برنامه نویسی و رابطه آن با سیستمهای الکترونیک

هر دستگاه الکتریکی و یا الکترونیکی مجموعه ایست از روابط و توابع که بتوانند رابطه ای را بین نرم افزار و سخت افزار آن جهت کارکرد ایجاد کنند. برای مثال یک سیستم کامپیو تری کامل متشکل از سخت افزار و نرم افزار است. سخت افزار از قطعات فیزیکی و همه تجهیزات مرتبط با آنها تشکیل می شود . منظور از نرم افزار بر نامه هایی است که برای کامپیو تر نوشته می شود . می توان از جهات مختلف با نرم افزار کامپیو تر بدون توجه به جزئیات چگونگی عملکرد آن آشنا شد. همچنین می توان بخش هایی از سخت افزار را بدون اطلاع از توانایی نرم افزار طراحی نمود .

در هر صورت افرادی که با معماری کامپیو تر سر و کار دارند باید هم از سخت افزار و هم از نرم افزار اطلاعاتی داشته باشند زیرا این دو شاخه بر یگدیگر تاثیر می گذارند.

نوشتن یک بر نامه کامپیوتر به معنی مشخص کردن رشته ای از دستور العمل های ماشین به طور مستقیم یا غیر مستقیم است . دستور العمل های ماشین در داخل کامپیو تر الگویی دودویی را تشکیل می دهنند که کار با آن و یا درک آن اگر غیر ممکن نباشد مشکل هست . لذا نو شتن بر نامه ها با مجمو عه کارکتر های آشنا تر ترجیح داده می شود . در نتیجه تر جمه برنامه هایی که بر اساس سلیقه کاربر نو شته می شود به بر نامه های قابل تشخیص به وسیله سخت افزار لازم به نظر می رسد .

بر نامه ای که به وسیله یک کاربر نوشته می شود ممکن است وابسته و یا مستقل از یک کامپیو تر فیزیکی باشد که بر نامه را اجرا می کند . مثلا بر نامه ای که به زبان فر ترن استاندارد نو شته می شود مستقل از ماشین است زیرا اکثر کامپیو تر ها برنامه مترجمی دارند که فر ترن استاندارد را به کد دودویی آن تبدیل می کنند . اما خود بر نامه مترجم وابسته به ماشین است زیرا باید بر نامه فر ترن را به کد دودویی قابل تشخیص به وسیله سخت افزار کامپیوتر خاص مورد استفاده ترجمه کند.

هر کامپیو تر خود به تنهایی می تواند دارای 25 دستور پایه باشد . به هر دستور العمل یک سمبل سه حرفی اختصاص یافته است تا نو شتن بر نامه سمبلیک ساده شود . هفت دستورالعمل اول دستورات ارجاع به حافظه ( حافظه ای) و هجده دستورالعمل بعدی دستورات ارجاع به ثبات (ثباتی) و ورود و خروج هستند. یک دستور العمل ار جاع به حافظه دارای سه بخش است :
بیت روش (شیوه) ، سه بیت کد عملوند و دوازده بیت آدرس. اولین رقم شانزده شانزدهی یک دستور العمل حافظه ای شامل بیت روش و کد عمل آن است ، سه رقم دیگر آدرس را مشخص می کنند . در یک دستور العمل با آدرس غیر مستقیم بیت روش برابر 1 و اولین رقم شانزده شانزدهی بین 8 تا E می باشد.

در حالت مستقیم محدوده از 0 تا 6 است . هجده دستور دیگر دارای کد عمل 16 بیتی هستند. کد هر دستورالعمل به صورت یک عدد چهار رقمی شانزده شانزدهی لیست شده است . اولین رقم یک دستورالعمل ثباتی همواره 7 است .

اولین رقم یک دستور العمل ورودی – خروجی همیشه F است و M نیز به معنی آدرس موثر می باشد.

زبان ماشین به معنی مجمو عه ای از دستور العمل ها برای هدایت کامپیو تر در اجرای یک کار داده پردازی مورد نظر است . زبانهای مختلفی برای نوشتن یک بر نامه کامپیو تری وجود دارد. ولی کامپیو تر می تواند تنها بر نامه هایی را اجرا کند که در داخل آن به شکل دودویی تر جمه شوند. بر نامه های نو شته شده برای کامپیو تر می تواند یکی از رشته های زیر باشد:

1-کد دودویی: این کد رشته ای از دستور العمل ها و عملو ندها به شکل دودوییست که شکل واقعی آنها را آنطور که در حافظه کامپیو تر ظاهر میشود نشان می دهد.


2- کد هشت هشتی یا شانزده شانزدهی: این کد معادل ترجمه شده کد دودویی به هشت هشتی یا شانزده شانزدهی است.


3- کد سمبلیک: در این کد کاربر از سمبل ها (حروف – اعداد یا کارکتر های خاص) برای بخش عملیاتی – بخش آدرس و سایر قسمت های کد دستور العمل استفاده می کند. هر دستور العمل سمبلیک را می توان به یک دستور العمل کد شده با دودویی ترجمه کرد . این ترجمه توسط برنامه خاصی بنام اسمبلر انجام می شود . چون اسمبلر اسمبل را ترجمه می کند این نوع بر نامه سمبلیک بر نامه زبان اسمبلی خوانده می شود.



4- زبان های بر نامه نویسی سطح بالا: این بر نامه ها که به زبان های خاصی نو شته می شوند و علت نوشته شدن برنامه به این زبان ها دریافت تاثیر رویه هایی است که به منظور حل مسئله خاصی به کار می روند و نه صرفا به خاطر تاثیر بر رفتار سخت افزار کامپیو تر. مثالی از یک بر نامه به زبان سطح بالا فر ترن است . برنامه به صورت رشته ای از عبارات بر اساس نحوه تفکر فرد به هنگام حل یک مسئله نو شته می شود . با این وجود هر عبارت باید قبل از اجرا در کامپیو تر به رشته ای از دستو رات دودویی تبدیل شود . بر نامه ای که یک بر نامه دیگر به زبان سطح بالا را به دودویی تر جمه می کند کامپایلر نامیده می شود.

منبع:انجمن مهندسی برق