لغة البرمجة منخفضة المستوى، تُعرف أحيانًا باسم اللغة الأم للكمبيوتر. إنها تشبه إلى حد كبير كتابة تعليمات الآلة الحقيقية، وتتعامل مع مكونات الأجهزة وحدود الكمبيوتر. فهو يتحكم في الدلالات التشغيلية للكمبيوتر ويقدم القليل أو لا يقدم أي تجريد لمفاهيم البرمجة.
جدول المحتويات
لغة البرمجة منخفضة المستوى
التعليمات البرمجية ذات المستوى المنخفض، على عكس اللغة عالية المستوى المستخدمة في تطوير البرمجيات، ليست قابلة للقراءة من قبل الإنسان وغالبًا ما تكون غامضة. تشمل لغات البرمجة منخفضة المستوى لغة التجميع ولغة الآلة.
الغرض الرئيسي من لغات البرمجة منخفضة المستوى هو استخدام لغات عالية مثل PHP وC# وSwift لإنشاء برامج ونصوص برمجية تعمل على تشغيل وإدارة وتغيير أجهزة الكمبيوتر ومجموعة التعليمات.
- إقرء مقال هام ذات صله: البرمجة – Programming: كيف تكون جزءًا من التحول التكنولوجي في 2024
قد يقوم مطور البرامج بإنتاج وتعديل كود المصدر بلغة برمجة عالية المستوى باستخدام محرر نصوص بسيط أو بيئة تطوير متكاملة (IDE) للبرمجة. ومع ذلك، لا يمكن لوحدة المعالجة المركزية التعرف على الرمز على الفور. يتم تجميع التعليمات البرمجية أولاً إلى لغة منخفضة المستوى.
اللغات ذات المستوى المنخفض مرغوبة لأنها تسمح بتنفيذ البرامج والتطبيقات مباشرة على أجهزة الكمبيوتر دون الحاجة إلى الترجمة أو الترجمة الفورية. قد تعمل هذه التطبيقات والبرامج أيضًا بمساحة صغيرة جدًا من الذاكرة وبسرعة كبيرة. ومع ذلك، فإنها تحتاج إلى فهم أفضل للغة الآلة وقد يكون من الصعب استخدامها.
تتضمن الأوامر في لغة التجميع ADD (إضافة)، وSUB (طرح)، وMOV (نقل). هذه التعليمات مسؤولة عن إجراء العمليات الأساسية مثل الحسابات ونقل القيم إلى سجلات الذاكرة. يمكن تحويل لغة التجميع إلى لغة الآلة باستخدام المجمع.
لغة الآلة، والتي تُعرف أحيانًا باسم كود الآلة، هي المستوى الأساسي للغة الكمبيوتر. هو يحتوي على رمز ثنائي. غالبًا ما يتم إنشاء كود لغة الآلة عن طريق تجميع كود مصدر عالي المستوى لمعالج معين.
لا يحتاج معظم المطورين أبدًا إلى تعديل رمز الجهاز أو حتى إلقاء نظرة عليه. فقط المبرمج الذي يقوم بإنشاء نظام التشغيل ومترجمي البرامج هو الذي يحتاج إلى رؤية رمز الجهاز.
أقسام لغة البرمجة منخفضة المستوى
فيما يلي التصنيف لهذه اللغة:
- الجيل الأول من لغة البرمجة منخفضة المستوى:
يعتبر الجيل الأول من لغة البرمجة، المُعرف أيضًا بـ 1GL بشكل عام، لغة الآلة. يُكتب في هذه اللغة الأوامر بتنسيق سلسلة من الأرقام الثنائية (0، 1) التي يمكن للحاسوب فهمها مباشرة. تُنفذ هذه اللغة عمليات بسيطة وتتفاعل مباشرة مع المعلومات المخزنة في الذاكرة الرئيسية للجهاز.
تُعد لغة الجيل الأول الوحيدة التي يستطيع المعالج الدقيق معالجتها مباشرة بدون الحاجة إلى تحويل مسبق. ورغم أن لغة الآلة لا تستخدم مباشرة في الوقت الحالي، إلا أنها تتطلب القيام بتفاصيل دقيقة تُنجز تلقائيا بواسطة لغات البرمجة عالية المستوى.
- الجيل الثاني من لغة البرمجة منخفضة المستوى:
يُعرَف الجيل الثاني، المعروف أيضًا بـ 2GL، بلغة التجميع (Assembly Languages). تُكتب الأوامر في هذه اللغة على شكل اختصارات باللغة الإنجليزية، مما يجعلها سهلة الفهم. يتم ترجمة لغة التجميع إلى لغة الآلة، وتتفاعل لغة التجميع مباشرة مع مكونات الحاسوب الداخلية.
تقوم تعليمات التجميع بجمع الأوامر البسيطة مباشرة إلى لغة الآلة بشكل فعّال. وعلى الرغم من أن لغة التجميع لا تتناول المعالج الدقيق بشكل محدد، إلا أنها تُعَدُّ جزءًا من لغات الجيل الثاني.
هل C أو C++ لغة برمجة منخفضة المستوى؟
يتم تصنيف لغات البرمجة C وC++ على أنها لغات متوسطة المستوى. توفر لغة البرمجة منخفضة المستوى القليل من الأفكار البرمجية أو لا توفرها على الإطلاق، بينما تقدم لغات البرمجة C وC++ أقل قدر من التجريد للأداء والكفاءة مقابل أقل قدر من المال.
تتيح هذه التجريدات، مثل وحدات الماكرو ووظائف لامدا والفئات، للمبرمجين الاستفادة من الوظائف المعقدة دون الحاجة إلى كتابة تعليمات برمجية أكثر تعقيدًا. ونتيجة لذلك، تعتبر C وC++ لغات ذات مستوى أدنى عندما يكون الحد الأقصى من الكفاءة ضروريًا؛ ومع ذلك، هناك حاجة إلى التجريدات لجعل التعليمات البرمجية قابلة للإدارة ومقروءة للغاية.
لغة البرمجة منخفضة المستوى مع اللغات عالية المستوى
أتاحت اللغات عالية المستوى مثل ALGOL وPL/S وBCPL وBLISS وC بعض الوصول إلى وظائف لغة البرمجة منخفضة المستوى في أواخر الستينيات. يشير التجميع المضمن إلى ممارسة تضمين كود التجميع داخل لغة عالية المستوى. تحتوي العديد من هذه اللغات أيضًا على توجيهات تحسين خاصة بالمترجم، والتي تمكن المترجم من تخصيص استخدامه لبنية المعالج الهدف.
الفرق بين لغة البرمجة عالية المستوى واللغة منخفضة المستوى
يتمثل الاختلاف الأساسي بين اللغات عالية المستوى واللغات منخفضة المستوى في أن الكود عالي المستوى أسهل في الفهم والتفسير والكتابة من كود الآلة. ومن ناحية أخرى، يمكن للآلات فهم اللغات ذات المستوى المنخفض بسهولة مقارنة بالبشر.
تشمل اللغات عالية المستوى C وC++ وJava وPython وغيرها وغيرها من الأمثلة. تابع في الجدول بعض الاختلافات بين لغة البرمجة عالية المستوى ولغة البرمجة منخفضة المستوى:
| اللغة عالية المستوى | اللغة منخفضة المستوى |
|---|---|
| إنها لغة برمجة صديقة للمستخدم. | إنها نوع من اللغات التي تتفهمها الآلة بشكل جيد. |
| يُعتبر استهلاك الذاكرة في هذه اللغات أقل فعالية. | يُعتبر استهلاك الذاكرة في هذه اللغات أكثر فعالية. |
| من السهل فهمها. | من الصعب فهمها. |
| من السهل تتبع الأخطاء وإصلاحها. | بشكل مقارن، من المعقد إصلاح الأخطاء. |
| من السهل الحفاظ عليها. | بالمقارنة، من الصعب الحفاظ عليها. |
| اللغة عالية المستوى قابلة للنقل. | اللغة منخفضة المستوى غير قابلة للنقل. |
| تتوافق مع جميع أنظمة التشغيل. | تعتمد تمامًا على الجهاز. |
| للترجمة، يتطلب مترجم أو مفسر. | للترجمة، سيحتاج إلى مجمع. |
| تستخدم على نطاق واسع في البرمجة. | لم تعد تستخدم على نطاق واسع في البرمجة. |
