Die Reise von den Anweisungen für menschliche lesbare Anweisungen (wie ein C ++-Programm oder ein Python-Skript) zu Binärcode, der von einem Computer ausgeführt wird, ist ein mehrstufiger Prozess:
1. Quellcode: Dies ist der Code, der von einem Programmierer in einer Programmiersprache auf hoher Ebene geschrieben wurde (wie Python, Java, C ++ usw.). Dieser Code ist textbasiert und verwendet humanlesbare Befehle und Syntax.
2. Zusammenstellung (oder Interpretation): Dies ist der entscheidende Schritt, bei dem der menschlich-lesbare Code in maschinell verständliche Code übersetzt wird. Es gibt zwei Hauptansätze:
* Zusammenstellung: Ein Compiler nimmt den gesamten Quellcode auf und übersetzt ihn in einen vollständigen Satz von Maschinenanweisungen (Objektcode) auf einmal. Dieser Objektcode wird dann häufig mit einem anderen Objektcode (wie Bibliotheken) verknüpft, um eine ausführbare Datei zu erstellen. Diese ausführbare Datei ist im Wesentlichen eine Abfolge von Binäranweisungen. Sprachen wie C ++ und Java (vor dem JVM -Schritt) verwenden normalerweise Compiler.
* Interpretation: Ein Interpreter übersetzt und führt die Quellcodezeile für Zeile übersetzt und führt aus, ohne eine separate ausführbare Datei zu erstellen. Sprachen wie Python und JavaScript verwenden Dolmetscher. Während sie nicht direkt Binärcode auf die gleiche Weise erzeugen wie ein Compiler, ist der Dolmetscher selbst ein Programm in einer kompilierten Sprache und stützt sich letztendlich auf Binäranweisungen, die ausgeführt werden sollen. Der interpretierte Code wird weiterhin unter Verwendung von Binäranweisungen ausgeführt, die Übersetzung erfolgt jedoch dynamisch, jeweils eine Zeile.
3. Assemblersprache (manchmal): In einigen Fällen kann ein Compiler die Montagesprache als Zwischenschritt erzeugen. Die Assemblersprache ist eine Programmiersprache auf niedriger Ebene, die Mnemonik (kurze Abkürzungen) verwendet, um Maschinenanweisungen darzustellen. Ein Assembler übersetzt diesen Assemblercode dann in den Maschinencode (binär). Dieser Schritt ist oft dem Programmierer versteckt.
4. Maschinencode (binär): Dies ist die letzte Phase. Der Maschinencode besteht aus einer Abfolge von binären Ziffern (0S und 1s). Jede Anweisung wird durch ein eindeutiges binäres Muster dargestellt, das die CPU direkt verstehen und ausführen kann. Dieser Binärcode repräsentiert Dinge wie:
* opcodes: Anweisungen, die der CPU mitteilen, welche Operation durchgeführt werden soll (z. B. Zugabe, Subtraktion, Speicherzugriff).
* Operanden: Daten oder Speicheradressen, auf denen der Befehl arbeitet.
Beispiel (vereinfacht):
Nehmen wir an, eine einfache Anweisung in einer Sprache auf hoher Ebene lautet `x =y + 5;`. Nach der Zusammenstellung könnte dies (sehr grob und abhängig von der Architektur) in Binärdatei übersetzt werden (dies ist eine stark vereinfachte Abbildung und reale binäre Anweisungen sind viel komplexer):
* Laden Sie den Wert von `y` in ein Register: `0001 1010 0000 0010` (hypothetische binäre Anweisung)
* dem Register 5 hinzufügen: 0010 0101 0000 0101` (hypothetische binäre Anweisung)
* Speichern Sie das Ergebnis in der Speicherstelle von `x`: `0011 1100 0000 0011` (hypothetische binäre Anweisung)
Die spezifische binäre Darstellung hängt vollständig von der CPU -Architektur (X86, Arm usw.) und dem verwendeten Compiler/Interpreter ab. Der Prozess ist komplex, aber die Kernidee ist, dass Anweisungen auf hoher Ebene in eine Folge einfacher binärer Anweisungen unterteilt werden, die die CPU direkt verstehen und ausführen kann.
