Языки низкого уровня и высокого: Уровни языков программирования

Разница между низкоуровневыми и высокоуровневыми языками программирования

Если вас интересует программирование, обратите внимание, что языки программирования обычно делятся на два класса: Высокий уровень и Низкий уровень, и у каждого своя цель. Выбор того, какой из них лучше всего подходит для вас, во многом зависит от ваших знаний, поэтому мы решили объяснить различия между ними.

Языки программирования низкого и высокого уровня

Сегодня мы собираемся объяснить определение программирования высокого и низкого уровня, а также различных типов. Ожидается, что после прочтения этой статьи у вас будет некоторое представление о том, на каком языке следует сосредоточиться в дальнейшем.

Помните, что программировать непросто даже для профессионалов, потому что что-то может пойти не так в любой момент. Если вы не созданы для решения сложных задач, то шансы, что научиться программировать — это не ваше дело.

1]Что такое высокоуровневое программирование

Итак, из того, что мы пришли к пониманию за эти годы, есть несколько характеристик, которые определяют программирование высокого уровня, и мы собираемся рассмотреть некоторые из них.

Хорошо, поэтому высокоуровневое программирование больше похоже на человеческий язык из-за того, что он читабелен или более того. Более того, эти языки не участвуют в управлении памятью и абстракции функций.

Основными примерами языков программирования высокого уровня являются C #, Python, Java, Ruby и другие.

Читать: Что такое язык программирования R?

2]Что такое низкоуровневое программирование

Первое, что вы заметите, это то, насколько низкоуровневый язык противоположен высокоуровневому. Понимаете, в них нет абстракции, но когда дело доходит до управления памятью и возможности чтения компьютерами, они впереди.

К тому же эти языки совсем не близки к человеческому, поэтому читать их непросто.

Что касается примеров, посмотрите на машинный код и язык ассемблера, чтобы понять, о чем мы говорим.

Читать: Изучите компьютерное программирование с помощью Microsoft Small Basic.

3]Более глубокая интерпретация языков программирования высокого уровня

Хорошо, вот в чем дело. Все языки высокого уровня имеют абстракцию, как описано выше, и это хорошо, потому что упрощает их использование и понимание. Если мы посмотрим на строку кода ниже, мы увидим, насколько она удобочитаема и более похожа на человека:

# Create the data for the graph.
v <-  c(9,13,21,8,36,22,12,41,31,33,19)

# Give the chart file a unique name.
png(file = "histogram.png")

# Create the required histogram.
hist(v,xlab = "Weight",col = "yellow",border = "blue")

# Save the file.
dev.off()

Как видите, это всего лишь простые строчки кода, и если вы внимательно их прочитаете, вы поймете, что вы получаете, что происходит после. Кроме того, нет необходимости управлять памятью с помощью языка высокого уровня.

С точки зрения некоторых из наиболее важных частей высокоуровневого кодирования, это переменные, объекты, процедуры и циклы. Видите ли, это абстракции, которые делают языки высокого уровня такими простыми в использовании по сравнению с их аналогами более низкого уровня.

Кроме того, высокоуровневое кодирование позволяет пользователю отправлять десятки команд с помощью одной строки кода. Кроме того, следует отметить, что каждый язык программирования высокого уровня имеет свой собственный способ написания синтаксиса, поэтому некоторые из них будут проще, чем другие.

Читать: IDE Netbeans — это язык программирования нового поколения.

4]Более глубокая интерпретация языков программирования низкого уровня.

Как мы заявляли выше, языки программирования низкого уровня больше связаны с компьютерной системой, чем с человеческим языком, поэтому читать их обычным образом невозможно. Один из самых известных низкоуровневых языков программирования — это машинный код, и все дело в случайных числах.

Видите ли, машинный код содержит только отдельные инструкции, переданные компьютеру, а это значит, что ему не хватает абстракции.

Теперь нам не следует, чтобы Машины понимали только байты, хотя они в основном представлены в десятичной, шестнадцатеричной или двоичной системе счисления. Мы понимаем, что двоичный код используется чаще, чем другие.

Пример машинных кодов:

000000 00001 00010 00110 00000 100000

Как видите, невозможно прочитать приведенный выше код, чтобы понять, что он будет делать. С другой стороны, компьютер очень способен читать этот язык, если программист указывает четкие указания.

5]Следует ли изучать один или оба типа языков программирования?

На этот вопрос сложно ответить, поскольку у обоих языков есть свои преимущества и недостатки. Видите ли, языки высокого уровня легче изучать и понимать. Не говоря уже о том, что языки высокого уровня безопаснее, потому что они содержат определенные гарантии, которые затрудняют программистам написание кода, предназначенного для разрушения компьютера.

Языки низкого уровня — полная противоположность, и поэтому они используются не для написания кода для Интернета или приложений, а в первую очередь для программного обеспечения драйверов или ядер операционной системы.

Разъяснение языков программирования высокого уровня и низкого уровня • Оки Доки

Языки программирования разделены на два класса. Это могут быть языки высокого уровня или языки низкого уровня. Каждый тип языка программирования имеет свое назначение. Изучение различий между ними является важным шагом для определения того, какой из них использовать.

Так в чем же разница между ними? И что это значит для обучения написанию кода? Давайте начнем с определения каждого из них и узнаем больше о том, какой язык подходит именно вам.

Языки программирования высокого и низкого уровня

Есть несколько характеристик, которые определяют языки программирования высокого и низкого уровня. Вот некоторые правила, которые обычно соблюдаются для определения двух.

Языки высокого уровня:

• Особенность абстракции
• Ближе к человеческим языкам и более читабельны
• Не занимайтесь управлением памятью
• Примеры включают в себя: Java, Python, Ruby и C #

Языки низкого уровня:

• Не показывать абстракцию
• Читаются на машинах и не близки к человеческому языку
• Включите управление памятью
• Примеры включают язык ассемблера и машинный код

Если вы когда-либо программировали на C или C ++, вы могли бы понять, что эти языки плавают в серой области. Эти языки позволяют вам управлять памятью, но имеют некоторую абстракцию.

Языки низкого уровня

Является ли язык высокоуровневым или низкоуровневым, имеет отношение к абстракции и как близко к операционной системе работает язык. Языки низкого уровня ближе к компьютерной системе. Одним из наиболее распространенных языков низкого уровня является машинный код.

Машинный код не имеет абстракции — он содержит отдельные инструкции, передаваемые компьютеру. Машины понимают только байты, они представлены в двоичном формате (хотя иногда они записываются в десятичной или шестнадцатеричной записи).

Вот некоторый машинный код:

169 1 160 0 153 0 128 153 0 129 153 130 153 0 131 200 208 241 96

Не могли бы вы прочитать этот код и понять, что может сделать скрипт? Компьютер знает, но это не близко к человеческому языку.

Когда вы пишете машинный код, вам нужно указать четкие указания. Например, если часть информации должна быть извлечена из памяти, машинный код должен указать компьютеру, где ее найти. Машинный код на сегодняшний день является самым быстрым кодом для написания, а также самым сложным для создания программ.

Ассемблер является еще одним языком низкого уровня, который на шаг выше машинного кода. В ассемблере очень мало абстракций, но он похож на машинный код. Он встречается реже, чем язык C, но на шаг выше машинного кода.

Имиджевый кредит: extradeda /Depositphotos

Язык программирования C

это популярный выбор для кодеров. Хотя язык C не такой низкий, как на ассемблере, он приближается к машинному коду. Большинство операций, написанных на C, могут работать с небольшим количеством инструкций машинного кода.

Языки программирования высокого уровня

Языки высокого уровня имеют абстракцию. Эти языки очень удобочитаемы и в результате их гораздо проще использовать. Вот пример кода Python, который гораздо проще расшифровать, чем фрагмент машинного кода:

def addNumbers (Num1, Num2):
вернуть Num1 + Num2

addNumbers (4,5)
>> 9

Это простая функция, которая принимает два числа и возвращает результат. Вы точно знаете, что вы получаете, вы можете прочитать это как книгу. Вам также не нужно управлять памятью, чтобы запустить эту программу на вашем компьютере.

Переменные, объекты, процедуры и циклы являются важными частями языков высокого уровня. Это абстракция, которая делает их простыми в использовании.

Язык ассемблера имеет почти однозначное соответствие между своими командами и командами машинного кода. Язык более высокого уровня способен отправлять десятки команд с помощью одной строки кода.

Каждый язык высокого уровня имеет свой собственный способ написания синтаксиса, и вы можете обнаружить, что некоторые из них легче читать, чем другие.

Какой язык вы должны изучать?

Это распространенный вопрос среди новых программистов. Языки программирования высокого или низкого уровня лучше? Как и в случае со многими вопросами программирования, нет одного правильного ответа.

Оба языка имеют важные преимущества. Языки низкого уровня требуют очень мало интерпретации с помощью компьютера. Это делает машинный код невероятно быстрым по сравнению с другими языками программирования

, Они дают программистам большой контроль над хранением данных, памятью, компьютерным оборудованием.

Вы можете использовать эти языки для написания программного ядра или программного драйвера. Вы не будете использовать его для написания веб-приложений или игр.

Языки высокого уровня легче понять. Они позволяют программистам писать код более эффективно. Эти языки также считаются более безопасными. У них есть больше мер предосторожности, чтобы кодеры не могли вводить команды, которые могут повредить компьютер.

Они не дают программистам такого большого контроля над процессами низкого уровня и редко занимаются распределением памяти.

Список популярных языков высокого уровня включает в себя:

• Ява
• C #
• Идти
• Scala
• JavaScript
• питон
• Рубин
• SQL

Эти языки хороши для написания программ, веб-приложений и мобильных приложений.

Что вы хотите построить?

Ваш первый вопрос должен быть: что я хочу запрограммировать?

Если вы хотите писать операционные системы, ядра или что-то, что должно работать на высокой скорости, то язык более низкого уровня может быть хорошим выбором. Большая часть Windows, macOS и Linux написана на языках C и C, таких как C ++ и Objective-C.

Многие современные приложения написаны на высокоуровневых или предметно-ориентированных языках. Python и Ruby — популярные языки веб-программирования

, Такие языки, как Swift, C #, JavaScript и SQL, имеют свои собственные цели. C # является отличным многоцелевым языком, JavaScript является основой веб-кодирования, а SQL отлично подходит для программирования баз данных.

Преимущества изучения обоих

Вот интересная идея: выучить оба сразу. Вы получите более глубокое понимание абстракций и того, как они делают языки высокого уровня более эффективными. Вы также можете многое узнать о компьютерной архитектуре и о том, что заставляет ваш компьютер работать.

Конечно, изучать два языка одновременно непросто, поэтому вы можете поразить их.

Выберите язык на основе того, что вы хотите построить. Проведите небольшое исследование, чтобы выяснить, какие языки распространены в выбранной вами области карьеры. Затем используйте эту информацию, чтобы выбрать язык и начать изучение.

Вскоре вы увидите параллели и получите более глубокое понимание того, как работает программирование.

Стать лучшим программистом

Не поражайтесь различным критериям при выборе языка программирования. Пытаясь выбирать между языками высокого и низкого уровня, подумайте о том, что вас больше всего интересует. Практически в каждом случае вы должны стремиться к проектам, которые вас интересуют.

Если вы хотите перейти к языкам более низкого уровня, вы можете подумать о том, чтобы больше узнать о C. C — отличный язык для изучения, вот отличный проект для начинающих C, который поможет вам начать. Возможно, вас больше интересует кодирование на языке высокого уровня? Python — это отличный многоцелевой язык, который может многое предложить. Вы можете сделать много отличных проектов, таких как создание ботов для социальных сетей для Instagram и Reddit, используя Python

, Выберите язык и получите код!

Алгоритмические языки низкого и высокого уровня — Студопедия

Классификация языков программирования.

Существуют различные классификации языков программирования.

По наиболее распространенной классификации все языки программирования, в соответствии с тем, в каких терминах необходимо описать задачу, делят на языки низкого и высокого уровня.

Если язык близок к естественному языку программирования, то он называется языком высокого уровня, если ближе к машинным командам, – языком низкого уровня.

В группу языков низкого уровня входят машинные языки и языки символического кодирования: Автокод, Ассемблер. Операторы этого языка – это те же машинные команды, но записанные мнемоническими кодами, а в качестве операндов используются не конкретные адреса, а символические имена. Все языки низкого уровня ориентированы на определенный тип компьютера, т. е. являются машинно–зависимыми.

Машинно–ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.).

К языкам программирования высокого уровня относят Фортран (переводчик формул – был разработан в середине 50–х годов программистами фирмы IBM и в основном используется для программ, выполняющих естественно – научные и математические расчеты), Алгол, Кобол (коммерческий язык – используется, в первую очередь, для программирования экономических задач), Паскаль, Бейсик (был разработан профессорами Дармутского колледжа Джоном Кемени и Томасом Курцом.), Си (Деннис Ритч – 1972 году), Пролог (в основе языка лежит аппарат математической логики) и т.д.

Эти языки машинно–независимы, т.к. они ориентированы не на систему команд той или иной ЭВМ, а на систему операндов, характерных для записи определенного класса алгоритмов. Однако программы, написанные на языках высокого уровня, занимают больше памяти и медленнее выполняются, чем программы на машинных языках.

Программу, написанную на языке программирования высокого уровня, ЭВМ не понимает, поскольку ей доступен только машинный язык. Поэтому для перевода программы с языка программирования на язык машинных кодов используют специальные программы – трансляторы.

Существует три вида транслятора: интерпретаторы (это транслятор, который производит пооператорную обработку и выполнение исходного кода программы), компиляторы (преобразует всю программу в модуль на машинном языке, после чего программа записывается в память компьютера и лишь потом исполняется) иассемблеры (переводят программу, записанную на языке ассемблера, в программу на машинном языке).

Языки программирования также можно разделять на поколения:

– языки первого поколения: машинно–ориентированные с ручным управлением памяти на компьютерах первого поколения.

– языки второго поколения: с мнемоническим представлением команд, так называемые автокоды.

– языки третьего поколения: общего назначения, используемые для создания прикладных программ любого типа. Например, Бейсик, Кобол, Си и Паскаль.

– языки четвертого поколения: усовершенствованные, разработанные для создания специальных прикладных программ, для управления базами данных.

– языки программирования пятого поколения: языки декларативные, объектно–ориентированные и визуальные. Например, Пролог, ЛИСП (используется для построения программ с использованием методов искусственного интеллекта), Си++, Visual Basic, Delphi.

Языки программирования также можно классифицировать на процедурные и непроцедурные.

В процедурных языках программа явно описывает действия, которые необходимо выполнить, а результат задается только способом получения его при помощи некоторой процедуры, которая представляет собой определенную последовательность действий.

Среди процедурных языков выделяют в свою очередь структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы и т.д. В операционных языках для этого используются несколько операций. Широко распространены следующие структурные языки: Паскаль, Си, Ада, ПЛ/1. Среди операционных известны Фортран, Бейсик, Фокал.

Непроцедурное (декларативное) программирование появилось в начале 70-х годов 20 века, К непроцедурному программированию относятся функциональные и логические языки.

В функциональных языках программа описывает вычисление некоторой функции. Обычно эта функция задается как композиция других, более простых, те в свою очередь делятся на еще более простые задачи и т.д. Один из основных элементов функциональных языков – рекурсия. Оператора присваивания и циклов в классических функциональных языках нет.

В логических языках программа вообще не описывает действий. Она задает данные и соотношения между ними. После этого системе можно задавать вопросы. Машина перебирает известные и заданные в программе данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задается самим языком. Классическим языком логического программирования считается Пролог. Программа на Прологе содержит, набор предикатов–утверждений, которые образуют проблемно–ориентированную базу данных и правила, имеющие вид условий.

Можно выделить еще один класс языков программирования – объектно–ориентированные языки высокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно–ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме.

Первый объектно-ориентированный язык программирования Simula был создан в 1960-х годах Нигаардом и Далом.

Ява – язык для программирования Internet, позволяющий создавать безопасные, переносимые, надежные, объектно–ориентированные интерактивные программы. Язык Ява жестко связан с Internet, потому, что первой серьезной программой, написанной на этом языке, был браузер Всемирной паутины.

В последнее время, говоря о программировании в Internet, часто имеют в виду создание публикаций с использованием языка разметки гипертекстовых документов HTML. Применение специальных средств (HTML–редакторов) позволяет не только создавать отдельные динамически изменяющиеся интерактивные HTML–документы, используя при этом данные мультимедиа, но и редактировать целые сайты.

Языки программирования высокого и низкого уровня: что вы должны изучать?

Когда вы пытаетесь выяснить, какой язык программирования выучить , вы, вероятно, встретите термины «высокий уровень» и «низкий уровень». Люди постоянно говорят о языках высокого и низкого уровня.

Но что именно это значит? И что это значит для обучения написанию кода? Давайте начнем с определений каждого и пойдем оттуда.

Языки программирования «высшего» и «нижнего уровня»

В этой статье я расскажу о языках «высокого» и «низкого» уровня. Но конкретных критериев для этого нет. Вот почему я также буду говорить о «более высоких» и «более низких» уровнях.

Просто имейте в виду, что это во многом зависит от вашей точки зрения. Если вы программист на C, Java может показаться довольно высоким уровнем. Если вы привыкли к Ruby, Java может показаться языком низкого уровня.

Машинный код и языки низкого уровня

Считается ли язык высокоуровневым или низкоуровневым (или где-то посередине) — все дело в абстракции. Машинный код не имеет абстракции — он содержит отдельные инструкции, передаваемые компьютеру. И поскольку машины работают только с числами, они представлены в двоичном формате (хотя иногда они записываются в десятичной или шестнадцатеричной записи).

Вот пример машинного кода ( через Википедию ):

8B542408 83FA0077 06B80000 0000C383 FA027706 B8010000 00C353BB 01000000 B9010000 008D0419 83FA0376 078BD989 C14AEBF1 5BC3 

В машинном коде операции должны быть указаны точно. Например, если часть информации должна быть извлечена из памяти, машинный код должен сообщить компьютеру, где в памяти ее найти.

Написание непосредственно в машинном коде возможно, но очень сложно.

Языки программирования низкого уровня добавляют немного абстракции машинному коду . Эта абстракция скрывает определенные инструкции машинного кода за объявлениями, которые более удобочитаемы. Языки ассемблера — это языки самого низкого уровня рядом с машинным кодом.

В машинном коде вы можете написать что-то вроде «10110000 01100001», но язык ассемблера может упростить это до « MOV AL, 61h ». Между тем, что написано на языке ассемблера, и инструкциями, переданными машине, все еще существует почти однозначное соответствие.

Кредит изображения: extradeda / Depositphotos

Переходя к более популярным языкам программирования, вы придете к чему-то вроде Хотя это и не так низко, как на языке ассемблера, все же существует сильное соответствие между тем, что написано на C, и машинным кодом. Большинство операций, написанных на C, могут быть выполнены с небольшим количеством инструкций машинного кода.

Языки программирования высокого уровня

Как и языки более низкого уровня, языки более высокого уровня охватывают широкий спектр абстракций. Некоторые из них, например Java (который, как вы могли бы поспорить, на самом деле является языком программирования среднего уровня ), все еще дают вам большой контроль над тем, как компьютер управляет памятью и данными .

Другие, такие как Ruby и Python, очень абстрактны. Они дают вам меньше доступа к этим функциям более низкого уровня, но синтаксис намного проще читать и писать. Вы можете группировать вещи вместе в классах, которые наследуют характеристики, поэтому вам нужно только объявить их один раз.

Кредит изображения: micrologia / Depositphotos

Переменные, объекты, процедуры и циклы — все это важные части языков высокого уровня. Эти и другие понятия помогают вам сказать машине делать много вещей с помощью коротких и кратких заявлений.

В тех случаях, когда язык ассемблера имеет почти однозначное соответствие между своими командами и командами машинного кода, язык более высокого уровня может отправлять десятки команд с помощью одной строки кода.

Важно отметить, что «языки программирования высокого уровня» могут включать в себя все, что более абстрактно, чем язык ассемблера. Это зависит от того, кто обсуждает эту тему. Поэтому, когда вы говорите или читаете о языках, убедитесь, что вы находитесь на той же странице.

Стоит ли изучать язык низкого или высокого уровня?

Это наверняка будет распространенным вопросом среди новых и начинающих программистов. Являются ли языки программирования высокого или низкого уровня лучше? Как и в случае со многими вопросами программирования, вопрос о языках высокого и низкого уровня не так прост.

Оба типа языков имеют важные преимущества . Языки низкого уровня, потому что они требуют небольшого количества интерпретаций с помощью компьютера, как правило, работают очень быстро. работают И они дают программистам большой контроль над хранением данных, памятью и поиском.

Языки высокого уровня, однако, интуитивно легче понять, и позволяют программистам писать код намного эффективнее. Эти языки также считаются «более безопасными», поскольку существует больше мер безопасности, которые не позволяют кодировщикам давать плохо написанные команды, которые могут привести к повреждению. Но они не дают программистам такого большого контроля над процессами низкого уровня.

Имея это в виду, вот несколько популярных языков в диапазоне от низкого до высокого:

• С
• C ++
• Джава
• C #
• Perl
• шепелявость
• JavaScript
• питон
• Рубин
• SQL

Конечно, это отчасти субъективно. И это включает только крошечное сечение доступных языков.

Но это должно дать вам некоторое представление о том, где языки, в которых вы заинтересованы, попадают в масштаб.

Что ты хочешь делать?

Решая, что вы хотите изучать, ваш первый вопрос должен быть о том, что вы хотите запрограммировать .

Если вы хотите писать операционные системы, ядра или что-то, что должно работать с максимально возможной скоростью, язык более низкого уровня может быть хорошим выбором. Большая часть Windows, OS X и Linux написана на языках C и C, таких как C ++ и Objective-C.

Многие современные приложения написаны на высокоуровневых или даже предметно-ориентированных языках. Python и Ruby особенно популярны для веб-приложений. , хотя HTML5 становится все более мощным. Такие языки, как Swift, C #, JavaScript и SQL, имеют свои сильные и слабые стороны.

Рассмотрим изучение обоих

Я недавно прочитал ветку об этом самом вопросе на форуме по программированию и наткнулся на интересное предложение: выучить оба сразу . Вы получите более глубокое понимание типов абстракций, которые делают язык более высокого уровня более эффективным.

Конечно, изучать два языка одновременно непросто , так что вы можете поразить их. И выбор двух похожих языков может быть полезным.

Опять же, мы вернемся к вопросу, который я поднял ранее: выберите язык, основанный на том, что вы хотите построить . Проведите исследование, чтобы выяснить, какие языки используют люди в вашей области. Затем используйте эту информацию, чтобы выбрать язык высокого и низкого уровня, и начните изучать их.

Вскоре вы увидите параллели и получите более глубокое понимание того, как работает программирование.

Фокус на цели, а не на средства

Есть много критериев, которые вы можете использовать, чтобы выбрать язык программирования. Высокий против низкого уровня является одним из них. Но почти во всех случаях вы должны использовать критерии, которые вы хотите запрограммировать .

Ваш проект может получить пользу от языка низкого уровня. Или это может быть гораздо более эффективным в высоком уровне. Ключ должен выбрать правильный инструмент для работы. Сконцентрируйтесь на своей цели, и вы всегда будете выбирать правильный язык.

У вас есть опыт работы с языками высокого и низкого уровня? Вы предпочитаете одно другому? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже!

Языки программирования высокого и низкого уровня

На чтение 3 мин Просмотров 45 Опубликовано 17.09.2020

Сегодня не так много навыков более ценных, чем умение программировать. Мало того, что многие рабочие места полностью связаны с кодированием, но и растущая доля должностей требует определённых навыков программирования, чтобы преуспеть.

По мере того, как вы учитесь программировать, вы, вероятно, столкнётесь с различием между «высокоуровневыми» и «низкоуровневыми» языками программирования.

Язык программирования — это средство общения с компьютером в понятной для него форме. Естественные языки, такие как английский, не работают, потому что они содержат много тонкости и двусмысленности. Вместо этого мы создаём более формальные и жёсткие языки вроде Python или C. Это позволяет нам разбивать задачи на крошечные наборы инструкций, которые компьютеры могут выполнять быстро.

Весь код в итоге превращается в «машинный язык», единицы и 0, которые фактически сообщают машине, где хранить данные в памяти, когда к ним обращаться и какие операции выполнять.

Языки программирования высокого уровня

Есть много мест, где языки высокого уровня пригодятся.

Языки программирования высокого уровня относительно далеки от машинного языка. Чем ниже язык, тем более прямой контроль вы имеете над компьютером, поэтому языки высокого уровня, как правило, отказываются от некоторой части этого контроля, чтобы их было легче понять и использовать.

Например, Ruby — один из языков самого высокого уровня. Несколько человек отметили, что они могут читать код Ruby даже без какого-либо опыта программирования!

Это даёт вам некоторое представление о том, для каких приложений лучше всего подходят языки высокого уровня. Веб-разработка — хороший тому пример.

Языки низкого уровня

Как правило, чем ближе вы к оборудованию, тем ниже язык.

Языки низкого уровня относительно близки к машинному языку. Написание на языках низкого уровня означает, что вы чаще имеете прямой контроль над такими задачами, как управление памятью. Чем ниже вы опускаетесь, тем труднее людям понять проблему и написать код.

Машинный язык, конечно, настолько слаб, насколько это возможно. Но думать о задачах как о цепочках из единиц и нулей практически невозможно, поэтому вместо этого мы используем такой язык, как Assembly.

C — распространённый пример языка низкого уровня. Его синтаксис намного более загадочен, чем у Python, но он более полезен, если вы хотите оптимизировать производительность оборудования. Графическое программирование и некоторые виды высокопроизводительных вычислений (HPC) — этой области, в которых вы, вероятно, будете использовать язык низкого уровня.

Языки программирования высокого и низкого уровня: что изучать

Лучший язык для изучения зависит от ваших целей.

Как это часто бывает, это действительно зависит от того, что вы пытаетесь сделать. Как обсуждалось в предыдущих двух разделах, языки высокого и низкого уровня отчасти различаются по видам компромиссов, которые они совершают.

Языки высокого уровня, как правило, легче изучать, но они дают вам меньше контроля над компьютером. Языки низкого уровня, как правило, прямо противоположны: их сложнее выучить, но они дают больше контроля над компьютером.

Если вы хотите увеличить графику игры, вам, вероятно, придётся «висеть» прямо над видеокартой, манипулируя ею с помощью низкоуровневого языка.

Оба типа стоит изучить, но их следует расставить по приоритетам, исходя из ваших целей и вашего личного опыта. К счастью, существует множество отличных ресурсов, таких как курсы для начинающих по программированию, которые могут помочь вам в достижении ваших личных и профессиональных целей.

РАЗНИЦА МЕЖДУ ЯЗЫКОМ ВЫСОКОГО И НИЗКОГО УРОВНЯ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ — ТЕХНОЛОГИЯ

Компьютер функционирует в соответствии с инструкциями, предоставленными пользователем. Набор инструкций, написанных для выполнения определенной задачи, представляет собой компьютерную программу. Набор

Ключевое отличие — высокое

Уровень языка против языка низкого уровня
 

Компьютер функционирует в соответствии с инструкциями, предоставленными пользователем. Набор инструкций, написанных для выполнения определенной задачи, представляет собой компьютерную программу. Набор компьютерных программ известен как программное обеспечение. Компьютерные программы или программное обеспечение написаны с использованием языка компьютерного программирования. В мире существует большое количество языков программирования. Языки компьютерного программирования можно разделить на две основные категории. Это языки высокого и низкого уровня. В ключевое отличие между языком высокого уровня и языком низкого уровня заключается в том, что Язык высокого уровня — это дружественный к программисту язык, который обеспечивает высокий уровень абстракции от оборудования, тогда как язык низкого уровня — это язык, дружественный к компьютеру и не обеспечивающий абстракции от оборудования или без него.. Языки высокого уровня полезны для создания настольных, веб-и мобильных приложений, а языки низкого уровня полезны для разработки приложений, связанных с оборудованием, таких как драйверы устройств, операционные системы и встроенные системы.

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое язык высокого уровня
3. Что такое язык низкого уровня
4. Сходство между языком высокого и низкого уровня
5. Параллельное сравнение — язык высокого уровня и язык низкого уровня в табличной форме
6. Резюме

Что такое язык высокого уровня?

Язык высокого уровня близок к человеку или программисту. Некоторыми примерами языков высокого уровня являются Java, C #, Python. Эти языки программирования просты для понимания людьми и позволяют разрабатывать программы для выполнения различных задач. Каждый язык программирования имеет уникальный набор ключевых слов и синтаксис для написания программ. Они независимы от машины и портативны.

Языки высокого уровня имеют синтаксис, аналогичный английскому языку, поэтому для преобразования читаемой человеком программы в машиночитаемый машинный код используется компилятор или интерпретатор. Эти языки не взаимодействуют напрямую с оборудованием. Следовательно, для выполнения языков высокого уровня требуется время. Языки высокого уровня также неэффективны по памяти. Для них могут потребоваться определенные среды выполнения.

Использование языков высокого уровня дает множество преимуществ. Программист легко понимает язык. Они удобны для программистов, их легко отлаживать и поддерживать. В целом, языки высокого уровня полезны для создания различных приложений.

Что такое язык низкого уровня?

Язык низкого уровня — это машинный язык. Он может напрямую взаимодействовать с регистрами и памятью. Язык низкого уровня не требует компилятора или интерпретатора для преобразования программы в машинный код, поэтому язык низкого уровня работает быстрее, чем язык высокого уровня. Эти программы зависят от машины и не переносятся. Наиболее распространенными языками низкого уровня являются машинный язык и язык ассемблера.

Машинный язык — это язык, наиболее близкий к аппаратному. ЦП напрямую выполняет эти инструкции. Машинный язык состоит из нулей и единиц. Программы на машинном языке зависят от машины. Ассемблер на шаг впереди машинного языка. Программист должен хорошо разбираться в архитектуре компьютера и процессоре, чтобы программировать на языке ассемблера. Программа на ассемблере преобразуется в машинный язык с помощью ассемблера. В языке ассемблера есть мнемоники, которые представляют собой инструкции низкого уровня. Некоторые команды языка ассемблера — это MOV и ADD.

В целом, низкоуровневые языки используются для создания приложений, которые быстро выполняются. Их также можно использовать для разработки приложений, связанных с оборудованием, таких как драйверы устройств и операционные системы. Изучать языки программирования низкого уровня сложно. Это требует хорошего знания архитектуры компьютера.

В чем сходство между языком высокого и низкого уровня?

• Оба дают компьютеру инструкции для выполнения определенной задачи.

В чем разница между языком высокого и низкого уровня?

Резюме — высокий

Уровень языка против языка низкого уровня

Компьютеры выполняют различные функции в зависимости от инструкций, предоставленных пользователем. Эти наборы команд представляют собой программы и написаны с использованием определенного языка программирования. Язык программирования — это формальный сконструированный язык, предназначенный для связи с компьютером. Языки программирования можно разделить на языки высокого и низкого уровня. Языки низкого уровня способны эффективно работать с оборудованием. Языки высокого уровня более популярны среди программистов, потому что их легко изучать, читать, отлаживать и тестировать. Разница между языком высокого уровня и языком низкого уровня заключается в том, что язык высокого уровня — это дружественный к программисту язык, который обеспечивает высокий уровень абстракции от оборудования, в то время как язык низкого уровня — это язык, который является машинно-дружественным и не обеспечивает абстракции от оборудования или в меньшей степени.

Скачать PDF-файл «Язык высокого уровня против языка низкого уровня»

Вы можете скачать PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, скачайте PDF-версию здесь. Разница между языком высокого и низкого уровня.

Ассемблер Введение

Главная /
Ассемблер /
Для чайников /

Для начала разберёмся с терминологией.

Машинный код – система команд конкретной вычислительной машины (процессора),
которая интерпретируется непосредственно процессором. Команда, как правило, представляет
собой целое число, которое записывается в регистр процессора. Процессор читает это число и
выполняет операцию, которая соответствует этой команде. Популярно это описано в книге
Как стать программистом.

Язык программирования низкого уровня (низкоуровневый язык программирования) –
это язык программирования, максимально приближённый к программированию в машинных кодах.
В отличие от машинных кодов, в языке низкого уровня каждой команде соответствует не число,
а сокращённое название команды (мнемоника). Например, команда ADD – это сокращение от слова
ADDITION (сложение). Поэтому использование языка низкого уровня существенно упрощает написание
и чтение программ (по сравнению с программированием в машинных кодах). Язык низкого уровня
привязан к конкретному процессору. Например, если вы написали программу на языке низкого
уровня для процессора PIC, то можете быть уверены, что она не будет работать с процессором AVR.

Язык программирования высокого уровня – это язык программирования,
максимально приближённый к человеческому языку (обычно к английскому, но есть языки
программирования на национальных языках, например, язык 1С основан на русском языке).
Язык высокого уровня практически не привязан ни к конкретному процессору, ни к
операционной системе (если не используются специфические директивы).

Язык ассемблера – это низкоуровневый язык программирования, на котором
вы пишите свои программы. Для каждого процессора существует свой язык ассемблера.

Ассемблер – это специальная программа, которая преобразует (компилирует)
исходные тексты вашей программы, написанной на языке ассемблера, в исполняемый файл (файл
с расширением EXE или COM). Если быть точным, то для создания исполняемого файла требуются
дополнительные программы, а не только ассемблер. Но об этом позже…

В большинстве случаев говорят «ассемблер», а подразумевают «язык ассемблера». Теперь
вы знаете, что это разные вещи и так говорить не совсем правильно. Хотя все программисты
вас поймут.

ВАЖНО!
В отличие от языков высокого уровня, таких, как
Паскаль,
Бейсик и т.п., для
КАЖДОГО АССЕМБЛЕРА существует СВОЙ ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА. Это правило в корне отличает язык
ассемблера от языков высокого уровня. Исходные тексты программы (или просто «исходники»),
написанной на языке высокого уровня, вы в большинстве случаев можете откомпилировать
разными компиляторами для разных процессоров и разных операционных систем.
С ассемблерными исходниками это сделать будет намного сложнее. Конечно, эта разница
почти не ощутима для разных ассемблеров, которые предназначены для одинаковых процессоров.
Но в том то и дело, что для КАЖДОГО ПРОЦЕССОРА существует СВОЙ АССЕМБЛЕР и
СВОЙ ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА. В этом смысле программировать на языках высокого уровня гораздо проще.
Однако за все удовольствия надо платить. В случае с языками высокого уровня мы можем
столкнуться с такими вещами как больший размер исполняемого файла, худшее быстродействие и т.п.

В этой книге мы будем говорить только о программировании для компьютеров с процессорами
Intel (или совместимыми). Для того чтобы на практике проверить приведённые в книге примеры,
вам потребуются следующие программы (или хотя бы некоторые из них):

1. Emu8086. Хорошая программа, особенно для новичков. Включает в себя редактор исходного
   кода и некоторые другие полезные вещи. Работает в Windows, хотя программы пишутся под DOS.
   К сожалению, программа стоит денег (но оно того стоит))). Подробности см. на сайте
   http://www.emu8086.com.
2. TASM – Турбо Ассемблер от фирмы Borland. Можно создавать программы как для DOS так и для
   Windows. Тоже стоит денег и в данный момент уже не поддерживается (да и фирмы Borland уже
   не существует). А вообще вещь хорошая.
3. MASM – Ассемблер от компании Microsoft (расшифровывается как МАКРО ассемблер, а не
   Microsoft Assembler, как думают многие непосвящённые). Пожалуй, самый популярный ассемблер
   для процессоров Intel. Поддерживается до сих пор. Условно бесплатная программа. То есть,
   если вы будете покупать её отдельно, то она будет стоить денег. Но она доступна бесплатно
   подписчикам MSDN и входит в пакет программ Visual Studio от Microsoft.
4. WASM – ассемблер от компании Watcom. Как и все другие, обладает преимуществами и
   недостатками.
5. Debug — обладает скромными возможностями, но имеет большой плюс — входит в стандартный
   набор Windows. Поищите ее в папке WINDOWS\COMMAND или WINDOWS\SYSTEM32. Если не найдете,
   тогда в других папках каталога WINDOWS.
6. Желательно также иметь какой-нибудь
   шестнадцатеричный редактор. Не
   помешает и досовский файловый менеджер, например Волков Коммандер (VC) или Нортон Коммандер
   (NC). С их помощью можно также посмотреть шестнадцатеричные коды файла, но редактировать
   нельзя. Бесплатных шестнадцатеричных редакторов в Интернете довольно много. Вот один из них:
   McAfee FileInsight v2.1. Этот же редактор можно использовать для работы с исходными текстами программ. Однако мне больше нравится делать это с помощью следующего редактора:
7. Текстовый редактор. Необходим для написания исходных текстов ваших программ. Могу
   порекомендовать бесплатный редактор
   PSPad, который поддерживает множество языков
   программирования, в том числе и язык Ассемблера.

Все представленные в этой книге программы (и примеры программ) проверены на работоспособность.
И именно эти программы используются для реализации примеров программ, приведённых в данной
книге.

И еще – исходный код, написанный, например для Emu8086, будет немного отличаться от кода,
написанного, например, для TASM. Эти отличия будут оговорены.

Большая часть программ, приведённых в книге, написана для MASM. Во-первых, потому что
этот ассемблер наиболее популярен и до сих пор поддерживается. Во-вторых, потому что он
поставляется с MSDN и с пакетом программ Visual Studio от Microsoft. Ну и в третьих, потому
что я являюсь счастливым обладателем лицензионной копии MASM.

Если же у вас уже есть какой-либо ассемблер, не вошедший в перечисленный выше список,
то вам придётся самостоятельно разобраться с его синтаксисом и почитать руководство
пользователя, чтобы научиться правильно с ним работать. Но общие рекомендации, приведённые
в данной книге, будут справедливы для любых (ну или почти для любых) ассемблеров.

Разница между языками высокого и низкого уровня

Оба язык высокого уровня и язык низкого уровня являются типами языков программирования.

Основное различие между языком высокого уровня и языком низкого уровня состоит в том, что программисты могут легко понимать, интерпретировать или компилировать язык высокого уровня по сравнению с компьютером. С другой стороны, Machine может легко понимать язык низкого уровня по сравнению с людьми.

Вниманию читателя! Все, кто говорит, что программирование не для детей, просто еще не встретили подходящих наставников. Присоединяйтесь к демонстрационному классу для первого шага к курсу программирования, специально разработан для учащихся 8-12 классов.

Студенты получат больше информации о мире программирования в этих бесплатных классах , которые определенно помогут сделать правильный выбор карьеры в будущем.

Примеры языков высокого уровня: C, C ++, Java, Python и т. Д.

Давайте посмотрим на разницу между языками высокого и низкого уровня:

Разница между языком высокого и низкого уровня

Когда мы говорим о языках программирования, мы можем разделить их на 2 широких типа:

• Язык высокого уровня
• Язык низкого уровня

Основная разница Между этими двумя языками заключается в том, что язык высокого уровня удобен для программистов, поскольку он ближе к естественному языку, но он не может быть напрямую интерпретирован машинами, тогда как язык низкого уровня может быть легко понят компьютерной системой, но на в то же время программисту сложно писать и понимать на этом языке.

Разница между языком высокого и низкого уровня в табличной форме:

Язык низкого уровня

9 0002 Язык низкого уровня можно описать как язык, который легко понимается компьютером или машиной.Язык низкого уровня сложно писать, понимать и отлаживать. По этой причине люди начинают переходить на языки высокого уровня.

Это можно разделить на два типа: ассемблер и машинный язык .

Когда дело доходит до современных языков, таких как Java и Python, разработчик использует IDE (интегрированную среду разработки) для написания исходного кода, который не может быть напрямую понят ЦП. Скорее, код должен быть скомпилирован на языке низкого уровня.Это означает, что языки низкого уровня быстрее, чем языки высокого уровня.

Язык ассемблера можно рассматривать как мост между языком высокого уровня и машинным языком, поскольку он предоставляет такие команды, как ADD (сложение), MUL (умножение) и SUB (вычитание), которые выполняют определенные операции. Однако он использует ассемблер для преобразования в машинный язык.

Машинный язык — это язык, состоящий из двоичного кода и фактического кода, который понимает ЦП.

Не требуется переводчика для преобразования кода низкого уровня в собственные инструкции.

Язык высокого уровня

В двух словах его можно определить как язык, понятный программисту или пользователю. C ++, Java и Python — некоторые примеры.

Эти языки ближе к естественному языку, понятному человеку и легко поддающемуся отладке. Но для преобразования исходного кода в собственный код, который компьютер может интерпретировать, требуется переводчик.

Как уже обсуждалось, программа, написанная на языке высокого уровня, не может выполняться напрямую, для этого используется транслятор, который переводит код на машинный язык.Такие как интерпретатор и компилятор.

Ключевые различия

• Язык высокого уровня — это язык, который полностью не зависит от машины / компьютера; в то время как; Язык низкого уровня — это язык, который полностью зависит от машины / компьютера.
• Языки высокого уровня также описываются как язык с наименьшей эффективностью использования памяти; с другой стороны, они очень эффективны с точки зрения памяти.
• Когда мы говорим о Высоком уровне, важно понимать, что он очень хорошо структурирован; в то время как; в случае низкоуровневой системы нет надлежащей структуры, которой необходимо следовать.
• Технически говоря, языки высокого уровня всегда написаны на той или иной форме английского языка, которая не понятна машине / компьютеру; в то время как; в случае низкого уровня они всегда находятся в двоичной форме, которая легко понятна машине / компьютеру.
• Когда дело доходит до высокого уровня, их очень легко поддерживать и даже манипулировать; в то время как; когда дело доходит до низкоуровневых, они очень сложны по своей природе, и их нелегко поддерживать.
• Язык высокого уровня всегда требует компилятора или интерпретатора для эффективного перевода; в то время как; низкоуровневому потребуется ассемблер для эффективного перевода.
• Языки высокого уровня очень портативны, когда дело касается их природы; в то время как; низкоуровневые абсолютно непереносимы.
• Язык высокого уровня можно также назвать дружественным к программам языком; в то время как; низкоуровневый язык также можно назвать машинно-дружественным языком.
• Более того, языки высокого уровня довольно легко отлаживать; в то время как; низкоуровневые очень сложны для отладки.

Связанные

Разница между языком высокого и низкого уровня (со сравнительной таблицей)

Язык высокого уровня и язык низкого уровня — это типы языков программирования. Прежнее различие между языком высокого уровня и языком низкого уровня состоит в том, что язык высокого уровня легко интерпретируется программистами, но не машинами, тогда как язык низкого уровня может быть легко понят машинами, но не людьми. Язык низкого уровня содержит машинный язык и язык ассемблера.

Содержимое: язык высокого уровня и язык низкого уровня

1. 1. Сравнительная таблица
   2. Определение
   3. Ключевые отличия
   4. Заключение

Сравнительная таблица

Определение языка высокого уровня

Языки высокого уровня — это языки программирования, построенные на основе комбинации математических символов, символов и символов естественного языка и смоделированные на основе реальных сценариев.В общем, современные процедурно-ориентированные языки программирования известны как языки высокого уровня. В основном они реализованы для быстрой и простой разработки программы. Не требуется запоминать архитектуру и регистры ЦП для разработки программы. Компиляторы используются для перевода программы на языке высокого уровня на машинный язык. Существуют различные языки высокого уровня, такие как COBOL, FORTRAN, BASIC, C и C ++, Java и т. Д.

Чтобы получить представление о языке высокого уровня, давайте возьмем пример покупок в Интернете.Когда пользователь хочет купить что-то в Интернете, он / она выбирает товары и добавляет их в корзину, чтобы купить это, а затем выбирает способы оплаты. Способы оплаты включают в себя банковское обслуживание через Интернет, дебетовую карту, кредитную карту или наложенный платеж (наложенный платеж). Данные владельца счета проверяются и сверяются с базой данных банка в платежном шлюзе. Наконец, сделка состоится, и заказ будет доставлен в течение нескольких дней.

Указанное выше действие можно интерпретировать на языке программирования высокого уровня следующим образом:

 Корзина> = 0
X_item = Корзина + 1; // (покупка X_item)
в то время как (payment_choice! = 3)
{
Печать: нажмите 1 для сетевого банкинга;
Печать: нажмите 2 для банковских карт;
Печать: нажмите 3 для наложенного платежа;
Печать: введите свой выбор;
переключатель (payment_choice)
{
Дело 1:
Печать: введите информацию о вашем сетевом банке;
перерыв;
случай 2:
Печать: введите данные своей карты;
перерыв;
случай 3:
Печать: наличные деньги взимаются после доставки товара;
перерыв:
дефолт:
Печать: вы не выбрали ни один из вариантов;
}
Распечатать: ваш заказ размещен на позицию X;
}
Печать: неизвестная ошибка; 

Определение языка низкого уровня

Низкоуровневый язык считается низким, потому что он переходит на машинный уровень и может определять, как фактически взаимодействуют аппаратные элементы компьютера.Эти низкоуровневые языки требуют обширных знаний об аппаратных компонентах и ​​их конфигурации. Язык машинного уровня и язык ассемблера относятся к языкам низкого уровня.

Машинный язык считается естественным языком компьютера, который может быть напрямую распознан электронными машинами. Это непереносимый и машинно-зависимый язык, который состоит только из двух двоичных чисел 0 и 1. Каждая инструкция в компьютере существует в виде двоичного кода.Однако довольно сложно дать компьютеру инструкции на двоичном языке, что означает взаимодействие с компьютером на двоичном языке или написание программ на языке машинного уровня. Скорость написания, тестирования и отладки на машинном языке низкая, и очень часто встречаются неосторожные ошибки. Машинный язык определяется конструкцией аппаратного обеспечения этой аппаратной платформы. Это утомительно и требует много времени.

Другой вариант низкоуровневого языка — ассемблер. На этом языке программисты используют команды, которые немного напоминают обычный английский, который до некоторой степени понятен и интерпретируется программистами.Программы создаются с использованием буквенно-цифровых символов (также известных как мнемоника) вместо нулей и единиц. Он включает ADD, SUB, MUL, DIV, RLC и RAL в качестве символов или мнемоник.

Хотя каждая программа, написанная на языке, отличном от машинного, переводится на машинный язык. Ассемблер используется для выполнения таких операций с целью перевода немашинного языка на машинный. Каждый процессор имеет свой собственный язык ассемблера, например, процессоры 8085, 8086, 80186 имеют свой собственный язык ассемблера.

Ключевые различия между языком высокого и низкого уровня

1. Язык высокого уровня удобен для программистов. Напротив, низкоуровневый язык дружелюбен к машинам, что означает, что он легко интерпретируется машинами.
2. Языки низкого уровня требуют времени для выполнения, тогда как языки высокого уровня выполняются быстрее.
3. Языки высокого уровня преобразуются в машинно-зависимый язык с помощью компилятора. В отличие от языков низкого уровня для языка ассемблера требуется только ассемблер.
4. Когда дело доходит до потребления памяти, языки низкого уровня очень эффективны, а языки высокого уровня — нет.
5. Язык высокого уровня легко понять, тогда как язык низкого уровня не может быть легко интерпретирован, поскольку он содержит набор длинных серий нулей и единиц.
6. Низкоуровневые языки не могут работать на разных машинах, поскольку они непереносимы и машинно-независимы. Напротив, программы, написанные на языках высокого уровня, переносимы и машинно-независимы.
7. Отладка и обслуживание проще и языки высокого уровня по сравнению с языками низкого уровня.

Заключение

Низкоуровневые языки в основном используются для создания менее оперативных приложений, где требуются простые и специфические функции, такие как станок с ЧПУ, электронные устройства и т. Д. С другой стороны, языки высокого уровня используются для создания обширных приложений, в которых выполняется длинная последовательность функций, таких как программное обеспечение, используемое в больницах, на промышленных предприятиях, на заводах и т. Д.

3.1: Структура низкоуровневых программ

Введение

Этот раздел знакомит учащихся с языками программирования низкого уровня. Учащиеся должны различать языки низкого уровня и разные способы их использования в компьютерном программировании

Сведения о деятельности

В информатике язык программирования низкого уровня — это язык программирования, который практически не обеспечивает абстракции от архитектуры набора команд компьютера — команды или функции на языке сопоставляются с инструкциями процессора.Это относится либо к машинному коду, либо к языку ассемблера. Слово «низкий» относится к небольшой или несуществующей абстракции между языком и машинным языком; из-за этого низкоуровневые языки иногда называют «близкими к оборудованию». Из-за тесной взаимосвязи между языком и аппаратной архитектурой программы, написанные на языках низкого уровня, как правило, относительно непереносимы.

Низкоуровневые языки могут преобразовывать в машинный код без компилятора или интерпретатора — языки программирования второго поколения используют более простой процессор, называемый ассемблером, — и полученный код выполняется непосредственно на процессоре.Программу, написанную на языке низкого уровня, можно заставить работать очень быстро с небольшим объемом памяти. Эквивалентная программа на языке высокого уровня может быть менее эффективной и использовать больше памяти. Языки низкого уровня просты, но считаются сложными в использовании из-за множества технических деталей, которые программист должен помнить. Для сравнения: язык программирования высокого уровня изолирует семантику выполнения компьютерной архитектуры от спецификации программы, что упрощает разработку.

Коды машин

Машинный код — единственный язык, который компьютер может обрабатывать напрямую без предварительного преобразования. В настоящее время программисты почти никогда не пишут программы непосредственно в машинном коде, потому что это требует внимания к многочисленным деталям, которые язык высокого уровня обрабатывает автоматически, требует запоминания или поиска числовых кодов для каждой инструкции и чрезвычайно трудно изменить.

Истинный машинный код — это поток необработанных, обычно двоичных данных.Программист, кодирующий «машинный код», обычно кодирует инструкции и данные в более удобочитаемой форме, такой как десятичная, восьмеричная или шестнадцатеричная, которая переводится во внутренний формат программой, называемой загрузчиком, или переключается в память компьютера с передней панели.

Язык ассемблера

Языки второго поколения предоставляют один уровень абстракции поверх машинного кода. На заре программирования на таких компьютерах, как TX-0 и PDP-1, первое, что сделали хакеры из Массачусетского технологического института, — это написали ассемблеры.Язык ассемблера имеет небольшую семантику или формальную спецификацию, являясь только отображением удобочитаемых символов, включая символьные адреса, на коды операций, адреса, числовые константы, строки и так далее.

Обычно одна машинная инструкция представлена ​​одной строкой ассемблерного кода. Ассемблеры создают объектные файлы, которые могут связываться с другими объектными файлами или загружаться самостоятельно. Большинство ассемблеров предоставляют макросы для генерации общих последовательностей инструкций.

Ограничения низкоуровневых архитектур

• Очень трудно читать или выучить для непосвященных.
• Не очень самодокументируемый, как языки более высокого уровня.
• Сложнее модифицировать и обслуживать.
• Меньше поддержки, чем языки высокого уровня, в средах разработки и отладки.

Заключение

Учащийся должен различать различные уровни низкоуровневого программирования, используемые в программировании. Они также могут указать ограничения, возникающие при сравнении двух языков программирования низкого уровня

.

Оценка

Различия между машинным языком и языком ассемблера

Машинный язык — это фактические биты, используемые для управления процессором в компьютере, обычно рассматриваемые как последовательность шестнадцатеричных чисел (обычно байтов).Процессор считывает эти биты из памяти программ, и эти биты представляют собой «инструкции» относительно того, что делать дальше.

Таким образом, машинный язык обеспечивает способ ввода инструкций в компьютер (с помощью переключателей, перфоленты или двоичного файла).

В то время как язык ассемблера — это более удобочитаемый вид машинного языка. Вместо того, чтобы представлять машинный язык в виде чисел, инструкциям и регистрам присваиваются имена (обычно сокращенные слова или мнемоники, например, ld означает «загрузка»).В отличие от языка высокого уровня ассемблер очень близок к машинному языку. Основные абстракции (помимо мнемоники) — это использование меток вместо фиксированных адресов памяти и комментариев.

Программа на языке ассемблера (т.е. текстовый файл) переводится на машинный язык ассемблером. Дизассемблер выполняет обратную функцию (хотя комментарии и названия меток будут отброшены в процессе ассемблера).

Машинный язык быстрее, чем язык ассемблера, даже язык ассемблера зависит от машинного языка

Разница между языками высокого и низкого уровня

Разница между языками высокого и низкого уровня

Компьютеры стали неотъемлемой и важной частью нашей жизни и образа жизни.Он понимает все инструкции на языках, которые мы называем программами. Мы передаем все наши инструкции компьютеру через программы, чтобы заставить их выполнять определенные задачи.

Компьютерные программы можно разделить на два основных типа. Это языки низкого уровня и языки высокого уровня. Здесь мы попытаемся понять их и основные различия между ними. Читать дальше!

Примеры языка высокого уровня

Ниже приведены все примеры языка высокого уровня.Для преобразования их в машинный язык используются компиляторы.

Примеры языков низкого уровня

Существует только два типа языков низкого уровня:

• Язык ассемблера
• Машинный код.

Теперь давайте различим этих двух.

Начнем с определения двух терминов. Язык высокого уровня более удобен для человека. Они машинно-независимы, портативны и лучше понятны людям и программистам.Они создаются путем комбинирования математических символов и символов и символов естественного языка. Основано больше на реальных сценариях; они реализуются в первую очередь для разработки программы. Этим языкам не нужно запоминать архитектуру и регистры ЦП. Их легко отлаживать, поддерживать и использовать для создания различных приложений.

Напротив, языки низкого уровня зависят от машины, поскольку они решают, как будут взаимодействовать аппаратные элементы компьютера. Они напоминают родной двоичный язык компьютера и поэтому трудны для понимания программистами.Это требует обширных знаний об аппаратных компонентах компьютера и их конфигурации. Они непереносимы, их трудно отлаживать, и они очень подвержены неосторожным ошибкам. Утомительная и трудоемкая задача; язык определяется конструкцией оборудования.

Отсюда мы начинаем сравнение двух языков. Во-первых, мы говорим о платформе, которая здесь подразумевает компьютерное оборудование или его конфигурацию. Из определения стало очевидным, что именно язык низкого уровня зависит от платформы.Они могут работать на одном оборудовании с указанной конфигурацией. Если вы измените конфигурацию оборудования; они не побежали.

Напротив, языки высокого уровня не зависят от платформы и могут работать на всех типах оборудования с различными конфигурациями. Одновременно следует отметить, что даже несмотря на то, что они не зависят от аппаратной конфигурации системы; они не независимы от операционной системы.

Потому что язык низкого уровня написан на двоичном языке или языке ассемблера; у них меньше синтаксиса, ключевых слов, функций и библиотек классов.Следовательно, они не нуждаются в компиляции или интерпретации и могут напрямую взаимодействовать с памятью и регистрами.

Напротив, язык высокого уровня использует английские утверждения, которые похожи на человеческий язык. Таким образом, они не могут напрямую взаимодействовать с компьютерным оборудованием, таким как память и регистры компьютера, и требуют компилятора или интерпретатора, который переводит их на машинный язык.

Из приведенных выше аргументов; очевидно, что язык низкого уровня демонстрирует более высокую скорость.

Языки низкого уровня более эффективно используют память и потребляют гораздо меньше памяти, чем языки высокого уровня. В большинстве случаев языки высокого уровня работают в определенной среде выполнения. Более того, несколько других программ работают одновременно, чтобы повысить его оптимальную эффективность. Все это увеличивает потребление памяти для языка высокого уровня.

Языки высокого уровня очень похожи на человеческие. Запоминать утверждения на английском языке намного легче, чем на компьютерном языке.Низкоуровневый язык удобен для машин и имеет всего два типа. Первый — это двоичный язык, в котором есть только нули и единицы. Другой язык — это язык ассемблера, тип символа, называемый мнемоникой. Изучение различных наборов инструкций для разной архитектуры практически невозможно. Более того, чтобы усвоить и изучить этот язык, вам необходимо иметь знания и опыт работы с конкретной архитектурой машины.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что языки высокого уровня не только легко понять и запомнить, но также легко читать, писать и изменять.

Низкоуровневые языки зависят от машины и, следовательно, различаются для разных архитектур. Таким образом, они непереносимы.

Но языки высокого уровня содержат английские операторы, которым требуется компилятор или интерпретатор для преобразования их в машинный язык. Вам нужно использовать разные компиляторы для разных машинных архитектур и для исходного кода на его конкретном машинном языке. Таким образом, языки высокого уровня переносимы.

Скорость и производительность и прямо пропорциональны и, следовательно, производительность более высокоскоростного языка, т.е.е. языки низкого уровня лучше по сравнению с языками более высокого уровня.

Низкоуровневый язык очень похож на язык компьютера, поэтому абстракция от аппаратного обеспечения меньше или отсутствует. Напротив, язык высокого уровня работает поверх машинного языка. Они взаимодействуют с оборудованием через уровни операционной системы и другого программного обеспечения. Таким образом, язык высокого уровня демонстрирует более высокий уровень абстракции.

Языки высокого уровня намного проще и гибче в использовании, чем языки низкого уровня.По сравнению с языком низкого уровня у них есть огромные библиотеки с плотным набором ключевых слов, типов данных, функций и т. Д. Таким образом, их можно легко разработать с гораздо меньшими ресурсами и усилиями. Эта гибкость отсутствует в языках низкого уровня, и с ней трудно справиться.

• Отладка и обслуживание

Будь то небольшая синтаксическая ошибка или большие утечки памяти; их обнаружение или поддержка — более утомительный и трудоемкий процесс на языке низкого уровня.Более того, они более подвержены ошибкам и их сложно отлаживать.

Напротив, языки высокого уровня показывают меньше ошибок. Почти все их синтаксические ошибки могут быть идентифицированы компиляторами и интерпретаторами и могут быть исправлены. Их также легко поддерживать и отлаживать.

Хотите повысить квалификацию, чтобы добиться успеха в карьере? Ознакомьтесь с курсами, ориентированными на работу.
.

Языки низкого уровня поддерживают гораздо меньше, чем языки высокого уровня.Количество профессионалов для языков низкого уровня бледнеет по сравнению с количеством профессионалов, доступных для языков высокого уровня.

Благодаря своим достоинствам и характеристикам, таким как высокая скорость, отсутствие абстракции и прямая связь с оборудованием, языки низкого уровня обычно используются для разработки всех видов операционных систем и их встроенных систем.

Напротив, языки высокого уровня используются для разработки множества приложений, таких как служебные программы, настольные приложения, веб-сайты, мобильные приложения и т. Д.

Каковы преимущества языка высокого уровня перед языком низкого уровня?

К настоящему времени очевидно, что языки высокого уровня более выгодны, чем языки низкого уровня. Это:

• Более удобный для пользователя
• Обеспечивает лучший пользовательский интерфейс
• Помогает программистам использовать более модульный подход
• Легче и быстрее кодировать и отлаживать
• Повышает продуктивность программиста

Завершение

Мы надеемся, что теперь вы ясно понимаете разницу между двумя типами компьютерных языков и их различными приложениями.Однако нам необходимо и то, и другое для максимального и наиболее эффективного использования компьютеров.

Руководство по низкоуровневому программированию для начинающих

Автор: Liz Eggleston

Последнее обновление: 23 марта 2020 г.

Языки высокого уровня, такие как JavaScript и Python, могут быть сегодня самыми популярными языками программирования, но нет никаких аргументов в пользу того, что эти языки выполняют большую работу для разработчика, от управления памятью до интерпретации времени выполнения. С другой стороны, в низкоуровневом программировании очень мало абстракций — вы пишете код гораздо ближе к компьютеру.Так зачем вам изучать программирование низкого уровня? В этом руководстве наставник и ученик Holberton School ответят на все ваши вопросы о низкоуровневом программировании!

Что нужно знать:

• Низкий уровень относится к коду, написанному непосредственно для компьютера, т.е. Машинный код и сборка

• C — язык низкого уровня? Мнения смешанные!

• Почему низкий уровень? Понимание программирования низкого уровня является ключевым, если вы хотите работать в области машинного обучения или Интернета вещей.Вдобавок ко всему, понимание того, что происходит под капотом, делает любого разработчика лучше.

Знакомство с экспертами

• Оливье — наставник в Holberton School, где он помогает студентам, когда у них возникают вопросы, связанные с программированием низкого уровня. Он также является главным архитектором программного обеспечения FutureOn в нефтяной отрасли. В прошлом он руководил разработкой библиотек ГИС (картографирования) для мобильных устройств и создавал видеоигры, такие как Age of Conan.

• Артур Дамм проработал 7 лет частным репетитором по математике, естественным наукам и программированию (и имел годичный технический стажер по разработке Java Android). Артур выбрал школу Холбертон из-за доступности ISA, классного кампуса в Сан-Франциско и строгой комплексной учебной программы (которая, конечно, включает низкоуровневое программирование). В настоящее время Артур находится на заключительном этапе специализации Holberton School.

Что такое низкоуровневое программирование?

Артур: В наше время низкоуровневое программирование — это любой язык, на котором вы обрабатываете управление памятью .Любой язык, на котором это управление памятью или сборка мусора выполняется за вас, что сейчас является большинством языков, считается «высокоуровневым».

Оливье: Низкоуровневое программирование — это в основном все, что близко к оборудованию, на котором вы запускаете свой код на . Он может иметь разное значение в зависимости от вашей цели. Если вы строите здание, вы всегда начинаете с фундамента и строите поверх него. Этой основой является разработка на низком уровне — если вы начинаете с программирования высокого уровня, вы не понимаете, что происходит под ним.

Pro Совет: Сборка мусора — это когда система очищается за вас. В программировании на C вы должны убирать за собой.

Примеры языков программирования низкого уровня

Arthur: Раньше C считался языком высокого уровня. Сегодня многие инженеры могут посмеяться над этим, потому что C — это слишком низкий уровень. C и C ++ теперь считаются языками низкого уровня, потому что в них нет автоматического управления памятью.

Olivier: Определение низкого уровня сильно изменилось с момента зарождения информатики.Я бы не квалифицировал C как язык низкого или высокого уровня, а скорее как язык-посредник. Единственное настоящее программирование на низком уровне — это машинный код или ассемблер (asm). Сборка максимально приближена к тому, что может выполнять ЦП (процессор компьютера), поскольку это буквально текстовый перевод двоичного кода, который понимает ЦП. Например, библиотеки сжатия обычно создаются на C, и очень конкретные части будут построены с использованием сборки, но объем сборки становится меньше, потому что компиляторы становятся намного лучше в оптимизации.

Arthur: В настоящее время я считаю C языком низкого уровня. Конечно, это основной язык, который Холбертон использует в учебной программе начального уровня. Итак, для меня C — это низкий уровень, потому что при его использовании мы должны управлять собственной памятью приложения, а язык не управляется для нас. Это требует от нас, как инженеров, полной ответственности за свои действия. Это означает, что наши ошибки будут иметь тенденцию быть катастрофическими, но вознаграждение будет значительным с точки зрения эффективности и энергопотребления на любом устройстве, на котором выполняется наш код.Кроме того, быть программистом на C может быть очень приятно, если вы хотите разбираться в технических деталях своей работы.

Низкоуровневое программирование против программирования высокого уровня

Olivier: Вообще говоря, высокий уровень означает, что вы можете использовать много абстракций для выполнения того, что вы хотите сделать. На низком уровне у вас будет только стандартный набор функций. Языки низкого уровня также дают вам большую свободу.

Примеры языков высокого уровня:

Артур: За первые девять месяцев обучения в Holberton School мы выучили два языка высокого уровня, Python и JavaScript.Все языки более высокого уровня, такие как Python, Javascript и т. Д., Построены на C. Понимая, как они работают под капотом, я могу лучше написать свой высокоуровневый код, который будет действовать в соответствии с его внутренним дизайном, обеспечивая превосходную производительность приложения с более глубоким осознание ошибок. Кроме того, из-за того, что C настолько строг, при переключении на язык более высокого уровня программист чувствует, как снимает тяжести и испытывает чувство выразительной легкости.

Pro Tip: Если вы хотите добавить новые функции в Python, это называется расширением.И они на самом деле написаны на C! Для некоторых продвинутых заданий Холбертона студенты фактически пишут код C, который идет под Python, а затем тестируют их вместе, чтобы увидеть, как он работает.

Если большинство языков высокого уровня выполняют управление памятью и сборку мусора за вас, тогда какой смысл в программировании низкого уровня?

Артур: В технике не бывает идеальных решений. Есть только компромиссы. Когда язык управляет памятью, инженеру становится проще работать.Ваши беспорядки убраны за вас. Однако компромисс заключается в том, что это обычно создает менее эффективный код, который требует больших вычислительных ресурсов. На практике это означает, что мобильный телефон, ноутбук, интеллектуальные датчики или компоненты интеллектуального устройства будут стоить больше энергии. Количество энергии, потребляемой устройством, на самом деле очень важно для встроенных систем и носимых устройств.

Низкоуровневое программирование становится особенно важным в Интернете вещей (IoT) и носимых устройствах, где эффективность энергопотребления является самым важным фактором.

Во-вторых, все языки высокого уровня построены на языках низкого уровня. Вам понадобится низкоуровневое программирование, чтобы поддерживать и развивать эти языки высокого уровня.

Olivier: Несмотря на то, что существует большой толчок к использованию языка высокого уровня для написания вещей низкого уровня, таких как драйверы для видеокарт, языки низкого уровня по-прежнему необходимы для повышения производительности. Например, все, что связано с кодированием или декодированием и шифрованием, вероятно, будет использовать низкоуровневое программирование, с C и, возможно, некоторую сборку для использования расширенных инструкций (например, AVX, SSE и т. Д.).По сути, все, что требует высокой производительности и точной настройки, требует небольшого программирования на низком уровне.

заданий, требующих низкоуровневого программирования

Olivier: Любая работа, связанная с разработкой встроенного программного обеспечения и созданием кода, который должен выполняться быстро. Если вы разбираетесь в программировании низкого уровня, вы, вероятно, поймете все, что идет выше. Когда я набираю, а кандидат застревает на проблеме React, я хочу видеть, что разработчик может читать код и понимать, что делает библиотека.

Кроме того, если вы хотите работать с программированием на GPU с использованием языков «высокого уровня», таких как CUDA или OpenCL, вам необходимо понимать программирование низкого уровня. В графическом процессоре (графическом процессоре) все происходит параллельно, и способ форматирования памяти на самом деле так же важен, как и сам код.

Артур: Я буду искать работу в Интернете вещей или встроенных системах. Моя цель — поработать над интересным проектом и, конечно же, применить свои низкоуровневые навыки программирования на C.

Как научиться программировать на C или низкоуровневом программировании

Стоит ли изучать программирование низкого уровня перед изучением языка высокого уровня, такого как Python, JavaScript или Java?

Артур: Ответ на этот вопрос будет зависеть от типа инженера, которым вы хотите стать. Если вы хотите оптимизировать кратчайшее время обучения, вам следует игнорировать низкий уровень, сразу перейти к JavaScript или Python и просто попрактиковаться в этой одной вещи и получить достаточно хороших знаний, чтобы начать работать.

Но я действительно вырос, чтобы оценить идею школы Холбертона — они являются альтернативой традиционной четырехлетней степени по информатике, которая по своей сути является более строгим и техническим уровнем инженера. В этом случае я думаю, что начать с C идеально, потому что это требует, чтобы вы понимали все детали очень актуальным образом. Например, сначала изучив C, мы действительно станем намного более способными, когда перейдем к Python.

Olivier: Если вы хотите улучшить свои навыки разработчика, вам необходимо понимать, как работает компьютер, даже когда детали скрыты от вас.Если вы сначала научитесь программировать на C, то позже вам будет намного легче работать с языками высокого уровня.

Вам нужно знать математику для программирования низкого уровня?

Артур: Информатика разбивается на числа, поэтому мы не можем уйти от математики в низкоуровневом программировании. Вам следует познакомиться с продвинутой алгеброй. Вам не понадобится математика на уровне вычислений, но вам понадобится, по крайней мере, полная математика средней школы, когда вы будете иметь дело с определенными проблемами в качестве инженера низкого уровня.

Программирование низкого уровня в школе Холбертона

Артур: Наши первые девять месяцев (так называемые «Основы») представляют собой полный учебный план, то есть мы изучаем языки низкого и высокого уровня. Основы — отличное общее введение во все уровни стека, а именно: низкоуровневые, высокоуровневые, DevOps, базы данных и проекты портфолио. Мы изучаем почти ровно три месяца программирования на C. А затем в разделе «Специализация» мы продолжаем с того места, на котором остановились в этой части стека «Основы».В моем случае мы продолжили программирование технических систем на низкоуровневом языке C. Итак, мы узнаем, как писать наш код так, как он написан для Linux, который считается стандартной операционной системой в мире инженерии.

Olivier: Фундамент C важен, потому что он дает студентам Холбертона основу для дальнейшего развития. Если вы знаете C, велика вероятность того, что вы сможете понять любой повелительный язык, брошенный вам. В качестве плюса вы поймете, как работает память.9-месячная специализация Holberton School — это, по сути, сжатый кикстартер, который поможет вам быстрее стать лучше в той области информатики, которая вам нравится.

Пример проекта программирования низкого уровня

Arthur: По большей части до сих пор мы копировали компоненты, существующие в операционной системе Linux. Linux считается произведением инженерного искусства. В настоящее время мы работаем над оболочкой или командной строкой. Это включает в себя довольно много сложного системного программирования.

В Holberton, хотя у нас нет инструкторов, обучающих нас на регулярной основе, нам поручают проекты с автоматическим тестированием, и это один из проектов. Позже у нас будет собственное портфолио проектов, в котором мы сможем выбрать то, что мы хотим создать.

Для нашей еженедельной отработки алгоритмов мы недавно изучили очень интересный алгоритм сопоставления с образцом, называемый KMP, поиск подстроки Кнута – Морриса – Пратта. Это действительно технически, но при этом на удивление доступно.Когда я впервые изучаю новый алгоритм и действительно начинаю его понимать, у меня всегда возникает небольшой мысленный кайф.

Как можно начать программирование низкого уровня?

Olivier: Нам повезло, что мы живем во времена, когда информация повсюду. Я рекомендую книгу Денниса М. Ричи и Брайана В. Кернигана (создателей C) «Язык программирования C».

Мой совет каждому ученику — читать код! Вначале это сложно, но вы научитесь в этом лучше.Мои основы в C очень помогли мне за эти годы.

Узнайте больше и прочтите отчет о курсе Holberton School. Эта статья была подготовлена ​​командой отчета о курсе в сотрудничестве со школой Holberton.

Об авторе

Лиз является соучредителем Course Report, наиболее полного ресурса для студентов, изучающих учебные курсы по программированию. Ее исследования цитировались в The New York Times, Wall Street Journal, TechCrunch и других. Она любит завтракать тако и проводить время, знакомясь с выпускниками и основателями буткемпов со всего мира.Ознакомьтесь с отчетом о Лиз и Курсе в Twitter, Quora и YouTube!

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии от Disqus.

1.3.7 Языки высокого и низкого уровня и их переводчики

Покажите понимание необходимости языков высокого и низкого уровня

Компьютеры не понимают языки высокого уровня, потому что они понимают только двоичные (‘ Машинный код’).

Людям сложно понять, что именно делает программа, если она представлена ​​только в двоичном формате.

Языки высокого уровня более доступны для программистов.

Языки высокого уровня будут работать на разных типах компьютеров.

Низкоуровневое программирование позволяет напрямую управлять оборудованием.

Низкоуровневое программирование будет работать только с процессором, для которого оно предназначено (зависит от машины).

понимает необходимость компиляторов при переводе программ, написанных на языке высокого уровня

Компиляторы

Переводит всю программу из исходного кода (т.е. язык высокого уровня) в объектный код / ​​машинный код.

Создает исполняемый файл (т.е. в двоичном / машинном коде)

Преимущества

Создается быстрый код

Исходный код остается скрытым, поэтому не может быть изменен заказчиком

Компилируется только один раз, поэтому переводчик не требуется

Недостатки

Компиляторы используют много компьютерных ресурсов: он должен быть загружен в память компьютера одновременно с исходным кодом, и должно быть достаточно памяти для хранения объектного кода

Трудно выявить ошибки.