CPU是怎么看懂代码的?

备注:这是我问答内容的一个精编版,增加了一些内容,所以和原内容略有不同。

去年底,有中国开发者已经开发出文言文编程语言,并在GitHub上摘得了5500星,在国内引起不小反响。这件事给普通人的印象是,科技发展日新月异,电脑CPU太厉害,都能读懂文言文了!

CPU真的能看懂文言文代码吗?答案是CPU既看不懂文言文代码,也看不懂英文代码。

现在的CPU晶体管数量动辄几十亿个,结构非常复杂,但内部传输的信号只有两种:高电压和低电压,分别代表数字信号“1”和“0”(也有相反的),因此CPU唯一能看懂的就是由“1”和“0”组成的代码。

由于程序(代码)存储在电脑硬盘中时,也是“1”和“0”的形式,是否就意味着,只要程序存到硬盘中,CPU就能认识呢?

答案是CPU仍然看不懂这些程序,因为以“1”和“0”位模式存储的程序和以“1”和“0”写成的机器语言完全是两回事,简单说,两者的区别类似于汉语书和英语书都用纸和油墨印制,但依然是两种不同的语言,不会英语的依然看不懂英语书。

机器语言是CPU唯一能看懂的语言,也是第一代编程语言。

CPU是怎么看懂代码的?

极客漫画《编程语言之战》,展示的是高级编程语言之间的市场竞争,也揭示了高级编程语言多如牛毛。

但问题出现了,CPU能理解的机器语言还是那个机器语言,几十年来没有变化,让它读懂高级语言那是不可能的。

怎么办?

其实,早在高级语言出现之前的汇编语言时代,聪明的计算机研发人员就开发出了专门的程序,用来将汇编语言和高级语言翻译成机器语言,其过程相当于将英语名著翻译成汉语著作。

说白了,这种翻译程序相当于人类中的翻译家。

翻译程序有两种工作方法:编译和解释,相应的程序名称是编译器和解释器。两者的区别是,编译是在执行前把整个源程序(高级语言程序)翻译成目标程序(机器语言程序),而解释是一次只翻译和执行源程序中的一行。

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