Hợp ngữ là gì và ứng dụng trong đời sống – kiến thức cho dân IT

1. Hợp ngữ là gì?

1.1. Hợp ngữ là gì?

“Hợp ngữ là gì”- đây dường như sẽ là câu hỏi bật ra đầu tiên khi bạn gặp một khái niệm hay vấn đề mới.

Nếu ngôn ngữ của con người là ngôn ngữ cấp cao thì hợp ngữ lại là ngôn ngữ cấp thấp. Nó là ngôn ngữ được sử dụng cho máy tính để xử lý thông tin. Các dạng thông tin muốn máy tính hiểu và xử lý thì cần được giải mã bằng hợp ngữ.

Hợp ngữ được xây dựng trở thành các chỉ thị và các lệnh rời rạc. Nhiều lệnh phức hợp được tạo dựng bằng cách kết hợp các chỉ thị lại với nhau.

Hợp ngữ bao gồm 2 phần cơ bản là tên các câu lệnh và quy tắc để viết các câu lệnh. Cấu trúc câu lệnh cũng được cấu tạo gồm 2 phần là phần đầu và phần sau. Phần đầu thể hiện tên mã lệnh và phần sau là địa chỉ các thanh ghi để lưu trữ giá trị.

Một chương trình hợp ngữ được kết từ các mệnh đề được viết liên tiếp nhau và mỗi mệnh đề được viết trên một dòng. Một số mệnh lệnh phổ biến:

+ INPUT là dạng lệnh nhập giá trị

+ ADD là dạng lệnh phép cộng cho máy tính

+ SUB đối lập với add thì sub là lệnh phép trừ

+ DIV là dạng lệnh phép chia

Chương trình viết bằng hợp ngữ thường phụ thuộc chặt chẽ vào cấu tạo máy tính.

Việc làm it phần cứng - mạng tại Hà Nội

1.2. Ưu điểm và nhược điểm của hợp ngữ

Hợp ngữ có ưu điểm lớn nhất là một ngôn ngữ mạnh nếu kết hợp giữa ngôn ngữ máy tính và ngôn ngữ tự nhiên của con người. Ngôn ngữ con người ở đây là tiếng anh (ngôn ngữ toàn cầu được nhiều quốc gia công nhận và sử dụng rộng rãi phổ biến trong nhiều lĩnh vực).

Nhược điểm của hợp ngữ đó chính là sự khó dùng và khó hiểu. Muốn sử dụng được hợp ngữ thì người dùng phải có sự hiểu biết nhất định về máy tính và cách lập trình các lệnh cho máy tính. Vì thế hợp ngữ tuy là ngôn ngữ cấp thấp nhưng vô cùng phức tạp nên không thông dụng và rất ít người dùng được.

2. Ứng dụng của hợp ngữ

2.1. Hợp ngữ trong quá khứ

Khi máy tính được hình thành và phát triển thì hợp ngữ cũng phát triển theo. Bởi hợp ngữ là công cụ kết nối giữa con người và máy tính. Đã từng có rất nhiều chương trình được viết hoàn toàn bằng hợp ngữ bởi lúc đó khả năng xử lý máy tính còn thấp. Vì vậy những người lập trình phải dày công viết các chương trình bằng hợp ngữ để máy tính có hiểu và xử lý dữ liệu như mong muốn. Đây cũng là thời kỳ huy hoàng của hợp ngữ với các thành tựu cùng đó như vào những năm 1970 và đầu thập niên 1980, hợp ngữ là ngôn ngữ duy nhất để tạo nên các hệ điều hành lúc bấy giờ. Các tập đoàn máy tính lớn đã cung cấp các ứng dụng cung cấp phần mềm máy tính được viết bằng hợp ngữ và thương mại hóa các phần mềm ày với khối lượng lớn.

Sau một quá trình phát triển cả về cấu tạo máy tính và ngôn ngữ máy tính thì hợp ngữ đã không còn chiếm ưu thế do sự khó dùng và vận dụng của nó. Mà thay vào đó là ngôn ngữ dễ hiểu hơn là cobol và fortran ra đời. Tuy nhiên, hợp ngữ vẫn được nhiều tổ chức vẫn giữ lại các kiến trúc ứng dụng, kiểu hợp ngữ trong suốt thập niên 1980 do việc thay thế toàn bộ là vô cùng khó khăn. Cần có thời gian để thay thế mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động đang diễn ra.

Vù vậy, hầu hết các máy vi tính đầu tiên của xã hội chủ yếu vận hành bằng hợp ngữ, bao gồm các hệ điều hành và các ứng dụng lớn. Thậm chí, nhiều các trò chơi video giải trí vẫn được viết bằng hợp ngữ cho tới những năm 1990. Ví dụ như các trò chơi cho máy mega drive/genesis và super nintendo entertainment system mà có lẽ hiện nay rất ít người biết đến và quan tâm.

Ngoài ra các chương trình giải trí trên thì virus máy tính cũng là chương trình được tạo từ hợp ngữ. Tuy nhiên đây là "ứng dụng" không được khuyến khích bởi nó phá hoại thông tin, máy chủ và việc xâm nhập của nó là bất hợp pháp ảnh hưởng đến quyền riêng tư và thậm chí là an ninh mạng quốc gia.

Việc làm kỹ thuật viên máy tính

2.2. Hợp ngữ trong hiện nay

Hiện nay, hợp ngữ không còn được ứng dụng phổ biến trong các chương trình nhưng thành tựu của nó là không thể phủ nhận. Là bước nền tảng để phát triển ngôn ngữ máy tính và tốc độ xử lý dữ liệu hiện nay. Có nhiều ý kiến đa chiều về sự tiện dụng và hiệu năng của hợp ngữ so với các ngôn ngữ bậc cao.

Tuy nhiên thực tiễn ngày nay cũng cho thấy sự kém tiện dụng của nó trong sự phát triển như vũ bão và nhanh chóng. Thực trạng những người lập trình viên hiện nay không còn ứng dụng hợp ngữ ào công việc của họ mà chỉ có các chuyên gia thực sự muốn dùng hợp ngữ cho công việc của họ nhưng cũng chỉ trong số ít các trường hợp khi là:

- Các thiết bị hoạt động độc lập mà không cần tài nguyên hay các thư viện liên kết với ngôn ngữ bậc cao. Đây có lẽ là trường hợp phổ biến nhất mà các chuyên gia sử dụng hợp ngữ

- Khi trình biên dịch không tận dụng được mà người lập trình cần giao tiếp trực tiếp với phần cứng.

- Khi cần tối ưu khắt khe như các thuật toán có dùng vòng lặp tiêu tốn nhiều năng lực xử lý thì việc sử dụng hợp ngữ sẽ rút gọn quá trình xử lý của máy tính

- Khi một hệ thống cần phải viết mã thủ công để tận dụng nguồn tài nguyên hạn hẹp hoặc các ngôn ngữ bậc cao không thể áp dụng được trên một cpu mới hoặc cpu chuyên dụng.

Hơn nữa, hợp ngữ vẫn được giảng dạy trong hầu hết các chương trình khoa học máy tính, các khái niệm nền tảng vẫn có ý nghĩa quan trọng trong nền phát triển công nghệ thông tin và máy tính cho thế hệ tương lai tiếp thu thành tựu. Chẳng hạn như số học nhị phân, cấp phát bộ nhớ, xử lý ngăn xếp, mã hóa tập ký tự, xử lý ngắt và thiết kế trình dịch vẫn được nghiên cứu một cách chi tiết và hệ thống bất kể phần cứng máy tính hoạt động như thế nào. Cách hoạt động của máy tính được xác định bởi tập lệnh cơ sở của nó, vì vậy để hiểu các khái niệm cơ sở đó cách tốt nhất là nghiên cứu hợp ngữ của nó. May thay, hầu như các máy tính hiện đại đều có các tập lệnh tương tự nhau, do đó chỉ nắm được một hợp ngữ cũng có đủ để hiểu được các khái niệm cơ bản ở các hợp ngữ trên hệ thống khác.

Hợp ngữ vẫn đóng vai trò quan trong trong một số nhu cầu cần thiết. Nói chung, các trình biên dịch hiện đại ngày nay đều có khả năng biên dịch các ngôn ngữ bậc cao thành mã mà có thể thực thi nhanh ít nhất bằng hợp ngữ. Độ phức tạp của các bộ vi xử lý hiện đại cho phép tối ưu mã một cách hiệu quả, hơn nữa, phần lớn thời gian hoạt động của cpu rơi vào trạng thái rỗi bởi nó phải đợi kết quả từ cá các tính toán “thắt cổ chai” như các thao tác i/o và truy xuất bộ nhớ. Vì thế tốc độ thực thi mã thô (raw code) trở thành vấn đề ít quan trọng đối với hầu hết lập trình viên, sự xuất hiện các ngôn ngữ thông dịch (interpreted language) ngày càng nhiều là một minh chứng cho điều này.

Việc làm nhân viên sửa chữa máy tính

2.3. Các ứng dụng điển hình

Hợp ngữ mã cấp thấp thường được dùng cho bios lưu trong rom của một hệ thống để khởi tạo và kiểm tra phần cứng hệ thống trước khi khởi tạo hệ điều hành. Khi khởi tạo phần cứng hoàn thành, quyền điều khiển hệ thống sẽ được chuyển qua cho các phần mã thự thi khác (thường được viết bằng ngôn ngữ bậc cao). Điều này cũng đúng cho hầu hết các trình khởi động (boot loader).

Nhiều trình biên dịch chuyển đổi các ngôn ngữ bậc cao thành hợp ngữ trước khi biên dịch thực sự, điều này cho phép kiểm tra mã phục vụ mục đích gỡ rối và tối ưu. Các ngôn ngữ cấp thấp như c thường cung cấp các cú pháp đặc biệt cho phép nhúng trực tiếp hợp ngữ vào mã nguồn. Các chương trình tận dụng tính năng này như nhân linux có thể tạo ra các tầng trừu tượng để sử dụng trên nhiều kiến trúc phần cứng khác nhau.

Hợp ngữ cũng có giá trị trong kỹ thuật dịch ngược (reverse engineering). Các chương trình lớn vốn chỉ được phân phối dưới dạng mã máy, chúng thường dễ dàng dịch ngược thành hợp ngữ để kiểm tra nhưng rất khó dịch ngược ra mã ngôn ngữ bậc cao.

Với những thông tin trên, bài viết cung cấp cho bạn những kiến thức về hợp ngữ là gì và những ứng dụng của nó trong quá trình phát triển của máy tính. Với những kiến thức này hy vọng sẽ giúp ích cho bạn trong việc học tập và định hướng tương lai. Và đừng quên thường xuyên ghé qua trang web để cập nhật tin tức tuyển dụng it một cách nhanh chóng nhé!

Việc làm online