【入門】アセンブリ言語とは?意味やポイントを解説

アセンブリ言語とは?

プログラミング言語の1種に、「アセンブリ言語」があります。このアセンブリ言語とはどんな言語なのでしょうか?

アセンブリ言語とは

コンピューターの動作を制御するためには、CPUに命令を送ります。そしてCPUが理解するのは「機械語」と呼ばれる言語で、2進数と呼ばれ「0」と「1」の数字だけでできた羅列です。この機械語は人が理解することはできませんが、人が理解しやすいようにしたものが「アセンブリ言語」です。機械語に1対1で対応して文字にしたプログラミング言語で、機械語にとても近い言語と言えます。アセンブリ言語の「アセンブリ」とは、「組み立て」の意味を持つ英語の「assembly」に由来するのは、そんな理由があるのかもしれません。
プログラミング言語は、「低級言語」と「高級言語」の2つに分類できます。低級言語は機械語に近い言語で、その代表格がアセンブリ言語です。低級言語は特定のCPUに特化した仕様のため、それ以外のCPUでは動作しない特徴があります。しかし、その分だけ細かい動作まで定義できるメリットがあります。それに対して、高級言語は人間にもわかりやすい記述を取り入れて、CPUの種類を問わず動作するように記述したプログラム言語のことで、C言語、Javaなどがあります。

アセンブリ言語とアセンブル・アセンブラの違いは?

アセンブリ言語について調べていると、「アセンブル」や「アセンブラ」という言葉に出合うかもしれません。これとアセンブリ言語とは何が違うのでしょうか?これらの違いは英語に直すと意味を理解しやすくなります。

アセンブリ:assembly(組み立て、名詞)
アセンブル:assemble(組み立てる、動詞)
アセンブラ:assembler(組み立て、名詞)

「アセンブル」は、アセンブリ言語を機械語に変えたり翻訳したりすることを言います。「アセンブラ」はそのような変換作業を行うプログラムを指します。またアセンブラ言語そのものを「アセンブラ」と呼ぶこともあります。

アセンブリ言語を学ぶ意味

アセンブリ言語は、「0」と「1」だけでできた機械語に1対1で対応した言語とご紹介しました。アセンブリ言語は、コンピューターの脳とも言えるCPUを動作させるための機械語にとても近い言語。CPUに制御してほしくない部分があれば、細かくコーディングする必要があります。そのためアセンブリ言語を理解することは、CPUがどのように動き、どのように命令を出すか、把握することに繋がります。
例えば、掛け算や割り算のような単純な計算が、どのようにコンピューターの内部で処理されているか?プログラムの記述で計算速度がどのように変わるか?といったことも理解できるようになるでしょう。
低級言語より高級言語を学ぶ方が実務的と感じ、アセンブリ言語を学ぶことに疑問を感じる方がいるかもしれません。しかしアセンブリ言語を学ぶと、言語そのものの習得というよりも、それを通して得られる知識に価値があるのではないでしょうか。アセンブリ言語を突き詰めていくことで、CPUの役割や動作の深い理解に近づくことができて、コンピューターの核心を学ぶことができるのです。アセンブリ言語を通してコンピューターの動きをきちんと理解できれば、それ以外のあらゆるプログラミング言語についても、理解がずっと深まるでしょう。

アセンブリ言語を勉強するときに押さえた方が良いポイント

アセンブリ言語を勉強する際、どのような知識やスキルを押さえておいた方がいいでしょうか?アセンブリ言語の習得に役立つ知識などをここでご紹介しましょう。

CPUの構造

アセンブリ言語を学習しようとする初心者の場合、まずはコンピューターの基本的な仕組みを知る必要があります。C言語のような高級言語は、人が普段使っている言語に近い言語で記述されており、そのままでCPUが解釈することはできません。しかし低級言語のアセンブリ言語は、CPUが直接解釈できる機械語に近い言語です。そのため基本的なコンピュータやCPUの動作原理を理解しておくと、アセンブリ言語の学習時に役立つこととなります。

デバッグによってプログラムの問題を見つけられる知識

「デバッグ」とは、プログラム内のバグを発見して、それを改善する作業のこと。プログラムの開発では必ずと言ってもバグが見つかるもので、デバッグはプログラム開発にはなくてはならない作業になります。そしてよく使われるのが、分割統治法と呼ばれる方法で、これは1つのプログラムを細分化して、どの部分まで正常に動作し、どの部分から異常な動作になるか、確認していきます。そのようにプログラムの問題点を発見するスキルが、アセンブリ言語の学習時にも活きてくることでしょう。
例えばCASLⅡのシミュレーターやARMエディッターなどは、アセンブリ言語の学習に必要となるデバッグ機能があるため、入門者におすすめです。

コンピューターの演算方法について

コンピューターはデジタル機器で、内部では「0」や「1」のようなデジタル信号で受け渡しや伝達が行われています。そしてコンピューターでは、「0」と「1」の数字だけが羅列した2進数と、それに相互に変換が可能な16進数が大切になります。私たちが普段使っているのは10進数で、多くのプログラムや仕様書も10進数で書かれています。
しかしCPUの動作を理解し、機械語に近い言語であるアセンブリ言語の学習には、2進数や16進数を目にする機会が増えるため、それらの仕組みについて慣れておくと、学習しやすくなります。

ハードウェアを設計する論理回路について

コンピューターには様々な計算を行う回路が内蔵されており、AND回路、OR回路、NOT回路の論理演算に基づいてハードウェアの設計を行います。この論理回路の下地となっている論理演算について理解しておくと、論理演算を命令させるプログラミングを行う場合などに、役立つこととなります。アセンブリ言語を入門として学ぶ場合は、論理管回路についての理解は必ずしも必要ではありません。しかし、さらに理解を深めるためには、論理回路についての知識があると役立ちます。

アセンブリ言語はコンピューターの動作の基本を学べる

初期のコンピューターでは、プログラミングではアセンブリ言語が主に使われていました。しかし、人間でもわかりやすい言語に何段階も翻訳された高水準のプログラミング言語が進化している現代では、低級言語であるアセンブリ言語の学習について、必要性はあまり感じられないかもしれません。
ただアセンブリ言語は機械語に最も近い言語であり、コンピューターがプログラムを動作させる仕組みや、レジスタ、メモリーの使い方などを深く理解することに繋がります。このような知識はプログラマーとしての知識をさらに深めることになり、他の言語を学習したりプログラミングしたりするときにも役立つ知識となり、プログラミングスキルの基盤となっていくはずです。また、C言語とアセンブリ言語を利用することもありますから、アセンブリ言語を学ぶ価値はとても高いと言えます。

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