Linguaggio macchina e Wikipedia:Pagine da cancellare/Conta/2019 luglio 6: differenze tra le pagine

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{{F|linguaggi di programmazione|marzo 2013|Nessuna fonte}}

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Il '''linguaggio macchina''' o '''codice macchina''' è il linguaggio in cui sono scritti i [[programma eseguibile|programmi eseguibili]] per [[computer]]. Può venire classificato come [[linguaggio di programmazione]], sebbene quest'ultima espressione sia più spesso riservata per indicare i [[linguaggio di programmazione ad alto livello|linguaggi di alto livello]] con cui si scrivono programmi non direttamente eseguibili, ma che richiedono una [[traduzione]] in linguaggio macchina, per esempio per mezzo di un [[compilatore]].

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Il linguaggio macchina è basato su un [[alfabeto]] detto ''[[Sistema numerico binario|binario]]'' perché comprende due soli simboli, generalmente indicati con [[0 (numero)|0]] e [[1 (numero)|1]]. Un simbolo di questo alfabeto viene detto [[Bit (informatica)|bit]]. Il [[CPU|processore]] o CPU è quella componente [[hardware]] di un [[computer]] che è in grado di eseguire i programmi scritti in linguaggio macchina. In altre parole in linguaggio macchina sono definite l'insieme di istruzioni fondamentali che un processore è in grado di compiere (''[[instruction set]]'') in cui i codici di programmi da eseguire devono essere tradotti. In particolare i linguaggi a più basso livello si ottengono come semplice codifica (tabella di associazione) a partire dal linguaggio macchina in un crescendo di astrazione.

{{Conteggio cancellazioni/In corso/Voce|i = 3 |voce = Marco Montuori |turno = |tipo = semplificata |data = 2019 luglio 6 |multipla = |argomenti = cucina |temperatura = 13 }}

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== Compatibilità dei linguaggi macchina ==

{{Conteggio cancellazioni/In corso/Voce|i = 5 |voce = Elizabeth Keen |turno = |tipo = semplificata |data = 2019 luglio 6 |multipla = |argomenti = Televisione |temperatura = 3 }}

L'espressione "''il'' linguaggio macchina" è, strettamente parlando, scorretta; infatti, ogni modello di processore è in grado di comprendere un proprio particolare linguaggio macchina. Tuttavia, pur variando nella [[sintassi]] specifica, i linguaggi macchina di tutti i processori sono basati su un insieme di principi e di concetti analoghi.

{{Conteggio cancellazioni/In corso/Voce|i = 6 |voce = Vita da strega |turno = |tipo = semplificata |data = 2019 luglio 6 |multipla = |argomenti = pagine di servizio, televisione |temperatura = 53 }}

{{Conteggio cancellazioni/In corso/Stop}}

Se un determinato processore P1 comprende esattamente il linguaggio di un altro processore P2, si dice che P1 è [[compatibilità a livello di linguaggio macchina|compatibile]] con P2. Per esempio, i processori cosiddetti [[x86]] sono chiamati in questo modo perché sono in grado di comprendere un linguaggio macchina inventato dalla [[Intel]] e in seguito usato anche su processori [[AMD]], [[VIA Technologies|VIA]] o [[Cyrix]]. È da notare come diversi processori compatibili non debbano esserlo anche a livello hardware: i processori Intel e AMD x86 interpretano lo stesso linguaggio macchina anche se internamente sono molto diversi.

== Struttura ==

[[File:CicloDelProcessore.gif|frame|Ciclo del processore]]

Come nelle [[Lingua (linguistica)|lingue naturali]], nel linguaggio macchina i simboli dell'alfabeto utilizzato (1 e 0) sono organizzati in "parole" che a loro volta costituiscono "frasi". Le frasi del linguaggio macchina sono dette [[istruzione (informatica)|istruzioni]]; ognuna di esse ordina al processore di eseguire un'azione elementare afferente allo stato interno del computer, come la lettura di una locazione di [[RAM|memoria]] oppure il calcolo della somma dei valori contenuti in due [[registro (informatica)|registri]].

Le frasi sono generalmente costituite da una parola iniziale detta [[codice operativo]] iniziale, che indica il tipo di azione da eseguire, seguita da altre parole che specificano gli eventuali parametri (o dati) a cui l'azione deve essere applicata (per esempio "SOMMA"-"15"-"20"). Se consideriamo la prima parola come "verbo" della frase, possiamo dire per analogia che il linguaggio macchina prevede solo verbi all'imperativo; non a caso, i linguaggi di programmazione che presentano questa caratteristica sono detti proprio ''[[paradigma imperativo|linguaggi imperativi]]''

I processori tradizionali erano in grado di eseguire una sola istruzione per volta; attualmente si stanno diffondendo tecnologie (come quella dei processori [[Microprocessore superscalare|superscalari]]) che consentono l'esecuzione di più istruzioni in [[calcolo parallelo|parallelo]].

Le istruzioni che possono comparire in un programma in linguaggio macchina descrivono azioni semplici quali ad esempio "somma", "dividi" o "confronta".

== Assembly ==

Il linguaggio macchina viene spesso confuso con il linguaggio [[assembly]] e viceversa.

L'assembly è in realtà un [[linguaggio di programmazione a basso livello]] che, analogamente ai [[linguaggio di programmazione ad alto livello|linguaggi ad alto livello]] come [[linguaggio C|C]], [[C++]], [[C sharp|C#]], [[Pascal (linguaggio)|Pascal]], [[Java (linguaggio)|Java]], [[Python]], [[Visual Basic]], [[Ruby]], ecc., richiede un processo di traduzione.

A differenza di questi ultimi, l'assembly consente una traduzione particolarmente semplice che trasforma ogni istruzione dell'assembly, in modo univoco, in una istruzione in linguaggio macchina.

I codici operativi e i dati nel linguaggio macchina sono [[pattern]] (stringhe) di [[bit]]. L'assembly utilizza al loro posto istruzioni mnemoniche, che rendono più semplice al [[programmatore]] umano lo [[sviluppo (informatica)|sviluppo]] e il [[debug]] di programmi.

Per esempio, sul processore [[Z80]], il codice macchina <code>00000101b (05h)</code> corrisponde all'ordine di decrementare il numero contenuto nel [[registro (informatica)|registro]] B, mentre in linguaggio assembly lo stesso ordine si scrive <code>DEC B</code>.

== Esempi di notazione ==

I codici macchina si possono trascrivere, per comodità anche in notazione [[esadecimale]]: ad esempio sempre nello Z80 il susseguirsi di codici:

3E 41 D3

è fissa mentre in altri essa varia da istruzione a istruzione. Anche l'organizzazione dei pattern varia moltissimo.

Come esempio specifico possiamo prendere l'[[architettura MIPS]]. Le istruzioni di questa architettura sono tutte composte da '''32 bit''' (o 4 [[byte]]). I primi 6 bit contengono il codice operativo. Le istruzioni di tipo J (da jump: salto) ed I (immediate) sono completamente specificate dal campo ''op'' mentre le istruzioni di tipo R (registro) comprendono un campo addizionale chiamato ''func'' che codifica la specifica funzione da eseguire. Il formato dettagliato delle istruzioni è il seguente:

6 5 5 5 5 6 bit

[ op | rs | rt | address/immediate] tipo I

[ op | target address ] tipo J

[ op | rs | rt | rd |shamt| funct] tipo R

''rs'', ''rt'', e ''rd'' indicano i registri nei quali si trovano gli operandi; ''shamt'' sta per "shift amount" mentre ''address'' e ''immediate'' contengono direttamente degli operandi.

Per esempio l'operazione di somma dei registri 1 e 2 con memorizzazione del risultato nel registro 6 è codificata come:

[ op | rs | rt | rd |shamt| funct]

0 1 2 6 0 32 forma decimale

000000 00001 00010 00110 00000 100000 forma binaria

Caricamento nel registro 8 di un valore memorizzato nella cella di memoria posta 68 celle dopo quella puntata dal registro 3:

[ op | rs | rt | address/immediate]

35 3 8 68 forma decimale

== Voci correlate ==

* [[Unità centrale di elaborazione]]

* [[Architettura MIPS]]

* [[IBM compatibile]]

* [[Microprogrammazione]]

{{Controllo di autorità}}

{{portale|informatica}}

[[Categoria:Microprocessore]]

[[Categoria:Linguaggi di programmazione]]