備注：這是我問答內(nèi)容的一個精編版，增加了一些內(nèi)容，所以和原內(nèi)容略有不同。

去年底，有中國開發(fā)者已經(jīng)開發(fā)出文言文編程語言，并在GitHub上摘得了5500星，在國內(nèi)引起不小反響。這件事給普通人的印象是，科技發(fā)展日新月異，電腦CPU太厲害，都能讀懂文言文了！

CPU真的能看懂文言文代碼嗎？答案是CPU既看不懂文言文代碼，也看不懂英文代碼。

現(xiàn)在的CPU晶體管數(shù)量動輒幾十億個，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，但內(nèi)部傳輸?shù)男盘栔挥袃煞N：高電壓和低電壓，分別代表數(shù)字信號“1”和“0”（也有相反的），因此CPU唯一能看懂的就是由“1”和“0”組成的代碼。

由于程序（代碼）存儲在電腦硬盤中時，也是“1”和“0”的形式，是否就意味著，只要程序存到硬盤中，CPU就能認識呢？

答案是CPU仍然看不懂這些程序，因為以“1”和“0”位模式存儲的程序和以“1”和“0”寫成的機器語言完全是兩回事，簡單說，兩者的區(qū)別類似于漢語書和英語書都用紙和油墨印制，但依然是兩種不同的語言，不會英語的依然看不懂英語書。

機器語言是CPU唯一能看懂的語言，也是第一代編程語言。

?

?

圖片說明：早期的計算機程序員使用機器語言編程，將用0和1數(shù)字編成的程序代碼打在紙帶或卡片上（打孔代表1，不打孔代表0），再將它通過紙帶機或卡片機輸入計算機，進行運算。

機器語言的最大特點是面向計算機硬件編程，簡單說就是程序員需要通曉計算機硬件知識，寫的程序要真實表示數(shù)據(jù)是如何被計算機操縱的。對程序員來說這就比較頭大，一方面不僅需要通曉計算機硬件知識，另一方面如果計算機使用了不同的硬件，那么就得重新編程。

畢竟上得了“廳堂”（搞掂硬件）下得了“廚房”（玩得轉(zhuǎn)軟件），只有少數(shù)大神能做到，加上機器語言純用“0”和“1”序列組成，非常單調(diào)枯燥，不僅扼殺了編程的趣味，而且對視力也是一種考驗，稍微一眼花，看錯1或0的排列位置，就會制造一個大BUG。

于是，有一幫人開始琢磨了：能不能將計算機硬件從編程中分離出來，讓硬件知識小白也能編程？

最先開竅的是藍色巨人IBM，它在其System/360計算機中引入了ISA（Instruction Set Architecture）概念，將編程所需要了解的硬件信息從硬件中抽象出來，這樣編程人員就可以面向ISA編程。由于ISA是用來描述編程時用到的抽象機器（不是具體的電腦CPU），包括了一套指令集和一些寄存器，因此，程序員只要知道ISA，不需要了解具體的硬件知識，就可以編寫程序，在ISA相同的電腦上運行。

這樣一來，就出現(xiàn)了匯編語言，但匯編語言用符號寫成，還是不夠接地氣兒，于是高級語言就誕生了。高級語言的誕生，使程序員將精力從復(fù)雜的計算機結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到要解決的問題，從而可以專心烹調(diào)程序大餐。

由此也可以看出，現(xiàn)在的程序員并不都是了解計算機硬件的，所以妹子們不要指望自己的程序員男朋友給你DIY電腦，或者電腦壞了，他能給你省下一筆修理費。他說不會修，那就是真的不會修。

自從高級語言出現(xiàn)后，人類開始了在編程語言上的放飛自我，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)明創(chuàng)造，現(xiàn)在的高級編程語言已超過2500種，像比較知名的C++和Java等，都屬于高級語言。

極客漫畫《編程語言之戰(zhàn)》，展示的是高級編程語言之間的市場競爭，也揭示了高級編程語言多如牛毛。

但問題出現(xiàn)了，CPU能理解的機器語言還是那個機器語言，幾十年來沒有變化，讓它讀懂高級語言那是不可能的。

怎么辦？

其實，早在高級語言出現(xiàn)之前的匯編語言時代，聰明的計算機研發(fā)人員就開發(fā)出了專門的程序，用來將匯編語言和高級語言翻譯成機器語言，其過程相當(dāng)于將英語名著翻譯成漢語著作。

說白了，這種翻譯程序相當(dāng)于人類中的翻譯家。

翻譯程序有兩種工作方法：編譯和解釋，相應(yīng)的程序名稱是編譯器和解釋器。兩者的區(qū)別是，編譯是在執(zhí)行前把整個源程序（高級語言程序）翻譯成目標(biāo)程序（機器語言程序），而解釋是一次只翻譯和執(zhí)行源程序中的一行。

?

?

打個形象的比方，解釋器相當(dāng)于發(fā)布會的實時翻譯，演講的嘉賓說一句，實時翻譯馬上翻譯一句。編譯器則相當(dāng)于著作翻譯家，整本翻譯完成后，再讓出版社印刷上市。

經(jīng)過翻譯程序的努力，現(xiàn)在CPU能看懂程序員寫的程序了。當(dāng)然，用開頭提到的文言文編程語言編寫的程序想要讓CPU看懂，還得多一道翻譯步驟，即要么翻譯成Javascript，要么翻譯成Python。多轉(zhuǎn)了一圈，不知道程序執(zhí)行效率如何。

由于CPU不能直接理解用高級語言寫成的代碼，必須依賴翻譯程序翻譯成機器語言，因此翻譯程序可以極大地影響甚至決定處理器性能的發(fā)揮。如果沒有一個好的翻譯程序，那么CPU的性能再強大，也好比茶壺裝的餃子，倒不出來。

正因為如此，谷歌在安卓4.4之后，拋棄了Dalvik虛擬機，改為ART，實際是將翻譯程序從解釋器切換到編譯器，發(fā)揮了芯片的性能，提高了程序運行效率。

現(xiàn)在，手機大廠包括華為、OPPO和vivo都開始重視編譯器開發(fā)，說到底就是為了發(fā)揮芯片性能，讓它不再成為倒不出餃子的茶壺。

最后總結(jié)一下，用翻譯程序把程序員編寫的程序翻譯成二進制代碼的機器語言后，CPU就能看懂代碼了，而且翻譯程序的優(yōu)劣可以影響乃至決定CPU性能發(fā)揮。

?

關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：

回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動

回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動

回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營

回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂

回復(fù)【團體定制】，了解最新團體定制活動

回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情

回復(fù)【口罩】，預(yù)約報名官方口罩免費領(lǐng)取

回復(fù)【科學(xué)防控】，學(xué)習(xí)疫情相關(guān)科普知識

回復(fù)【科普小達人】，報名參賽贏取萬元大獎