تعریف زبان ماشین
زبان ماشین، که به آن کد ماشین نیز گفته می‌شود، یک زبان برنامه‌نویسی سطح پایین است که از رشته‌ای از اعداد باینری (صفر و یک) تشکیل شده است. این زبان مستقیماً توسط واحد پردازش مرکزی (CPU) یک رایانه قابل اجرا است و به عنوان تنها زبانی شناخته می‌شود که کامپیوترها می‌توانند آن را درک کنند.
زبان ماشین به دلیل وابستگی شدیدش به سخت‌افزار، برای هر نوع پردازنده دستورالعمل‌های خاصی دارد که به صورت کدهای عددی در حافظه ذخیره می‌شوند.
ویژگی‌های زبان ماشین
- سطح پایین: زبان ماشین پایین‌ترین سطح زبانی است که کامپیوترها آن را درک می‌کنند و نیازی به مفسر یا کامپایلر ندارد
- داده‌های باینری: تمامی داده‌ها در این زبان به صورت باینری نمایش داده می‌شوند، که شامل اعداد دودویی، هگزا دسیمال و اکتال است
- عدم قابلیت خواندن برای انسان: کدهای زبان ماشین برای انسان‌ها قابل درک نیستند و تنها برای پردازنده‌ها طراحی شده‌اند
کاربردهای زبان ماشین
زبان ماشین کاربردهای متعددی دارد، از جمله:
- مدیریت حافظه: امکان دسترسی مستقیم به حافظه و مدیریت آن را فراهم می‌کند.
- پردازش دستورالعمل‌ها: برای پردازش دستورالعمل‌های انسانی به کار می‌رود و این دستورات باید به زبان CPU تبدیل شوند
- سرعت بالا: برنامه‌هایی که با استفاده از زبان ماشین نوشته می‌شوند، معمولاً سریع‌تر از برنامه‌های نوشته‌شده با زبان‌های سطح بالاتر اجرا می‌شوند.
تفاوت با زبان اسمبلی
زبان اسمبلی، که نزدیک‌ترین زبان به زبان ماشین است، از نمادهایی استفاده می‌کند که برای انسان قابل درک هستند. این نمادها توسط نرم‌افزارهای اسمبلر به کدهای زبان ماشین تبدیل می‌شوند. در حالی که زبان اسمبلی برای انسان‌ها قابل فهم است، زبان ماشین تنها برای پردازنده قابل درک است.
زبان ماشین و زبان اسمبلی دو زبان برنامه‌نویسی سطح پایین هستند که به طور مستقیم با سخت‌افزار کامپیوترها ارتباط دارند، اما تفاوت‌های اساسی بین آن‌ها وجود دارد:
۱. قابل درک بودن
- زبان ماشین: تنها به صورت کدهای باینری (صفر و یک) وجود دارد و فقط برای پردازنده‌ها قابل درک است. انسان‌ها نمی‌توانند به راحتی این کدها را بخوانند یا بفهمند
- زبان اسمبلی: از نمادها و کلمات قابل فهم (مانند Mnemonic) استفاده می‌کند که برای انسان‌ها قابل درک است. این زبان به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا دستورات را به صورت واضح‌تری بنویسند
۲. نیاز به ترجمه
- زبان ماشین: کدهای زبان ماشین مستقیماً توسط CPU اجرا می‌شوند و نیازی به هیچ نوع ترجمه ندارند
- زبان اسمبلی: برای اجرا، نیاز به یک مترجم به نام اسمبلر دارد که کدهای اسمبلی را به کد ماشین تبدیل کند
۳. ساختار و سینتکس
- زبان ماشین: ساختار آن شامل دنباله‌ای از بیت‌ها است که برای هر دستورالعمل خاص، یک کد باینری مشخص وجود دارد
- زبان اسمبلی: دارای سینتکس نزدیک به زبان طبیعی است و از نمادهایی استفاده می‌کند که به راحتی قابل یادآوری و نوشتن هستند. مثلاً برای جمع دو عدد می‌توان از دستور "ADD" استفاده کرد
۴. قابلیت ویرایش و خطایابی
- زبان ماشین: اصلاح یا ویرایش کدها در این زبان امکان‌پذیر نیست، زیرا کدها به صورت باینری هستند
- زبان اسمبلی: برنامه‌نویسان می‌توانند کدهای اسمبلی را ویرایش کنند و خطاها را راحت‌تر شناسایی کنند، زیرا ساختار آن قابل فهم‌تر است
۵. وابستگی به سخت‌افزار
هر دو زبان وابسته به معماری خاص پردازنده‌ها هستند، اما زبان اسمبلی بیشتر بر اساس نیازهای خاص سخت‌افزار طراحی شده است، در حالی که زبان ماشین دقیقاً متناسب با هر نوع پردازنده نوشته می‌شود.
به طور خلاصه، زبان ماشین زبانی است که مستقیماً توسط پردازنده‌ها اجرا می‌شود و تنها برای آن‌ها قابل درک است، در حالی که زبان اسمبلی زبانی است که انسان‌ها می‌توانند آن را بخوانند و بنویسند، اما نیازمند ترجمه به زبان ماشین برای اجرا است.
