El lenguaje de máquina son los códigos numéricos para las operaciones que un determinado ordenador puede ejecutar directamente. Los códigos son cadenas de ceros y unos, o dígitos binarios (bits), que son frecuentemente convertidos tanto de y para hexadecimal (base 16) y modificados para la visión humana. Las instrucciones en lenguaje de máquina normalmente usan algunos bits para representar operaciones, tales como, la adición, y algunos para representar operandos, o la localización de la próxima instrucción. El lenguaje de máquina es difícil de leer y escribir, y sus códigos varían de un ordenador a otro.
El lenguaje assembly está un nivel por encima del lenguaje de máquina. Éste usa códigos mnemónicos cortos para obtener instrucciones y permite que el programador pueda introducir nombres para bloques de memoria que almacenan datos. Se puede así escribir “enciclopedia temática Knoow”, en vez de los ceros y unos para una instrucción. El lenguaje assembly es proyectado para ser fácilmente traducido en lenguaje de máquina. Aunque los bloques de datos puedan ser referidos por el nombre en vez de sus direcciones de máquina, el lenguaje assembly no proporciona medios más sofisticados de organización de la información compleja. El lenguaje de máquina, tal como, el lenguaje assembly requieren un conocimiento detallado de una arquitectura en particular de un ordenador. Es útil, cuando esos detalles son importantes, como programar un ordenador para interactuar con los dispositivos de entrada o salida (impresoras, escáneres, dispositivos de almacenamiento, etc.).
El lenguaje de máquina es un lenguaje de programación de bajo nivel conocido para ser reconocido por un ordenador. Los códigos binarios de los ceros y unos representan impulsos eléctricos o desconexión y conexión respectivamente. Un grupo de dígitos es llamado instrucción y es traducido en un comando que la CPU entienda.
Más específicamente, las instrucciones son organizadas en patrones de ceros y unos con varias longitudes, tales como 16, 24, 32 y 64 dígitos o bits, que representan tareas específicas, tales como, el almacenamiento o transferencia de datos. Una instrucción está compuesta de dos partes: el operador o código de operación y el operando. Los primeros bits de una instrucción son el operador o código de operación, cuyo papel es el de especificar el tipo de operación que necesita ser ejecutada. El resto de los bits son el operando, cuyo papel es el de indicador del lugar de la operación que está siendo ejecutada. Por ejemplo, un código de operación binario tal como el 000001 puede ser una instrucción para almacenar el contenido de un acumulador en una determinada dirección de memoria. Toda la instrucción podría ser así: 00000100011100000000000100000010.
Otro ejemplo de lenguaje de máquina binario es el decimal codificado en binario, en donde los números decimales son codificados en formato binario. Cada algoritmo decimal es codificado como un número binario de cuatro dígitos, como aparece en el siguiente ejemplo:
- 0000 = 0
- 0001 = 1
- 0010 = 2
- 0011 = 3
- 0100 = 4
- 0101 = 5
- 0110 = 6
- 0111 = 7
- 1000 = 8
- 1001 = 9
Por ejemplo, el número decimal 5270 es representado por el código binario para 5, 2, 7, 0, o que se traduce en 0101 0010 0111 0000.
La CPU tiene la capacidad de ejecutar millones de instrucciones por segundo y este hecho hace con que el lenguaje de máquina binario sea eficaz, a pesar del volumen de bits. Las CPUs de fabricantes diferentes usan diferentes lenguajes de máquina. Entonces, cada procesador tiene su propio lenguaje de máquina específica y lee y trabaja con un cierto número de bits cada vez. Como ésta es proyectada para saber cuántos bits (y cuáles bits) dicen qué operación hay que hacer, el procesador puede mirar para la secuencia correcta de bits y ejecutar la próxima operación. A continuación, se lee la instrucción siguiente, y así en sucesivamente. Cada instrucción de código de máquina hace con que la CPU pueda ejecutar una operación simple, tal como un cálculo aritmético o almacenar datos en la memoria RAM. La ejecución del código de máquina puede ser controlada por firmware o efectuada por medio de cables internos de la CPU.
Los programadores humanos raramente, o nunca, escriben o leen en código de máquina, porque es esencialmente imposible traducirlo para algo que la mente humana pueda comprender. Los seres humanos escriben en los llamados lenguajes de alto nivel que son mucho más comprensibles que el código de máquina, y que exigen muchos menos caracteres para representar la tarea manualmente.
