زبان اسمبلی (Assembly): پلی بین سخت افزار و نرم افزار
امروزه زبان‌های برنامه نویسی زیادی وجود دارند، اما یکی از قدیمی‌ترین و مهم‌ترین آن‌ها زبان اسمبلی است که هنوز در برخی زمینه‌ها کاربرد دارد. در این مقاله، به معرفی زبان اسمبلی و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
زبان برنامه نویسی اسمبلی (Assembly language)
زبان اسمبلی، یک زبان برنامه نویسی سطح پایین است که به طور مستقیم با سخت افزار کامپیوتر و سایر دستگاه‌های برنامه پذیر تعامل دارد. مهم‌ترین تفاوت این زبان با زبان‌های برنامه نویسی سطح بالاتر این است که قابل حمل بین سیستم‌ها نیست و وابسته به نوع پردازنده و سیستم عامل است.
وظیفه این زبان این است که با استفاده از یک برنامه جانبی (اسمبلر) زبان اسمبلی را به کد ماشین تبدیل کند که به این فرایند اسمبل کردن می‌گویند.
زبان ماشین چیست؟
زبان ماشین (Machine Language)، زبانی است که ما توسط آن برای سخت افزار کامپیوتر، کدنویسی انجام می‌دهیم. این ماشین یک زبان برنامه نویسی است و مستقیم بر روی پردازش مرکزی سیستم شما استفاده می‌شود. این زبان پایین‌ترین سطح از زبان‌های برنامه نویسی است؛ زبان اسمبلی نیز یک زبان سطح پایین است.
چرا زبان اسمبلی مفید است؟
اگر بخواهیم دلایل مفید بودن این زبان برنامه نویسی را بیان کنیم می‌توان گفت:
- سرعت و بهینه سازی بالا: برنامه‌های نوشته شده در زبان اسمبلی روی سخت افزار اجرا می‌شوند و به علت نبود لایه‌های اضافی سرعت بالایی دارند. این ویژگی برای سیستم‌های Real-Time و کاربردهای حساس بسیار مهم است.
- کنترل مستقیم روی سخت افزار: این زبان برنامه نویسی امکان دسترسی مستقیم به حافظه، رجیسترهای پردازنده و دیگر بخش‌ها را فراهم می‌آورد. این امر در توسعه درایورها، سیستم عامل‌ها و فریمورک‌های سخت افزاری ضروری است.
- کاهش مصرف منابع: کدهای زبان اسمبلی فشرده شده بوده و منجر به کاهش مصرف حافظه و منابع پردازشی می‌شوند.
- و…
با وجود اینکه زبان‌های سطح بالا روند توسعه نرم افزار را ساده‌تر کرده‌اند، اسمبلی همچنان در مواردی که نیاز به حداکثر سرعت، کنترل سخت افزار و بهینه سازی منابع داریم، ارزشمند و ضروری است.
انواع اسمبلر:
- اسمبلر تک گذر یا (One-Pass Assembler): این نوع اسمبلر فقط یک بار از روی کد منبع عبور می‌کند و هم زمان کد هدف را تولید می‌کند. این اسمبلر بسیار ساده و سریع است اما نقص‌هایی دارد. برای مثال در صورت استفاده شما از لیبل قبل از تعریف آن، سیستم اعلام خطای نامشخص می‌کند.
- اسمبلر دو گذر یا (Two-Pass Assembler): دو بار از روی کد منبع عبور می‌کند در اولین عبور تمام شناسه‌ها و لیبل‌ها را شناسایی می‌کند و وارد جدول Symbol Table می‌کند. در دومین عبور از کد منبع، با استفاده از جدول کد هدف را تولید می‌کند. این نوع اسمبلر به مراتب پیچیده‌تر و کندتر از اسمبلی تک گذر است، اما مطمئن‌تر است.
- سطح پایین یا (Low-Level): فقط دستورالعمل‌های ماشین را به زبان اسمبلی ترجمه می‌کند و هیچ قابلیت اضافی ندارد. این نوع اسمبلرها کاربردی نیستند؛ اما ساده‌اند و سرعت بالایی دارند.
- سطح بالا یا (High-Level): به جز دستور کار ماشین، قابلیت‌‌های دیگری نیز دارد. مثل شرط، حلقه، مکرو و دیگر موارد. این اسمبلر دارای کاربردهای زیادی است اما پیچیده است و سرعت پایینی دارد.
امروزه برای چه کارهایی از زبان اسمبلی استفاده می‌شود؟
این زبان هنوز که هنوزه از 20 زبان محبوب دنیاست که در حوزه‌های زیادی می‌توان از آن استفاده کرد. مثلا:
- سفت افزارها
- طراحی کامپایلر
- طراحی سخت افزار
- علوم کامپیوتر نظری
- و….
نکات مثبت و منفی زبان اسمبلی:
مانند تمامی زبان‌های برنامه نویسی دیگر، این زبان هم نکات مثبت و منفی خاص خود را دارد. مثلا:
نکات مثبت:
- امکان انجام کارها پیچیده را برای انجام ساده‌تر فراهم می‌کند.
- سرعت اجرای بالا دارد.
- اساسا مبتنی بر سخت افزار است.
نکات منفی:
- زمان زیادی برای نوشتن کد می‌طلبد.
- پیچیده و درک دشواری دارد.
- یادآوری سینتکس آن دشوار است.
- قابلیت حمل برنامه بین معماری‌های مختلف را ندارد.
کاربردهای زبان اسمبلی
این زبان چه کاربردهایی دارد و چرا از آن استفاده می‌شود؟
راه اندازی (Bootstrapping)
راه اندازی فرایندی است که در آن یک سیستم کامپیوتری خود را برای اجرای یک سیستم عامل یا یک برنامه کاربردی آماده می‌کند. این کار طی چندین مرحله انجام می‌شود که در هر مرحله بخش کوچکی از کد اجرا می‌شود. چون زبان اسمبلی با پایین‌ترین جزئیات سخت افزار کار می‌کند معمولا بخش‌هایی از کد را با این زبان می‌نویسند. به عنوان مثال برنامه نویس می‌تواند پورت‌های ورودی و خروجی، حافظه فلش، رجیسترهای پردازنده و غیره را دست کاری کند.
درایورهای دستگاه (Device Drivers)
برای اینکه بتوانیم به سیستم عامل اجازه دهیم با یک سخت افزار خارجی ارتباط برقرار کند باید از برنامه درایور دستگاه استفاده کرد. یکی دیگر از کاربردهای زبان اسمبلی ساخت برنامه درایور دستگاه است؛ چون این زبان با پایین‌ترین جزئیات سخت افزار کار می‌کند. برای مثال پورت‌های ورودی و خروجی، رجیستر دستگاه‌ها و غیره دست کاری می‌کند.
تغییر و تحلیل کد ماشین
یک برنامه نویس با استفاده از یک اسمبلر می‌تواند کد منبع یک برنامه را تغییر یا بازسازی کند که به این کار تحلیل و تغییر می‌گویند. اين فعالیت‌ها معمولا به منظور يادگيری، تقليد، بهبود يا هک کردن يک برنامه صورت می‌گیرند. زبان اسمبلي به برنامه نويس اجازه می‌دهد تا با پایین‌ترین سطح جزئيات کد ماشین کار کند. برای مثال می‌توان دستور کارها، حافظه، برچسب‌ها و این دست از موارد را شناخت و تغییر داد.
سرعت و امنیت در میزبانی وب پویان آی تی
پویان آی تی، ارائه دهنده حرفه‌ای سرویس‌های میزبانی وب اختصاصی است. با انتخاب هاست سی پنل ایران پویان آی تی، تجربه‌ای از میزبانی قدرتمند، پایدار و مطمئن خواهید داشت.
و در آخر
زبان اسمبلی ابزاری قدرتمند است که به برنامه نویسان در بهینه سازی عملکرد کمک زیادی می‌کند و اجازه می‌دهد تا به طور مستقیم با سخت افزار ارتباط برقرار کنند. اگر چه یادگیری آن دشوار است؛ اما با یادگیری آن شما درک بالاتری از معماری کامپیوتر خواهید داشت. با وجود پیشرفت‌های زبان‌های برنامه نویسی اما همچنان زبان اسمبلی در برخی از حوزه‌ها جایگاه خود را حفظ کرده است.
سوالات متداول
زبان اسمبلی در چه مواردی کاربرد دارد؟
مواردی مثل برنامه نویسی سیستم، بهینه سازی عملکرد، توسعه نرم افزارهای سطح پایین و این دست از موارد.
تفاوت زبان ماشین و اسمبلی چیست؟
زبان ماشین متشکل از دنباله اعداد دودویی است که مستقیما توسط کامپیوتر انجام می‌شوند. در حالی که زبان اسمبلی برای تبدیل به کد ماشین از نرم افزار اسمبلر استفاده می‌کند. این، اصلی‌ترین تفاوت بین زبان ماشین و زبان اسمبلی است.
منابع
- https://www.wpkube.com/wp-beaver-builder-wordpress-plugin/
- https://www.wpbeaverbuilder.com/10-tips-beaver-builder-beginners/
اولین دیدگاه را اضافه کنید.