كيف يفهم الكمبيوتر التعليمات؟ استكشاف لغة الآلة

“في درسنا الأول من تعلم البرمجة، تعرفنا على ما هي البرمجة ورأينا كيف يمكنها أن تجعل الكمبيوتر يقوم بمهام مذهلة! الآن، قد تتساءل، كيف يمكن للكمبيوتر فهم هذه التعليمات التي نكتبها؟ في هذا الدرس، سنكتشف معًا كيف يترجم الكمبيوتر التعليمات التي نعطيها إلى أفعال ينفذها.”

. الكمبيوتر ولغته الخاصة: ” لكل منا لغة يفهمهما وكذلك الكمبيوتر، فتلك الالة الجبارة بكل ما تملك من تكنولوجيا وامكانيات سوف تتعجب اذا علمت ان لغة الكمبيوتر مكونة من رقمين فقط، نعم انهما الصفر والواحد او اللغة الثنائية Binary. بالرغم من أننا نستخدم لغات برمجة مثل  C# لكتابة تعليماتنا، الكمبيوتر في الحقيقة لا يفهم هذه اللغات مباشرة. بدلاً من ذلك، يتم ترجمة هذه التعليمات إلى ‘لغة الآلة’، وهي سلسلة من الأرقام الثنائية (0 و1) يمكن للكمبيوتر فهمها وتنفيذها.” دعني اذكرك مرة أخرى انه من الطبيعي الا تكون قد استوعبت تلك الأجزاء حتى هذه اللحظة، سوف نتعرف علي كل ذلك بالتفصيل في الأجزاء المقبلة.

. من الكود إلى الأفعال: “عندما نكتب برنامجًا، نستخدم لغة برمجة لصياغة أفكارنا. بعد ذلك، يستخدم الكمبيوتر ‘مترجم’ لتحويل هذه التعليمات إلى لغة الآلة. فكر في المترجم كمترجم لغة يترجم من لغة إلى أخرى حتى يفهم الطرف الآخر.”

. فهم التعليمات: “لنأخذ مثالًا بسيطًا: عندما نخبر الكمبيوتر بأن يجمع رقمين، ما نفعله حقًا هو كتابة تعليمات بلغة برمجة تصف هذه العملية. الكمبيوتر، بمساعدة المترجم، يحول هذه التعليمات إلى سلسلة من الأوامر الثنائية التي تنفذ الجمع.”

. لماذا النظام الثنائي؟ “الكمبيوتر يستخدم نظام الأرقام الثنائي لأنه يعتمد على دارات كهربائية يمكن أن تكون في حالتين: تشغيل (1) أو إيقاف (0). هذا يجعل من السهل على الكمبيوتر تمثيل التعليمات وتخزين البيانات باستخدام هذه الدارات.”

تخيل أنك تريد أن تُرسل رسالة لصديق يتحدث لغة أخرى.

• الخطوة الأولى: تكتب الرسالة بلغتك الأم، وهي اللغة التي تفهمها أنت.
• الخطوة الثانية: تستعين بمترجم لترجمة الرسالة إلى لغة صديقك.
• الخطوة الثالثة: يقرأ صديقك الرسالة المترجمة ويفهمها.

في حالة الكمبيوتر،

• اللغة الأم: هي لغة البرمجة التي نستخدمها لكتابة البرنامج.
• المترجم: هو برنامج خاص يسمى “المترجم” أو “المفسّر”.
• لغة الآلة: هي اللغة التي يفهمها الكمبيوتر.

ما يحدث بالضبط:

1. كتابة البرنامج: نكتب البرنامج باستخدام لغة برمجة مفهومة لنا.
2. ترجمة البرنامج: يقوم المترجم بتحويل تعليمات لغة البرمجة إلى لغة الآلة.
3. تنفيذ البرنامج: يُرسل البرنامج المُترجم إلى وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الكمبيوتر، حيث يتم تنفيذ تعليمات لغة الآلة واحدة تلو الأخرى.

أنواع المترجمين:

• المترجم: يقوم بتحويل البرنامج بالكامل إلى لغة الآلة قبل تنفيذه.
• المفسّر: يقوم بتحليل البرنامج وتنفيذه سطرًا بسطر.