低級言語とは？仕組みと種類を徹底解説
ITの初心者
先生、『低級言語』について詳しく教えていただけますか？
IT･PC専門家
もちろんです。『低級言語』というのは、コンピュータが直接実行できるか、あるいは容易に解釈可能な形式で書かれたプログラミング言語を指します。
ITの初心者
具体的には、どのような言語が低級言語に該当するのでしょうか？
IT･PC専門家
代表的な例として、機械語やアセンブリ言語が挙げられます。
低級言語とは。
IT用語における「低級言語」とは、コンピュータが直接的に実行することができるプログラミング言語、またはコンピュータが解釈しやすい形式で記述された言語を指します。具体的には、機械語やアセンブリ言語などがこのカテゴリに含まれます。これに対する概念として「高級言語」が存在し、低級言語は「低水準言語」とも呼ばれることがあります。
低級言語とは何か
低級言語とは、コンピュータのハードウェアのアーキテクチャに深く関連しているため、人間には理解しづらい言語のことを指します。低級言語は、CPUのレジスタやメモリなど、ハードウェアの構造や動作を直接制御するための命令から構成されています。
このため、低級言語は特定のハードウェアに依存しており、異なるハードウェアに移植すると正しく動作しなくなります。しかし、低級言語はハードウェアに近いレベルでコンピュータを制御できるため、効率的なコードを生成することが可能です。そのため、オペレーティングシステムやデバイスドライバなど、ハードウェアに密接に関連するソフトウェアの開発において主に使用されています。
低級言語の種類
-低級言語の種類-
低級言語は、コンピュータアーキテクチャと密接に関係しており、その命令セットに依存しています。低級言語には以下のような種類があります。
* -マシン語- コンピュータのCPUが直接理解できるバイナリコードであり、すべての低級言語の中で最も基本的なものです。
* -アセンブリ言語- マシン語を抽象化したもので、人間が理解しやすい記号やニーモニックを使用していますが、依然としてコンピュータアーキテクチャに依存しています。
* -FORTRAN- 科学技術計算向けに開発された最初の高水準言語であり、低級言語の要素を取り入れつつ、特定のマシンアーキテクチャに依存しています。
* -COBOL- ビジネスアプリケーション向けに設計された高水準言語であり、マシンアーキテクチャに依存したデータ処理機能を持っています。
低級言語の特徴
低級言語の特徴
低級言語は、コンピュータのハードウェアに直接アクセスできるという特性を持っています。これにより、低級言語で記述されたプログラムはハードウェアの細かい制御が可能となり、高度な処理を実現できるのです。また、特定のハードウェアアーキテクチャに依存しているため、他の機種への移植性が低いという特徴もあります。
低級言語のメリットとデメリット
低級言語のメリットとしては、高い処理速度が挙げられます。機械語に近い低級言語は、高速かつ複雑な計算を効率よく処理できます。また、ハードウェアの細かい制御が可能なため、特定のタスクに特化した効率的なコードを作成することができます。さらに、他の言語に比べてメモリ使用量が少なく、組み込みシステムなどリソースに制限のある環境においても適しています。
一方で、低級言語のデメリット</spanも存在します。その一つが、学習と使用の難しさです。機械語に近い構文や複雑な命令セットのため、初心者には理解が難しいことが多いです。また、移植性が低く、異なるプラットフォーム間でコードを再利用することが容易ではありません。さらに、低級言語は抽象化が少ないため、複雑なプログラムを作成する際にコードが冗長になることがよくあります。
低級言語の活用例
-低級言語の活用例-
低級言語の主な活用例としては、オペレーティングシステム、デバイスドライバー、そして組み込みシステムなどのシステムレベルのソフトウェア開発が挙げられます。これらの低級言語は、ハードウェアの細部を直接制御することができ、効率的なコードを生成することが可能です。
例えば、組み込みシステムではマイコンの制御やセンサーの入出力処理に広く使用されています。また、オペレーティングシステムにおいては、システムの起動プロセスやメモリ管理、さらには他のプログラムとの通信を円滑に行うために活用されています。さらに、デバイスドライバーでは、ハードウェアとオペレーティングシステムとの間に位置するインターフェースとして重要な役割を果たしています。