CPU 是怎么认识代码的？（五）

李玮

我们把刚才的程序整理一下，
01000001000101000010000000010011
你来把它输入CPU，我去准备一下去幼儿园大班踢馆的工作。
神马？等我们输完了人家小朋友掰手指都能算出来了？？
没办法机器语言就是这么反人类。哦，忘记说了，这种只有01组成的语言被称之为机器语言（机器码），是CPU唯一可以理解的语言。不过你把机器语言让人读，绝对一秒变典韦，这谁也受不了。
所以我们还是改进一下吧。不过话虽这么讲，也就往前个30年，直接输入01也是个挺普遍的事情。
于是我们把我们机器语言写成的程序
0100 0001 ；寄存器存入10001 0100 ；寄存器的数字加40010 0000 ；乘20001 0011 ；再加三
改写成
MOV   1 ；寄存器存入1ADD   4 ；寄存器的数字加4SHL   0 ；乘2（介于我们设计的乘法器暂时只能乘2，这个0是占位的）ADD   3 ；再加三
是不是容易读多了？这就叫汇编语言。
汇编语言的好处在于它和机器语言一一对应。
也就是我们写的汇编可以完美的改写成机器语言，直接指挥cpu，进行底层开发；我们也可以把内存中的数据dump出来，以汇编语言的形式展示出来，方便调试和debug。

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汇编语言极大的增强了机器语言的可读性和开发效率，但对于人类来说也依然是太晦涩了，于是我们又发明了高级语言，以近似于人类的语法来表现数据结构和算法。
比如很多语言都可以这么写：
a=(1+4)*2+3;
当然这样计算机是不认识的，我们要把它翻译成计算机认识的形式，这个过程叫编译，用来做这个事的东西叫编译器。
具体怎么把高级语言弄成汇编语言/机器语言的，一本书都写不完，我们就举个简单的例子。
我们把
(1+4)*2+3
转换成
1，4，+，2，*，3，+
这种写法叫后缀表示法，也成为逆波兰表示法。相对的，我们平常用的表示法叫中缀表示法，也就是符号方中间，比如1+4。而后缀表示法则写成1，4，+。
转换成这种写法的好处是没有先乘除后加减的影响，也没有括号了，直接算就行了。
具体怎么转换的可以找本讲编译原理的书看看，这里不展开讲了。
转换成这种形式之后我们就可以把它改成成汇编语言了。
从头开始处理，最开始是1，一个数字，那就存入寄存器。
MOV  1
之后是4，+，那就加一下
ADD  4
然后是2，*，那就乘一下（介于我们设计的乘法器暂时只能乘2，这个0是占位的）
SHL  0
最后是3，+，那再加一下
ADD  3
最后我们把翻译好的汇编整理一下
MOV  1ADD  4SHL  0ADD  3
再简单的转换成机器语言，就可以拿到我们设计的简单CPU上运行了
其实到了这一步，应该把这个问题都讲清楚了：C语言写出来的东西是怎么翻译成二进制的，电脑又是怎么运行这个二进制的。