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  • 机器语言是一种二进制语言,它直接使用二进制代码表达指令。机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合;一条指令就是机器语言的一个语句,它是一组有意义的二进制代码。机器语言是一...

    机器语言是一种二进制语言,它直接使用二进制代码表达指令。机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合;一条指令就是机器语言的一个语句,它是一组有意义的二进制代码。

    机器语言是一种二进制语言,它直接使用二进制代码表达指令。

    机器语言是机器能直接识别的程序语言或指令代码,无需经过翻译,每一操作码在计算机内部都有相应的电路来完成它,或指不经翻译即可为机器直接理解和接受的程序语言或指令代码。机器语言使用绝对地址和绝对操作码。不同的计算机都有各自的机器语言,即指令系统。从使用的角度看,机器语言是最低级的语言。

    机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。不同型号的计算机其机器语言是不相通的,按着一种计算机的机器指令编制的程序,不能在另一种计算机上执行。

    机器语言指令是一种二进制代码,由操作码和操作数两部分组成。一条指令就是机器语言的一个语句,它是一组有意义的二进制代码。

    操作码规定了指令的操作,是指令中的关键字,不能缺省。操作数表示该指令的操作对象。计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系。

    从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看,指令中应包含多种信息。但在有些指令中,由于部分信息可能无用,这将浪费指令所占的存储空间,并增加了访存次数,也许反而会影响速度。

    因此,如何合理、科学地设计指令格式,使指令既能给出足够的信息,又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配,以节省存储空间,缩短取值时间,提高机器的性能,这是指令格式设计中的一个重要问题。

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  • 1 高级语言 汇编语言 机器语言机器语言是最原始的语言, 是由01代码构成的, cpu在工作的时候只认识机器语言, 即01代码汇编语言是一种低级语言, 他用人类容易记忆的语言和符号来表示一组01代码, 例如AND代表加法高级...

    1 高级语言 汇编语言 机器语言

    机器语言是最原始的语言, 是由01代码构成的, cpu在工作的时候只认识机器语言, 即01代码

    汇编语言是一种低级语言, 他用人类容易记忆的语言和符号来表示一组01代码, 例如AND代表加法

    高级语言是在低级语言的基础上, 采用更加接近于人类的自然语言的单词和符号来表示有低级语言程序, 使编写程序变得更加分简单,易学, 且写出的程序可读性强

    所以, 高级语言和机器语言的主要区别体现在执行速度易读写易移植方面.

    然而计算机是不能识别高级语言的, 所以当我们运行一个高级语言程序的时候, 就需要一个"翻译器"来从事把高级语言转变成计算机能读懂的机器语言的过程. 这个过程分为两类, 一种是编译, 一种是解释.

    2 编译型语言 解释型语言

    编译型语言在程序执行之前, 先会通过编译器对程序执行一个编译的过程, 把程序语言转变成机器语言, 运行的时候就不需要翻译, 直接执行就可以了, 最典型的例子就是C语言.

    解释性语言就没有这个编译的过程, 而是在程序运行的时候, 通过解释器对程序逐行做出解释, 然后直接运行, 最典型的例子是Ruby.

    通过以上例子, 我们可以总结出, 编译型语言在程序运行之前就对程序惊醒了"翻译", 所以在运行时就少了"翻译"的过程, 所以效率比较高.但是也不能一概而论, 有些解释型语言也能通过对解释器进行优化, 使运行时对程序的"翻译"更加快速, 从而在效率上超过编译型语言.

    此外,随着Java等基于虚拟机的语言的兴起,我们又不能把语言纯粹地分成解释型和编译型这两种。

    Java首先是通过编译器编译成字节码文件(非二进制码), 然后运行时通过解释器解释成机器文件.


    python也是一门先编译后解释型的语言.


    [转自]:http://blog.csdn.net/lujiandong1/article/details/50067655






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  • 文章开头我只想问一个问题:写了很多代码,你不好奇代码在计算机底层是什么样的吗? 下面将一步一步探索这个过程。首先,大家要有个初步的认识,一次从左到...高级语言(C语言) 汇编语言 二进制机器语言 int add(...

    文章开头我只想问一个问题:写了很多代码,你不好奇代码在计算机底层是什么样的吗?

    下面将一步一步探索这个过程。首先,大家要有个初步的认识,一次从左到右进行编译汇编。 

    高级语言(C语言) 

    int add(int a,int b){  
        int c;   
        c = a + b; 
        return c;

    }

    -->编译

    汇编语言

     add: 
        add   $a2,$a0,$a1  //c=a+b  
        add $v0,$a2,$zero   
        return c; 

    -->汇编

    二进制机器语言

    00000000100001010011000000100000   // add   $a2,$a0,$a1
    00000000110000000001000000100000  // add $v0,$a2,$zero       
    00000011111000000000000000001000   //  return c; 

     

    关于 $a2,$ra等寄存器,大家可以看看这篇博主的文章总结 MIPS 通用寄存器 。

    首先大家要了解计算机的一个概念--过程意思是根据提供的参数执行一定任务的存储的子程序。说白了,就是上述C语言add函数里面的逻辑在CPU执行的过程。MIPS在为过程调用分配32个寄存器是遵循以下约定:

    • $a0~$a3:用于传递参数的4个参数寄存器。如上述的 $a0 即为 a,$a1即为b,由于参数寄存器还足够,因此 $a2即为c。
    • $v0~$v1:用于返回值的两个寄存器。
    • $ra:用于返回起始点的返回地址寄存器。如上述的 jr  $ra,意思是无条件跳转到寄存器所制定的地址。通俗地说,$ra是存储调用过程前的指令地址,执行完过程后,跳转到调用过程前的指令地址,继续做后续的计算。int a1 = add(1,2),执行完过程add的逻辑后, jr  $ra由回到a1继续计算。因为过程是可能由程序中多个点调用。即 int a2 = add(3,4);执行完 jr  $ra后回到a2继续计算。代码可以如下:

    #include <stdio.h>

    int add(int a,int b){
        int c;
        c = a + b;
        return c;
    }

    void main(){
        int a1 = add(1,2);
        int a2 = add(3,4);
    }

    综上所述,大家应该知道为啥$a0 即为 a,$a1即为b,$a2即为c了。接下来,我们继续,汇编语言怎么转换成二进制程序语言。想必大家都了解到,无论什么程序,最后在计算机底层都是 0 1 存在的。

    接下来我们继续,相比大家都想知道汇编语言是怎么转成二进制机器语言。以下是MIPS指令各字段的命名以及含义。分为I型以及R型两类指令格式。

    R型:用于寄存器,进行逻辑运算,如加减操作。

    op rs rt rd shamt funct
    6位 5位 5位 5位 5位 6位
    •  op:指令的基本操作,通常称为操作码(opcode)。
    • rs:第一个源操作数寄存器。
    • rt:第二个源操数寄存器。
    • rd:用于存放操作结果的目的寄存器。
    • shamt:位移量。
    • funct:功能码(function code)。

    I型:用于立即数,即立即数与数据传输指令,如sw,lw等操作。

    op rs rt constant and adress
    6位 5位 5位 16位

     下面列出MPIS常用指令的值给到大家看下:

     指令

    格式

    op

    rs

    rt

    rd

    shumt

    hinct

    address

    add

    R

    0

    reg

    reg

    reg

    0

    32

    n. a.

    Iw (load word)

    I

    35

    reg

    n. a

    n. a n. a n. a address

    在上表中,“reg”代表寄存器的标号(从0 ~31), “address”表示16位地址, “na.” (not applicable)表示这个字段在该指令格式中不出现。注意,add指令在硬件是根据hmct字段的值来决定所进行的操作:add (32)或substract (34)

    因此针对上面转换,可以得到:

        汇编语言                                             

     add: 

      add  $a2,$a0,$a1  //c=a+b                    
      add  $v0,$a2,$zero              
      jr      $ra        
    }

    op

    rs rt rd address/shumt hinct
    0 $a0 $a1 $a2 0 add
    0 $v0 $a2 $zero 0 add 
    0 $ra 0 0 0 jr

     转换到对应数字后:

    op

    rs

    rt

    rd

    address/shumt

    hinct

    0

    4

    5

    6

    0

    32

    6

    0

    2 0 32
    0 31 0 0 0 8

    转换为二进制:

    op

    rs

    rt

    rd

    address/shumt

    hinct

    000000

    00100

    00101

    00110

    00000

    100000 

    000000 

    00110

    00000

    00010 00000 100000
    000000 11111 00000 00000 00000 001000

    到这里,相必大家都有点感觉了,实际一个程序的指令是涉及很多指令计算的。远远超过以上三条,因此大家需要去强化学习,加深对计算机的理解。 

    参考文献:

    [1]计算机组成与设计:硬件/软件接口(原书第5版).北京:机械工业出版社,2015.

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  • 二进制和十六进制

    千次阅读 2018-08-16 08:40:17
    【最早的编程语言是二进制语言,也是计算机能够直接识别的唯一语言。不管用什么高级语言编写的程序最后都要转换为二进制语言,才能在计算机上执行,因此掌握二进制知识对学习编程语言是非常有帮助的。本篇和同学们...

    课程导言

    【最早的编程语言是二进制语言,也是计算机能够直接识别的唯一语言。不管用什么高级语言编写的程序最后都要转换为二进制语言,才能在计算机上执行,因此掌握二进制知识对学习编程语言是非常有帮助的。本篇和同学们探讨二进制计数原理以及与十进制、十六进制的转换。通过本篇的学习,你将了解到为什么计算机能够直接识别二进制语言,二进制的计数原理以及与十进制、十六进制之间的数值转换。】

     

    在讲述二进制之前,先做一个小游戏。伸出我们的右手,从小指开始,依次到大拇指分别代表数字1、2、4、8、16。并且每个手指分为两种状态,手指伸直为1状态,手指弯曲为0状态。然后分别做每个手指自由伸直或弯曲动作,记录其状态和每个手指的数字之和,状态顺序从大拇指开始:

    (1)动作:伸直小指、中指和大拇指,弯曲无名指和食指。

    状态:10101        

    数字之和:21

    (2)动作:伸直小指、无名指和中指,弯曲大拇指和食指。

    状态:00111        

    数字之和:7

    (3)动作:伸直全部手指。

    状态:11111        

    数字之和:31

    有同学可能会问,做这个游戏的意义在什么地方呢?这个游戏用直观化的方式演示了二进制数到十进制数的转换,五个手指的伸直和弯曲的状态组合用0和1表述出来,就是我们本课程要探讨的二进制数,游戏中记录的数字之和就是二进制数的十进制表示。

    前面的游戏可以把5个二进制数转换为十进制数,同样的道理,也可以把30以内的十进制数转换为二进制数。只需要把十进制数分解成16、8、4、2、1任意数字之和就可以,然后将对应数字的右手手指伸直,没有对应数字的右手手指弯曲,从大拇指开始记录其组合状态,该组合状态就是要转换的二进制数。

    例如:

    十进制数字:5=4+1   对应的二进制数为:00101

    十进制数字:28=16+8+4   对应的二进制数为:11100

    前面的游戏能不能实现更多二进制数的转换呢?当然可以,右手五个手指表示5个二进制数,如果再加上左手就可以表示10个二进制数了,所能表示的十进制数也更大。依次类推,多人合作可以表示更多位的二进制数和更大的十进制数。

    从前面的游戏中可以看出,二进制数只有两个状态0和1,二进制数的这个特质非常适合描述电路的通与短、开关的打开与关闭,计算机的电路都是由电子器件组成的,电子器件的状态也分为0(低电位)和1(高电位),二进制的特征正好满足了计算机中电子器件的运算要求,因此计算机内部运算都采用二进制运算,能够识别的数也是二进制数。

    计算机能够识别的数制是二进制数,二进制数是用0和1两个数字来表示的数,计算机的指令集也是采用二进制表示,机器语言就是用二进制数来编写程序。

    可以借助十进制数来理解二进制数。在十进制中,最开始学习的是十以内的加法,之后是两位数的加法,在两位数加法的学习中,就需要逢十进一了,按进位的原则进行记数的方法叫做进位记数制,也称为“数制”或“进制”。

    我们平时用的最多的就是十进制,时间是六十进制,也就是说逢六十进一,例如60秒进1分,60分进1小时。因此每一种数制的进位都遵循一个规则,那就是——逢n进1。这里的n叫做基数。

    在十进制中,每一位有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码,因此基数为10,超过9就必须用多位数来表示,并遵循逢十进一的原则。一个任意的十进制数可以表示为:

    blob.png

    其含义是:

    blob.png

    其中ai(i=0,1…,n),bj(j=1,2,…,m)是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码中的一个。

    上式中相应于每位数字的10n称为该数字的权,其大小是以基数为底,数码所在位置的序号为指数的整数次幂。

    例如:十进制数1111.111

    这个十进制数的7个位数虽然都是1,但是每个位数1表示的数值意义不同,从左往右数第一个1表示blob.png,第二个1表示blob.png

    ,……,第7个1表示0.001=10-3,每个位数表示的数值叫做位权,也就是基数的n幂。十进制数1111.111以小数点为界,整数部分自右向左,依次是基数的0次、1次、2次、3次幂。小数部分,自左向右,分别是基数的-1次、-2次、-3次幂。每位数字乘以其权所得的乘积之和即为所表示数的值。

    例如:

    blob.png

    十进制是人们最熟悉、最常用的一种数制,但它不是唯一的数制。例如计时用的时、分、秒就是按60进制计数的。基数为r的r进制数可以表示为:

    blob.png

    二进制和十六进制数

    计算机就其本身来说是一个电器设备,为了能够快速存储、处理、传递信息,其内部采用了大量的电子元件,在这些电子元件中,电路的通和断、电压高低,这两种状态最容易实现,也最稳定、也最容易实现对电路本身的控制。计算机工程师将计算机所能表示这样的状态,用0,1来表示、即用二进制数表示计算机内部的所有运算和操作。二进制数运算非常简单,计算机很容易实现,所以计算机内部都用二进制编码进行数据的传送和计算。

    二进制的基数为2,只有0、1两个数码,并遵循逢二进一的原则,它的各位权是以2k表示的,因此二进制数blob.png的值为:

    blob.png

    其中ai,bj为0、1两个数码中的一个。例如:

    blob.png

    其中数的下标表示该数的基数r,即二进制的101101与十进制的45等值。

    n位的二进制数可以表示2n个数。例如:3位二进制数可以表示8个数,分别是:

    二进制数    相对应的十进制数
    000          0
    001          1
    010          2
    011          3
    100          4
    101          5
    110          6
    111          7

    而4位二进制数则能表示十进制的0 ~ 15共16个数如下:

    二进制数    相对应的十进制数
    0000          0
    0001          1
    0010          2
    0011          3
    0100          4
    0101          5
    0110          6
    0111          7
    1000          8
    1001          9
    1010          10
    1011          11
    1100          12
    1101          13
    1110          14
    1111          15

    为了方便阅读及书写,经常使用十六进制来表示二进制数,十六进制的基数是16,数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其中用A,B,C,D,E,F(字母不区分大小写)这六个字母来分别表示10,11,12,13,14,15。

    按同样的方法,可以很容易地掌握十六进制数的表示方法。例如:

    blob.png

    在计算机编程语言中,通常用数字后面跟一个英文字母来表示该数的数制。十进制一般用D(Decimal)、二进制数用B(Binary)、十六进制用H(Hexadecimal)来表示。例如:23AH、570D、110101B、0075H,…。当然也可以用这些字母的小写形式。

    不同进制数的相互转换

    计算机中采用的是二进制,但用计算机解决实际问题时对数值的输入输出通常使用十进制,这就有一个十进制向二进制转换或由二进制向十进制转换的过程。也就是说,在使用计算机进行数据处理时首先必须把输入的十进制数转换成计算机所能接受的二进制数;计算机在运行结束后,再把二进制数转换为人们所习惯的十进制数输出。

    1、二进制数转换成十进制数  

     把二进制数转换成十进制数就是用“按权相加法”,把二进制数首先写成加权系数展开式,然后按十进制加法规则求和。

     例:把二进制数110.11转换成十进制数。 

    blob.png

    2、十进制数转换为二进制数 

      前面“按权相加法”中,权的值在小数点左边和小数点右边是不一样的。所以,十进制数转换为二进制数时,整数和小数的转换方法也不同,一般先把十进制数的整数部分和小数部分分别转换后,再加以合并。

    十进制整数转换为二进制整数采用"除2取余,逆排序"法。具体做法是:用2去除十进制整数,可以得到一个商和余数;再用2去除商,又会得到一个商和余数,如此进行,直到商为零时为止,然后把所有余数按逆序排列,也就是把先得到的余数作为二进制数的低位有效位,后得到的余数作为二进制数的高位有效位,依次排列起来。这就是所谓“除2取余,逆序排列”。

    例:将一个十进制数25转换为二进制数。

     

       blob.png           

                                   

    3、十六进制和二进制之间的转换

    由于十六进制的基数是2的幂,所以这两种数制之间的转换是十分容易的。一个二进制数,只要把它从低位到高位每4位组成一组,直接用十六进制数来表示就可了。

    例:0011  0101  1011  1111 = 35BF

          3     5     B     F

    反之,把十六进制数中的每一位用4位二进制数表示,就形成相应的二进制数了。

                  A     1     9     C

    例:A19C = 1010  0001  1001  1100

    4、十六进制数转换为十进制数

    同二进制数转换十进制数相同,各位十六进制数与其对应权值的乘积之和即为与此十六进制相对应的十进制数。

    blob.png

    十进制数转换为十六进制数也可使用除法进行。

    二进制数是逢二进位的进位制,0、1是基本算符,计算机运算基础采用二进制。编程过程中经常会用到十六进制,而十进制的使用非常少,这是因为十六进制和二进制有天然的联系:四个二进制位可以表示从0到15的数字,这刚好是1个16进制位可以表示的数据,也就是说,将二进制转换成十六进制只要每4位进行转换就可以了。

     

    ■ 课程小结

    1、二进制只有两个数字,就是0和1,类似开关的接通和断开。计算机里面的芯片都是电子电路,也只有两种状态,高电位(通电)和低电位(断电),因此用二进制表示电子电路的状态是最合适不过了,不用任何翻译过程,电子电路会自动识别用二进制语言写的代码。

    2、二进制和其它进制是可以互相转换的,如十进制和十六进制,具体转换方法课程已经介绍的比较详细了。这里主要说一说为什么进制间要相互转换?我们知道计算机内部是用二进制表示的,但人们用计算机工作时,输入的都是十进制数和字符,这就需要把人们输入的数据通过处理程序转换为计算机能够识别的二进制数。同样的道理,当人们需要从计算机查询信息时,处理程序就需要把二进制数转换成人们能够容易识别的十进制数或者字符。

    从转换过程看,好像没有十六进制的事,其实十六进制是为了方便编程人员编写代码而提供的,主要是在编程语言中,用十六进制表示数值特别方便,可以以较少的数位表示较大的数,而且十六进制和二进制的转换也非常方便,因此程序员更喜欢在代码中用十六进制表示数值。

     

    ■ 思考与练习

    1、将下列二进制数转换为十六进制数和十进制数:

    (1)10101   (2)10000000  (3)11111111

    2、用除法将下列十进制数转换为二进制数和十六进制数:

    (1)369    (2)10000   (3)4095

    3、将下列十六进制数转换为二进制数和十进制数:

    (1)FA     (2)5B     (3)F234

     

    转载于编程微课

    原文链接:二进制和十六进制

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  • ## 一、二进制、八进制、十进制、十六进制【扩展内容】### 1.1 进制二进制:逢二进一,数值只有0和1。八进制:逢八进一,数值有0,1,2,3,4,5,6,7十进制:逢十进一,数值有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十六进制:逢十六进一,...
  • 在计算机中所有的代码都是以机器语言也就是二进制语言进行。 举个例子 二进制只有0和1 5的原码是00000101 5的反码是11111010 补码是在反码的基础之上末尾数加一 5的补码是11111011 6的原码是00000110 6的...
  • 本文原文来自 《二进制的认识和Java中对二进制的使用》。 本文的讲解及代码部分都是针对Java语言,可能对其它语言并不适用,但介于这部分内容较底层,因此可酌情参考。 一、认识二进制 二进制,是计算技术中广泛采用...
  • 汇编语言输入十六进制,十进制输出二进制输出
  • 汇编语言 十六进制转换为二进制

    万次阅读 多人点赞 2016-12-03 00:21:44
    汇编语言程序,十六进制转换为二进制
  • 最近在研究图像识别的时候遇到进制之间的转换,虽然之前也了解基二进制、八进制、十进制、十六进制之间转换的基本原理,但还没有在java里对其进行实现过。于是就对其进行了一翻研究,现将自己学习的总结与大家分享...
  • 十进制转为二进制基于Javascript语言 var n=15; //十进制转二进制 function fn(n){ var str=''; while(n !=0){ str+=n%2; n =Math.floor(n / 2); } return str.split('').reverse().join('') ;
  • 人类世界描述数据用十进制,计算机世界描述数据用二进制计算机内信息的表示形式是二进制数据编码,各种类型的信息(数值、文字、声音、图像、甚至键盘按键、鼠标点击等等)必须转换成二进制数字编码的形式,才能在...
  • 汇编语言基础知识汇编语言组成汇编指令:就是机器指令的助记符伪指令其他符号计算机中数的表示2^10=1K2^20=1M2^30=1G2^40=1T进制运算二进制运算:1+1=0(向高位进1)十六进制运算:掌握加减乘除运算补码运算补码表示:...
  • 二进制

    千次阅读 2019-05-19 21:34:16
    二进制是计算机的执行语言,但是早在计算机出现前就存在这套计数方法,最早可追溯到古埃及。在日常生活中,我们使用的是十进制,每个位置上的数有 10 种可能(0 - 9),在了解二进制前,先看下十进制是如何运作的。 ...
  • 在我们的计算机语言中,他是不认识汉字,字母,符号的,它只认识0,1,所以我们需要进行把十进制转换成二进制 注意⚠️:当被除数除以除数,商为1,余数为1时,停止换算,把商和余数都填上 我用Word文档编辑了一...
  • go语言二进制安装

    2020-08-17 00:20:56
    Go 语言二进制安装方式非常简单, 到这里下载https://golang.org/dl/ 二进制安装包 解压安装包到/usr/local/go 目录下 编辑 /etc/profile, 加入 export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin source /etc/profile,...
  • 用汇编语言,实现输入一串二进制代码,并按十进制输出。。。
  • R语言 二进制文件

    千次阅读 2018-04-17 12:48:07
    二进制文件是包含仅以位和字节(0和1)的形式存储的信息的文件。它们不是人类可读的,因为它中的字节转换为包含许多其他不可打印字符的字符和符号。尝试使用任何文本编辑器读取二进制文件将显示如Ø和ð的字符。 ...
  • Java语言实现二进制与十进制间转换

空空如也

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