高级语言：再加一层
复习
- 用汇编语言指挥计算机：用助记符代替难读的二进制机器指令
- 名字、标签与地址：用名字和标签引用数据与跳转目标，不再手工数地址
- 汇编器：通过两遍扫描，把符号汇编成机器码
TL;DR
- 汇编仍然在“指挥机器”：寄存器、地址、每一步都要人安排
- 高级语言换了个角度：只描述“要解决什么问题”，不管“机器怎么一步步做”
- 变量、表达式、判断、循环、函数，让人更像在陈述问题本身
- 从机器到汇编，再到高级语言，是一层层加上去的抽象
正文
一路走来，我们让机器越来越“听话”：先是 0 和 1，然后是助记符，再是名字。可你有没有发现，我们始终在做同一件事—— 替机器操心 。
写汇编时，脑子里装的不是“我要算什么”，而是“先读哪个地址、放进哪个寄存器、结果写到哪”。程序稍微一长，这种操心就变成了负担。
于是有人想：能不能让程序员只管描述问题，把“怎么控制机器”这件事，交给另一个程序去办？
两种说法
同样是“求两个数的平均值”，我们用两种方式各说一遍。
汇编是“怎么做”：
LOAD A, [x]
LOAD B, [y]
ADD R, A, B
STORE [t], R
; 再想办法把 t 除以 2，然后存回 average
高级语言是“要什么”：
average = (x + y) / 2
第二行几乎就是一句数学式子。它没提任何寄存器、地址，也没有说先读谁、后读谁——这些细节，交给翻译它的程序去安排。
高级语言多了什么
所谓“高级”，是指它离机器远、离人近。它给我们添了几样东西：
- 变量 ：用有意义的名字表示数据，比如
average、score - 表达式 ：像
(x + y) / 2这样直接书写算式 - 控制结构 ：用
if、while这样的写法描述判断和重复，而不必手写跳转 - 函数 ：把一段工作命名、打包，反复使用
更重要的是，它多半 与具体机器无关 。同一段高级语言程序，经过不同的翻译程序，就能在不同的 CPU 上运行——为一种机器写的汇编，换个 CPU 常常要重写，而高级语言不必。
又加了一层
这就是我们反复提到的那件事： 在计算机科学里，没有什么问题是加一层解决不了的。
高级语言 ← 人在这里描述问题
↓ 翻译
汇编语言 ← 贴近机器
↓ 汇编器
机器码 ← 机器唯一认得的东西
人写得越来越轻松，机器那一端却一点没变：它执行的，仍然是取指、译码、执行、写回。多出来的每一层，都在替人把“机器的细节”藏起来。
代价
加层不是没有代价的：
- 翻译出来的程序，不一定比手写汇编更省、更快
- 抽象偶尔会“泄漏”——底层出了问题，上层的人也得懂一点下面的事
可换个角度想：如果用高级语言能一天写完的程序，用汇编要写一个月，那点性能差距往往非常划算。 把精力花在解决问题上，而不是伺候机器，这才是加这一层的意义。
那么，高级语言里的变量、表达式、判断、循环、函数，究竟是怎么一步步落到我们那台只会读指令、做加减、存数据的机器上的？接下来几章，我们一层层把它们拆开。先从最常见的东西说起：变量、类型和表达式。
思考题
高级语言让你“不必关心寄存器”，可它最终还是要落到寄存器上。那这层抽象是“取消”了寄存器，还是“隐藏”了寄存器？
小结
知识点
- 高级语言从“控制机器”转向“描述问题”
- 变量、表达式、控制结构、函数
- 高级语言与具体机器无关，可移植性更好
- 抽象是多加的一层，也是多层之一
参考资料
- Wikipedia(zh)：高级语言：高级语言的概念
- Wikipedia(zh)：编译器：把高级语言翻译成机器语言
- Wikipedia(zh)：抽象：计算机科学中的层次抽象
思考题答案（仅供参考）
是“隐藏”，不是“取消”。高级语言可以不管寄存器，是因为有翻译程序替你把变量安排到寄存器或内存里；寄存器该用还得用，只是不再由你亲自操心。抽象并没有消灭底层，它只是把底层遮起来，让你在需要时可以不管它。
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设计师 | 南国微雪