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高级语言（C语言）、汇编语言、机器语言区别？编译器如何将高级语言编译成机器语言？

news 来源：原创 2024/11/29 12:26:45

⾼级语⾔：

是相对于汇编语⾔⽽⾔的，是⾼度封装了的编程语⾔，与低级语⾔相对。它是以⼈类的⽇常语⾔为基础的⼀种编程语⾔，使⽤⼀般⼈易于接受的⽂字来表⽰（例如汉字、不规则英⽂或其他外语），从⽽使程序编写员编写更容易，亦有较⾼的可读性，以⽅便对电脑认知较浅的⼈亦可以⼤概明⽩其内容。
⾼级语⾔基本脱离了机器的硬件系统，⽤⼈们更易理解的⽅式编写程序。编写的程序称之为源程序。主要有C，C++,Python，perl 等等。
⾼级语⾔主要分为2类：
解释型：原代码由解释器⼀边解释为可执⾏的机器语⾔，⼀边执⾏，效率⽐较低，⽽且不能⽣成可独⽴执⾏的可执⾏⽂件，应⽤程序不能脱离其解释器，但这种⽅式⽐较灵活，可以动态地调整、修改应⽤程序。如python。
**编译类：**编译是指在应⽤源程序执⾏之前，就将程序源代码“翻译”成⽬标代码(机器语⾔)，因此其⽬标程序可以脱离其语⾔环境独⽴执⾏，使⽤⽐较⽅便、效率较⾼。但应⽤程序⼀旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译⽣成新的⽬标⽂件(＊ .OBJ)才能执⾏，只有⽬标⽂件⽽没有源代码，修改很不⽅便。现在⼤多数的编程语⾔都是编译型的，例如C/C++。

汇编语⾔（assembly language）

是⼀种⽤于电⼦计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语⾔，亦称为符号语⾔。在汇编语⾔中，⽤助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，⽤地址符号（Symbol）或标号（Label）代替指令或操作数的地址。在不同的设备中，汇编语⾔对应着不同的机器语⾔指令集，通过汇编过程转换成机器指令。普遍地说，特定的汇编语⾔和特定的机器语⾔指令集是⼀⼀对应的,不同平台之间不可直接移植。
简单来说，汇编语⾔是机器语⾔（⼆进制指令）的⽂本形式，与指令是⼀⼀对应的关系。汇编语⾔由汇编编译器汇编为机器语⾔（⼆进制指令）交CPU执⾏。

机器语言

机器语言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（操作码和地址解释）。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。

机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言，指令是用0和1组成的一串代码，像0101010这种。

汇编语⾔和机器语⾔

汇编语言就是对机器语言的一种转义和描述，具备初步的可读性，但是编写也十分困难和效率低下。汇编语言用符号代替机器语言的二进制码（比如用助记符代替操作码），就把机器语言变成了汇编语言。因此汇编语言亦称为符号语言。
汇编语⾔（符号语⾔）是⾯向CPU的，因此CPU不同，汇编语⾔就不⼀样，有什么CPU架构就有什么汇编语⾔，⽐如x86架构的就是x86汇
编，ARM架构的CPU对应于ARM汇编，MIPS架构的CPU对应于MIPS汇编。
CPU根据总线宽度可以分8位，16位，32位，64位等，所以相应的就有8位汇编，16位汇编，32位汇编等。
汇编语⾔优点
1、因为⽤汇编语⾔设计的程序最终被转换成机器指令，故能够保持机器语⾔的⼀致性，直接、简捷，并能像机器指令⼀样访问、控制计算机的各种硬件设备，如磁盘、存储器、CPU、I/O端⼝等。使⽤汇编语⾔，可以访问所有能够被访问的软、硬件资源。
2、⽬标代码简短，占⽤内存少，执⾏速度快，是⾼效的程序设计语⾔，经常与⾼级语⾔配合使⽤，以改善程序的执⾏速度和效率，弥补⾼级语⾔在硬件控制⽅⾯的不⾜，应⽤⼗分⼴泛。
缺点
1、汇编语⾔是⾯向机器的，处于整个计算机语⾔层次结构的底层，故被视为⼀种低级语⾔，通常是为特定的计算机或系列计算机专门设计的。不同的处理器有不同的汇编语⾔语法和编译器，编译的程序⽆法在不同的处理器上执⾏，缺乏可移植性；
2、难于从汇编语⾔代码上理解程序设计意图，可维护性差，即使是完成简单的⼯作也需要⼤量的汇编语⾔代码，很容易产⽣bug，难于调试；
3、使⽤汇编语⾔必须对某种处理器⾮常了解，⽽且只能针对特定的体系结构和处理器进⾏优化，开发效率很低，周期长且单调。

汇编语⾔与⾼级语⾔

1.汇编语⾔依赖于硬件体系(CPU)，且助记符量⼤难记，于是⼈们⼜发明了更加易⽤的所谓⾼级语⾔。在这种语⾔下，其语法和结构更类似普通英⽂，且由于远离对硬件的直接操作，使得⼀般⼈经过学习之后都可以编程。⾼级语⾔通常按其基本类型、代系、实现⽅式、应⽤范围等分类。
2.汇编语⾔与cpu有关，⾼级语⾔与cpu⽆关。
⾼级语⾔有选择，循环，汇编语⾔没有。
⾼级语⾔有符号整数型，⽆符号整数型，浮点型，汇编语⾔不区分，只有16位的字，32位的双字
⾼级语⾔运算时像数学⼀样±*/, 汇编语⾔⽤的是指令，add, sub, multi
汇编语⾔可直接使⽤寄存器，⾼级语⾔不可以
3.编译器的设计，有的编译器直接将⾼级语⾔编译成机器语⾔，有的编译器直接将⾼级语⾔编译成汇编语⾔。
4.高级语言就是经过抽象的编程语言，具备良好的可读性，编写完成后通过编译程序变成成机器语言来执行，或者由解释器来负责解释执行。

同一个语句，三种语言表达形式

对于同一个语句，有以下三种：高级语言、低级语言、机器语言的表示编程

C语言：windows

a=b+1;网络

汇编语言：数据结构

mov -0xc(%ebp),%eax编辑器

add $0x1,%eax学习

mov %eax,-0x8(%ebp)spa

机器语言：操作系统

编译器

简单讲，编译器就是将“⼀种语⾔（通常为⾼级语⾔）”翻译为“另⼀种语⾔（通常为低级语⾔）”的程序。⼀个现代编译器的主要⼯作流程：源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → ⽬标代码 (object code) → 链接器 (Linker) → 可执⾏程序(executables)⾼级计算机语⾔便于⼈编写，阅读交流，维护。
机器语⾔是计算机能直接解读、运⾏的。编译器将汇编或⾼级计算机语⾔源程序（Source program）作为输⼊，翻译成⽬标语⾔（Target language）机器代码的等价程序。源代码⼀般为⾼级语⾔ (High-level language)，如Pascal、C、C++、Java、汉语编程等或汇编语⾔，⽽⽬标则是机器语⾔的⽬标代码（Object code），有时也称作**机器代码（**Machine code）。

对于C#、VB等⾼级语⾔⽽⾔，此时编译器完成的功能是把源码（SourceCode）编译成通⽤中间语⾔（MSIL/CIL）的字节码（ByteCode）。最后运⾏的时候通过通⽤语⾔运⾏库的转换，编程最终可以被CPU直接计算的机器码（NativeCode）。

咱们都知道，机器是只能作数字计算的，可以让机器去运算的、数字的语言就是机器语言，除此以外的全部计算机语言都是非机器语言。

这样的相对于机器语言的高级语言都须要一个转换，从高级、机器不可理解，转换为机器可理解的机器语言。

这样的一个转换过程就叫作编译(Compile)，由编译器(Compiler)来完成。

由C转换为汇编语言这一过程是由汇编器(Assembler)来执行的。

C和汇编语言转换为机器语言都是由编译器来完成的。