微处理器编程基础

微处理器指令集因芯片而异。例如 Intel 80386 与 Motorola 680020 二进制编码不同，相同操作需不同机器码。

因无通用指令集标准，底层编程要求深厚芯片专用知识。

开发者编写直接控制 CPU 代码——如调节发动机燃油喷射——即在处理器原生机器语言编程，即 CPU 控制单元解码的一系列二进制位。

虽机器语言本质是二进制，程序员几乎总用十六进制书写以提高可读性。下列 Intel 8080 常见指令：

Hexadecimal Binary Instruction description
----------- -------- -----------------------------------------
7B 01111011 Move contents of register A to register E
87 10000111 Add contents of register A to register D
1C 00011100 Increment the contents of register E by 1
D3 11010011 Output byte of data to data bus

即使十六进制，这些代码仍易混淆。汇编语言提供助记符简写——如 7B 成 MOV A,E——仍由汇编器翻译成二进制后执行。

编写程序后必须加载入存储器。非易失存储用ROM 编程器将二进制镜像写入 ROM 芯片；易失存储用引导加载程序或操作系统例程接收按键或磁盘文件置代码入 RAM。

功能完备 PC 上，编译器将汇编代码写入磁盘文件。运行时调用文件名导致 CPU 程序计数器指向首指令，程序运行。

机器或汇编编程产出高效代码，但繁琐易错。高级语言（如 C、C++、Java）让开发者表达意图——如 print "Hello, world!"——无需详述每机器步骤。

高级程序经编译器（静态翻译）或解释器（运行时翻译）成机器码。编译代码运行更快因执行时无翻译开销，解释代码每指令均有开销。

常见编译语言含 C、C++、FORTRAN、Pascal，BASIC 和 FORTH 典型解释执行。因指令集因 CPU 而异，编译器和解释器必须针对特定处理器架构。

Intel、Motorola 等厂商通过设计新 CPU向后兼容缓解兼容性问题。如 Pentium IV 支持完整 80386 指令集加新指令。为 80386 编译代码可在 Pentium 运行，但用 Pentium 专有指令代码不可在 80386 运行。

编译器通常让开发者选择目标 CPU；为 80386 编译保证旧硬件兼容，为 Pentium 编译可在可用时利用新特性。

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