Wenn wir über Programmiersprachen sprechen, fallen uns als Erstes Sprachen wie C, C++, Java, Python usw. ein. Diese Sprachen verbergen jedoch die eigentliche Funktionsweise, d. h. sie abstrahieren den Benutzern viele Dinge. Aber es gibt eine Sprache, die wirklich auf grundlegenden Konzepten basiert, die der Programmierung oder Interaktion zwischen Computerhardware zugrunde liegen.

Was ist Assemblersprache?

Assemblersprache ist eine Low-Level-Sprache, die die direkte Kommunikation mit Computerhardware unterstützt. Es verwendet Mnemonik, um die Operationen darzustellen, die ein Prozessor ausführen muss. Welches ist eine Zwischensprache zwischen Hochsprachen wie C++ und die Binärsprache. Es verwendet hexadezimale und binäre Werte und ist für Menschen lesbar.

Entwicklung der Assemblersprache?

Die Assemblersprache hat sich Hand in Hand mit Fortschritten in der Computerhardware und den sich ändernden Bedürfnissen von Programmierern weiterentwickelt. Hier ist ein genauerer Blick auf jede Generation:

Erste Generation (1940-1950):

• Computer basierten auf Vakuumröhren und die Programmierung erfolgte direkt in Maschinensprache unter Verwendung binärer Anweisungen.
• Die Assemblersprache entwickelte sich zu einer lesbaren Abstraktion, die mnemonische Codes zur Darstellung von Maschinenanweisungen nutzte.

Zweite Generation (1950-1960):

• Transistorbasierte Computer ersetzten Vakuumröhren und boten eine verbesserte Konsistenz und Leistungsfähigkeit.
• Assemblersprachen wurden komplexer, um die komplexen Befehlssätze dieser neuen Maschinen verarbeiten zu können. Gleichzeitig können höhere Programmiersprachen wie FORTRAN Und COBOL bereitgestellt Erweiterte Abstraktion

Dritte Generation (1960-1970):

• Integrierte Schaltkreise wurden zum Standard, was zu kleineren, aber leistungsstarken Computern führte.
• Assemblersprachen entwickelten sich weiter und führten Funktionen wie Makros und symbolische Beschriftungen ein, die die Produktivität der Programmierer und die Lesbarkeit des Codes steigerten.

Vierte Generation (1970-1980):

• Der Beginn der Mikroprozessoren veränderte die Datenverarbeitung und ebnete den Weg für Mikrocomputersysteme wie den IBM PC und Apple II.
• Assemblersprachen für Mikrocomputer wurden neu gestaltet, um die Zugänglichkeit für den Benutzer zu verbessern, indem sie Syntaxhervorhebung und automatische Einrückung umfassen und so die Inklusivität für eine größere Gruppe von Programmierern erhöhen.

Fünfte Generation (1980-heute):

• Diese Ära ist durch die gleichzeitige Ausführung mehrerer Rechenaufgaben gekennzeichnet. Diese Methode wird als bezeichnet Parallelverarbeitungssystem und das Wachstum anspruchsvoller Softwaresysteme
• Die Assemblersprache entwickelte sich weiter, um den Anforderungen von Programmierern gerecht zu werden. Der Einsatz modernster Debugging-Methoden und -Tools konzentrierte sich auf die Verbesserung der Codeleistung und -produktivität für komplexe Systeme.

Wie funktioniert Assemblersprache?

Assemblersprachen enthalten mnemonische Codes, die angeben, was der Prozessor tun soll. Der vom Programmierer geschriebene mnemonische Code wurde zur Ausführung in Maschinensprache (Binärsprache) umgewandelt. Ein Assembler wird verwendet, um Assemblercode in Maschinensprache umzuwandeln. Dieser Maschinencode wird zur Ausführung in einer ausführbaren Datei gespeichert.

Es ermöglicht dem Programmierer, direkt mit der Hardware wie Registern, Speicherorten usw. zu kommunizieren. Eingabe-/Ausgabegeräte oder irgend ein anderer Hardware Komponenten. Dies könnte dem Programmierer helfen, Hardwarekomponenten direkt zu steuern und die Ressourcen effizient zu verwalten.

Wie führe ich Assembler aus?

• Schreiben Sie Assemblercode : Öffnen Sie einen beliebigen Texteditor im Gerät, schreiben Sie die mnemonischen Codes hinein und speichern Sie die Datei mit der richtigen Erweiterung entsprechend Ihrem Assembler. Erweiterung kann sein .asm , .S , .asm X.
• Zusammenstellen des Codes : Konvertieren Sie Ihren Code mit einem in Maschinensprache Assembler .
• Objektdatei wird generiert : Es wird eine Objektdatei generiert, die Ihrem Code entspricht. Es wird eine Erweiterung geben. obj .
• Verknüpfen und Erstellen von ausführbaren Dateien : Unsere Assemblersprache enthält möglicherweise mehrere Quellcodes. Und wir müssen sie mit Bibliotheken verknüpfen, um es ausführbar zu machen. Zu diesem Zweck können wir einen Linker wie lk verwenden.
• Laufprogramm : Nachdem wir eine ausführbare Datei erstellt haben, können wir sie wie gewohnt ausführen. Es hängt von der Software ab, wie das Programm ausgeführt wird.

Komponenten der Assemblersprache

• Register: Register sind die schnellen Speicherorte im Prozessor. Was hilft GEHEN zur Durchführung arithmetischer Operationen und zur vorübergehenden Speicherung von Daten. Beispiel: Ax (Akkumulator), Bx, Cx.
• Befehl: Eine als Befehl bezeichnete Anweisung im Assemblercode teilt dem Assembler mit, was er tun soll. Anweisungen in Assemblersprache verwenden in der Regel selbstbeschreibende Abkürzungen, um das Vokabular zu vereinfachen, z. B. ADD für Addition und MOV für Datenverschiebung.
• Anweisungen: Anweisungen sind die mnemonischen Codes, die wir dem Prozessor geben, um bestimmte Aufgaben wie LOAD, ADDITION, MOVE auszuführen. Beispiel: HINZUFÜGEN
• Etiketten: Es handelt sich um einen symbolischen Namen/Bezeichner, der einen bestimmten Ort oder eine bestimmte Adresse im Assembler-Code angibt. Beispiel: FIRST, um den Beginn des Ausführungsteils des Codes anzuzeigen.
• Gedächtnisstütze: Eine Mnemonik ist ein Akronym für eine Assembler-Anweisung oder eine Bezeichnung für eine Maschinenfunktion. Jede Mnemonik im Assembler entspricht einer bestimmten Maschinenanweisung. Add ist eine Illustration eines dieser Maschinenbefehle. CMP, Mul und Lea sind weitere Beispiele.
• Makro: Makros sind Programmcodes, die an einer beliebigen Stelle im Programm verwendet werden können, indem sie nach der Definition aufgerufen werden. Und es ist oft in Assembler und Compiler eingebettet. Wir sollten es mit einer Anweisung %macro definieren. Beispiel: %macro ADD_TWO_NUMBERS 2
  eax hinzufügen, %1
  eax hinzufügen, %2
  %endmacro
• Operanden: Dies sind die Daten oder Werte, die uns durch die Anweisung gegeben werden, eine Operation daran auszuführen. Beispiel: In ADD R1,R2 ; R1 und R2 sind Operanden.
• Opcode: Dabei handelt es sich um mnemonische Codes, die dem Prozessor vorgeben, welche Operation ausgeführt werden muss. Beispiel: ADD bedeutet Addition.

Hexadezimales Zahlensystem ist ein Zahlensystem, das zur Darstellung verschiedener Zahlen mit 16 Symbolen verwendet wird 0 bis 9 Ziffern und A bis F-Alphabet und es ist ein Zahlensystem zur Basis 16. 0 bis 9 im Dezimal- und Hexadezimalformat sind gleich.

Dezimal-Hexadezimal-Tabelle

Hexadezimale Zahlen können leicht in eine andere Form umgewandelt werden, z. B. in ein binäres Zahlensystem, ein dezimales Zahlensystem, ein oktales Zahlensystem und umgekehrt. In diesem Artikel konzentrieren wir uns nur auf die Konvertierung von Hexadezimalzahlen in Dezimalzahlen und umgekehrt.

Dezimal-Hexadezimal-Konvertierung:

Schritt 1: Nehmen Sie einen eingegebenen Dezimalwert N.

Schritt 2: N durch 16 teilen und den Rest speichern.

Schritt 3: Teilen Sie den Quotienten erneut durch 16 aus Schritt 2 und speichern Sie den Rest.

Schritt 3: Wiederholen Sie Schritt 3, bis der Quotient 0 wird.

Schritt 4: Schreiben Sie den Rest in umgekehrter Reihenfolge und dies ist der Hexadezimalwert der Zahl.

Beispiel: Konvertieren Sie den Dezimalwert 450 in einen Hexadezimalwert.

Schritt 1: N = 450.

Schritt 2: 450/16 ergibt Q = 28, R = 2.

Schritt 3: 28/16 ergibt Q = 1, R = 12 = C.

Schritt 4: 1/16 ergibt Q = 0, R = 1.

Schritt 5: Hexadezimal von 450 ist 1C2.

Hexadezimal-Dezimal-Konvertierung

Um Hexadezimal in Dezimal umzuwandeln, multiplizieren Sie jede Ziffer mit 16 hoch ihrer Position, beginnend von rechts, und die Position der Ziffer ganz rechts ist 0, und addieren Sie dann das Ergebnis.

Beispiel: Konvertieren (A7B) ₁₆ zur Dezimalstelle.

(A7B)₁₆= A × 16²+7×16¹+ B × 16⁰

⇒ (A7B)₁₆= 10 × 256 + 7 × 16 + 11 × 1 (Konvertieren Sie die Symbole A und B in ihre Dezimaläquivalente; A = 10, B = 11)

⇒ (A7B)₁₆= 2560 + 112 + 11

⇒ (A7B)₁₆= 2683

Daher ist das Dezimaläquivalent von (A7B)₁₆ist (2683)₁₀.

Vorteile der Assemblersprache

• Es bietet eine präzise Kontrolle über die Hardware und damit eine verbesserte Codeoptimierung.
• Es ermöglicht den direkten Zugriff auf Hardwarekomponenten wie Register und ermöglicht so maßgeschneiderte Lösungen für Hardwareprobleme.
• Effiziente Ressourcennutzung durch Low-Level-Kontrolle, optimierten Code, Ressourcenbewusstsein, Anpassung usw.
• Es ist ideal zum Programmieren Mikrocontroller , Sensoren und andere Hardwarekomponenten.
• Es wird in Sicherheitsforschungen zum Auffinden von Sicherheitslücken und beim Reverse Engineering von Software für die Systemsicherheit eingesetzt.
• Es ist sehr wichtig für die Herstellung Betriebssysteme , Kernel Und Gerätesteuerungen dessen Funktionalität eine Hardware-Interaktion erfordert.

Nachteile der Assemblersprache

• Komplex und sehr schwer zu erlernen, insbesondere für Anfänger.
• Es ist stark maschinenabhängig. Es schränkt also die Portabilität ein.
• Es ist wirklich schwierig, den Code zu pflegen, insbesondere bei großen Projekten.
• Es ist sehr zeitaufwändig, da der Code sehr schwer zu verstehen und sehr lang ist.
• Debuggen ist für Programmierer eine große Herausforderung.

Häufig gestellte Fragen zur Assemblersprache – FAQs

Wofür wird Assemblersprache verwendet?

• Betriebssystementwicklung
• Erstellung von Gerätetreibern
• Programmierung eingebetteter Systeme
• Echtzeitanwendungen
• Sicherheitsforschung

Unterschied zwischen Assemblersprache und Hochsprache?

Bei der Assemblersprache handelt es sich um mnemonische Codes, die eng mit dem Befehlssatz der CPU verknüpft sind. In HLL gibt es Abstraktion.

Welche CPU-Architektur sollte ich für die Assemblerprogrammierung lernen?

Die Mikroprozessorarchitekturen 8085 und 8086 sind weitaus besser zu verstehende Konzepte.

Ist Assemblersprache im modernen Computing immer noch relevant?

Ja. Die Assemblersprache bleibt relevant.