык ассемблер – это символьная форма записи машинного языка. Его использование существенно упрощает написание машинных программ, так как каждая из команд ассемблера выражается мнемокодом и набором операндов.

Мнемокод – это служебное слово, записанное в символьной форме и указывающее, какую необходимо выполнить операцию над операндами. В ассемблере не используются цифровые коды операций, операции указываются только своими символьными названиями, которые, конечно, легче запомнить (слово "мнемонический" означает "легко запоминающийся").

Операнды – это данные, над которыми выполняются операции, заданные мнемокодом. В качестве операндов в языке ассемблер могут использоваться числа и имена переменных.

Символьная форма записи машинных команд позволяет ассемблеру избавиться от ряда недостатков, свойственных языку машинных команд. Язык становится более выразительным и понятным. Кроме того, в ассемблере сохраняются все достоинства машинного языка:

доступ ко всем ресурсам компьютера;

короткий и эффективный программный код;

программы, как правило, "быстрыми".

Вместе с тем, большинство из недостатков, связанных с аппаратнозависимым набором доступных команд, громоздкостью алгоритмов и программ, сложностью отладки больших приложений являются необъемлемой отличительной особенностью всех языков низкого уровня.