你在学写程序的时候，有没有想过，古老时代的计算机程序是怎么写出来的/p>

其实在当年，不想现在这样，都是用一种古老的物理设备，叫做“打孔卡”（Punched Card）。用这种设备写程序，可没法像现在这样，掏出键盘就能打字，而是要先在脑海里或者在纸上写出程序，然后在纸带或者卡片上打洞。这样，要写的程序，要处理的数据，就变成一条条纸带或者卡片，之后再交给当时的计算机去处理。

从编译到汇编，代码怎么变成机器码/h1>

了解了计算机指令和计算机指令集，接下来我们来看看，平时编写的代码，到底是怎么变成一条条计算机指令，最后被CPU执行的呢们拿一小段真实的C语言程序来看看。

这是一段再简单不过的C语言程序，即便你不了解C语言，应该也可以看懂。我们给两个变量a、b分别赋值1、2，然后再将a、b两个变量中的值加在一起，重新赋值给了a整个变量。

要让这段程序在一个Linux系统上跑起来，我们需要把整个程序翻译成一个汇编语言（ASM，Assembly Language）的程序，这个过程我们一般叫做编译（Compile）成汇编代码。

针对汇编代码，我们可以再用汇编器（Assembler）翻译成机器码（Machine Code）。这些机器码由”0“和”1“组成的机器语言表示。着一条条机器码，就是一条条的计算机指令。这样一串串的16进制数字，就是我们CPU能够真正认识的计算机指令。

在一个Linux系统上，我们可以简单地使用gcc和objdump这样两条命令，把对应的汇编代码和机器码都打印出来。

可以看到，左侧有一堆数字，这些就是一条条机器码；右边有一系列的push、mov、add、pop
等，这些就是对应的汇编代码。一行C语言代码，有时候只对应一条机器码和汇编代码，有时候则是对应两条机器码和汇编代码。汇编代码和机器码之间是一一对应的。

这个时候你可能又要问了，我们实际在用GCC（GUC编译器套装，GUI Compiler Collection）编译器的时候，可以直接把代码编译成机器码呀，为什么还需要汇编代码呢因很简单，你看着那一串数字表示的机器码，是不是摸不着头脑是即使你没有学过汇编代码，看的时候多少也能”猜“出一些这些代码的含义。

因为汇编代码其实就是”给程序员看的机器码“，也正因为这样，机器码和汇编代码是一一对应的。我们人类很容易记住add、moc这些用英文表示的指令，而8b 45 f8这样的指令，由于很难一下子看明白是在干什么，所以会非常难以记忆。尽管早年互联 上到处流传，大神程序员拿小刀在光盘上刻出操作系统的梗，但是要让你用打孔卡来写哥程序，估计浪费的卡片比用上的卡片要多得多。

我们说过，不同的CPU有不同的指令集，也就是对应着不同的汇编语言和不同的机器码。为了方便你快速理解这个机器码的计算方式，我们选用最简单的MIPS指令集，来看看机器码是如何生成的。

MIPS是一组由MIPS技术公司在80年代中期设计出来的CPU指令集。就在最近，MIPS公司把整个指令集和芯片架构都完全开源了，想要深入研究CPU和指令集的同学，可以了解一下。

好了，恭喜你，读到这里，你应该学会了怎么作为人肉编译和汇编器，给纸带打孔编程了，不用再对那些用过打孔卡的前辈们顶礼膜拜了。

总结延伸

到这里，想必你也明白了，我们在这一讲开头提到的打孔卡，其实就是一种存储程序型计算机。

只是着整个程序的机器码，不是通过计算机编译出来的，而是由程序员，用人脑”编译”成一张张卡片的。对应的程序，也不是存储在设备里，而是存储成一张打好孔的卡片。但是整个程序运行的逻辑和其他CPU的机器语言是没有什么分别的，也是处理一串“0“和”1“组成的机器码而已。

这一讲里，我们看到了一个C语言程序，是怎么被编译成汇编语言，乃至通过汇编器再翻译成机器码的。

除了C语言这样的编译型的语言之外，不管是Python这样的解释型语言，还是Java这种使用虚拟机的语言，其实最终都是由不同形式的程序，把我们写好的代码，转换成CPU能够理解的机器码来执行的。

只是解释型语言，是通过解释器在程序运行的时候逐句翻译，而 Java 这样使用虚拟机的语言，则是由虚拟机对编译出来的中间代码进行解释，或者即时编译成为机器码来最终执行。

然而，单单理解一条指令是怎么变成机器码的肯定是不够的。接下来的几节，我会深入讲解，包含条件、循环、函数、递归这些语句的完整程序，是怎么在 CPU 里面执行的。

思考

我们把一个数字在命令行里面打印出来，背后对应的机器码是什么可以试试通过GCC把这个的汇编代码和机器码打出来。