機器程式碼

機器程式碼是特定本機資料格式的術語，由機器直接處理 - 通常由稱為 CPU （中央處理單元） 的處理器處理。

通用計算機體系結構（ 馮諾依曼體系結構 ）由通用處理器（CPU），通用儲存器組成 - 儲存程式（ROM / RAM）和處理資料以及輸入和輸出裝置（I / O 裝置）。

這種架構的主要優點是每個元件的相對簡單性和通用性 - 與之前的計算機機器（機器結構中的硬連執行緒序）或競爭架構（例如哈佛架構將程式儲存器與儲存器的記憶體分開）相比資料）。缺點是總體效能稍差。從長遠來看，普遍性允許靈活使用，這通常超過了效能成本。

這與機器程式碼有什麼關係？

程式和資料作為數字儲存在這些計算機中的記憶體中。沒有真正的方法來區分資料程式碼，因此作業系統和機器運算子在將所有數字載入到記憶體後給出 CPU 提示，在該提示處，記憶體的入口點啟動程式。然後 CPU 讀取儲存在入口點的指令（數字），並嚴格處理，順序讀取下一個數字作為進一步的指令，除非程式本身告訴 CPU 繼續在別處執行。

例如，兩個 8 位數字（8 位組合在一起等於 1 個位元組，這是 0-255 範圍內的無符號整數）：60 201，當作為 Zilog Z80 CPU 上的程式碼執行時，將作為兩個指令處理：INC a（暫存器 a 中的值遞增一個）和 RET（從子程式返回，指向 CPU 執行來自儲存器不同部分的指令）。

為了定義該程式，人類可以通過某些儲存器/檔案編輯器輸入這些數字，例如在十六進位制編輯器中輸入兩個位元組：3C C9（以 16 進位制編碼寫入的十進位制數 60 和 201）。那將是機器程式碼*程式設計 ***** 。

為了使人類更容易編寫 CPU 程式設計任務，建立了一個 Assembler 程式，能夠讀取包含以下內容的文字檔案：

subroutineIncrementA:
    INC   a
    RET

dataValueDefinedInAssemblerSource:
    DB    60          ; define byte with value 60 right after the ret

輸出位元組十六進位制數字序列 3C C9 3C，包含特定於目標平臺的可選附加數字：標記此類二進位制檔案的哪一部分是可執行程式碼，其中是程式的入口點（其中的第一條指令），哪些部分是編碼資料（不可執行）等

注意程式設計師如何將值為 60 的最後一個位元組指定為資料，但從 CPU 的角度來看，它與 INC a 位元組沒有任何區別。由執行程式正確導航 CPU 作為指令準備的位元組，並僅將資料位元組作為指令資料處理。

這樣的輸出通常儲存在儲存裝置上的檔案中，稍後由 OS（ 作業系統 - 已經在計算機上執行的機器程式碼，有助於與計算機一起操作 ）在執行之前載入到記憶體中，最後將 CPU 指向程式的切入點。

CPU 只能處理和執行機器程式碼 - 但是任何記憶體內容，甚至是隨機記憶體，都可以這樣處理，雖然結果可能是隨機的，從 OS 檢測和處理的 崩潰到意外擦除 I /中的資料 O 裝置，或連線到計算機的敏感裝置的損壞（不是家用電腦的常見情況:)）。

許多其他高階程式語言遵循類似的過程，將源 （人類可讀的文字形式的程式） 編譯成數字，或者代表機器程式碼（CPU 的本機指令），或者在解釋/混合語言的情況下編譯成一般的特定於語言的虛擬機器程式碼，在直譯器或虛擬機器執行期間進一步解碼為本機機器程式碼。

有些編譯器使用 Assembler 作為編譯的中間階段，首先將源轉換為 Assembler 形式，然後執行彙編工具從中獲取最終的機器程式碼 （GCC 示例：執行 gcc -S helloworld.c 以獲得 C 程式的彙編版本 helloworld.c）。