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中央处理器@CPU是怎么看懂代码的？


备注：这是我问答内容的一个精编版 ， 增加了一些内容 ， 所以和原内容略有不同 。
去年底 ， 有中国开发者已经开发出文言文编程语言 ， 并在GitHub上摘得了5500星 ， 在国内引起不小反响 。 这件事给普通人的印象是 ， 科技发展日新月异 ， 电脑CPU太厉害 ， 都能读懂文言文了！
CPU真的能看懂文言文代码吗？答案是CPU既看不懂文言文代码 ， 也看不懂英文代码 。
现在的CPU晶体管数量动辄几十亿个 ， 结构非常复杂 ， 但内部传输的信号只有两种：高电压和低电压 ， 分别代表数字信号“1”和“0”（也有相反的） ， 因此CPU唯一能看懂的就是由“1”和“0”组成的代码 。
由于程序（代码）存储在电脑硬盘中时 ， 也是“1”和“0”的形式 ， 是否就意味着 ， 只要程序存到硬盘中 ， CPU就能认识呢？
答案是CPU仍然看不懂这些程序 ， 因为以“1”和“0”位模式存储的程序和以“1”和“0”写成的机器语言完全是两回事 ， 简单说 ， 两者的区别类似于汉语书和英语书都用纸和油墨印制 ， 但依然是两种不同的语言 ， 不会英语的依然看不懂英语书 。
机器语言是CPU唯一能看懂的语言 ， 也是第一代编程语言 。

中央处理器@CPU是怎么看懂代码的？
本文插图

图片说明：早期的计算机程序员使用机器语言编程 ， 将用0和1数字编成的程序代码打在纸带或卡片上（打孔代表1 ， 不打孔代表0） ， 再将它通过纸带机或卡片机输入计算机 ， 进行运算 。
机器语言的最大特点是面向计算机硬件编程 ， 简单说就是程序员需要通晓计算机硬件知识 ， 写的程序要真实表示数据是如何被计算机操纵的 。 对程序员来说这就比较头大 ， 一方面不仅需要通晓计算机硬件知识 ， 另一方面如果计算机使用了不同的硬件 ， 那么就得重新编程 。
毕竟上得了“厅堂”（搞掂硬件）下得了“厨房”（玩得转软件） ， 只有少数大神能做到 ， 加上机器语言纯用“0”和“1”序列组成 ， 非常单调枯燥 ， 不仅扼杀了编程的趣味 ， 而且对视力也是一种考验 ， 稍微一眼花 ， 看错1或0的排列位置 ， 就会制造一个大BUG 。
于是 ， 有一帮人开始琢磨了：能不能将计算机硬件从编程中分离出来 ， 让硬件知识小白也能编程？
最先开窍的是蓝色巨人IBM ， 它在其System/360计算机中引入了ISA（Instruction Set Architecture）概念 ， 将编程所需要了解的硬件信息从硬件中抽象出来 ， 这样编程人员就可以面向ISA编程 。 由于ISA是用来描述编程时用到的抽象机器（不是具体的电脑CPU） ， 包括了一套指令集和一些寄存器 ， 因此 ， 程序员只要知道ISA ， 不需要了解具体的硬件知识 ， 就可以编写程序 ， 在ISA相同的电脑上运行 。
这样一来 ， 就出现了汇编语言 ， 但汇编语言用符号写成 ， 还是不够接地气儿 ， 于是高级语言就诞生了 。 高级语言的诞生 ， 使程序员将精力从复杂的计算机结构转移到要解决的问题 ， 从而可以专心烹调程序大餐 。
由此也可以看出 ， 现在的程序员并不都是了解计算机硬件的 ， 所以妹子们不要指望自己的程序员男朋友给你DIY电脑 ， 或者电脑坏了 ， 他能给你省下一笔修理费 。 他说不会修 ， 那就是真的不会修 。
自从高级语言出现后 ， 人类开始了在编程语言上的放飞自我 ， 经过数十年的发明创造 ， 现在的高级编程语言已超过2500种 ， 像比较知名的C++和Java等 ， 都属于高级语言 。
中央处理器@CPU是怎么看懂代码的？
本文插图
极客漫画《编程语言之战》 ， 展示的是高级编程语言之间的市场竞争 ， 也揭示了高级编程语言多如牛毛 。
【中央处理器@CPU是怎么看懂代码的？】但问题出现了 ， CPU能理解的机器语言还是那个机器语言 ， 几十年来没有变化 ， 让它读懂高级语言那是不可能的 。


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