今天來學習開發環境和編程語言。

CPU懂的機器語言

單片機的CPU從存儲器讀取程序，但是一次只能讀取一條指令，然后解釋每條指令，并執行。存儲器中保存的內容，不管是程序還是數據，都是二進制代碼“0”和“1”組成的字符串。指令二進制代碼告訴CPU要做什么，而數據二進制代碼則是CPU操作或處理指令時要使用的值。CPU的操作包含加、減運算等指令。這些像密碼一樣排列的“0”和“1”字符串就是機器語言。比如圖1左邊顯示的就是一個機器語言指令，意思是“將2放入寄存器A（寄存器是CPU內部的儲存區域）。

CPU總是按存儲器地址的順序讀取指令代碼，除非遇到跳躍指令。例如，如果復位后的地址是0000，則從0000開始按0001、0002、0003的順序讀取并執行指令。也可以說，一個程序就是按處理要求排列一系列的機器語言。

CPU只能理解如上所述的機器語言。因此，為了使CPU運行，就必須使用機器語言的程序。但是，機器語言不易為人們識別和讀寫。因此，人們用了更簡單易懂的字符串來代替機器語言，這就是匯編語言。例如，在“給寄存器A賦值2”這樣的處理時，如果用匯編語言來表示，就很簡單，請看圖1的右邊部分。匯編語言中，用MOV字符串表示賦值，所以“給寄存器A賦值2”的處理就可用“MOV A,#02”表示。

圖1：機器語言和 匯編語言的比較

雖然匯編語言比機器語言更加簡單易懂了，但是人們讀起來還是挺難理解的。而且，匯編語言還存在另一個問題，就是不同的CPU，機器語言的描述方式也不同。因此，如果更換了CPU，就必須改寫與機器語言有著密不可分關系的匯編語言，工作量比較大。（以上例子中的機器語言和匯編語言均為瑞薩的RL78族單片機中的語言。）

如上所述，每更換一次CPU都必須對程序進行改編，不但造成生產性低下，還加重了編程人員的負擔。

人性化的C語言

能夠解決上述問題的編程語言就是C語言。C語言具有不依存于特定的CPU，又具有程序移植性高等的特點。另外，由于編程時可使用人們熟悉的英文單詞，所以對編程人員來說C語言是最容易使用的編程語言。下面我們將C語言和匯編語言做一個簡單地比較。

圖2：匯編語言和C語言的比較

雖然C語言不依存于CPU而且還是人們最容易使用的編程語言，但對于CPU來說，C語言卻是一種完全無法理解的語言。因此，就需要一種可以將C語言翻譯為機器語言的軟件，這就是被稱為編譯器 (編譯程序) 的軟件。 經過編譯器翻譯的程序的文件格式被稱為目標文件格式。如果目標文件格式最終沒有被配置到存儲器中，CPU就無法執行該程序。

另外，近來由于程序越來越趨于復雜化，所以幾乎都采取了將一個程序分割為多個C語言程序文件的結構。所以，還需要一個工具將多個目標文件格式匯總成一個機器語言并配置到存儲器上，能夠擔當起此重任的就是連接編輯程序（linkage editor，也被稱為“linker（鏈接器）”）。