Стоит ли учить ассемблер для глубокого понимания архитектуры компьютера?

Question

[cthulhudx]

Стоит ли учить ассемблер для глубокого понимания архитектуры железа? Есть ли какие-либо другие способы понять как все происходит "под капотом"?

Answer 1

[Алексей]

Вспомним фразу из книги "Шерлок Холмс" - " человеческий мозг — это пустой чердак, куда можно набить всё, что угодно. Дурак так и делает: тащит туда нужное и ненужное. И наконец наступает момент, когда самую необходимую вещь туда уже не запихнёшь. Или она запрятана так далеко, что её не достанешь."
На цитаты не обижаемся.

Изучать глубоко стоит, если Вы в дальнейшем собираетесь найти этому практическое применение. Поверхностное знание может пригодиться. А глубокое изучение без последующего применения - это трата времени. Самое дорогое в нашей жизни - это время, ибо его не купишь не за знания ни за деньги.

Comments

[alk]

Полностью поддерживаю!

[Saboteur]

конан дойл не был психологом, и с этой фразой я не согласен )
Пока никто не натыкался на то, что в мозг нельзя впихнуть что-то новое, скорее наоборот - чем меньше пихаешь тем хуже он работает

[Алексей]

Сергей:

Пока никто не натыкался на то, что в мозг нельзя впихнуть что-то новое

Все приходит с возрастом, в том числе опыт и мудрость.

[Mrrl]

Алексей: Это точно. С каждым годом изучать что-то становится всё труднее. Видимо, ёмкость мозга всё-таки ограничена.

[Saboteur]

Алексей: Mrrl:
С возрастом становится изучать что-то сложнее потому что организм стареет, а не потому что емкость заканчивается. Люди в своем большинстве перестают учить новое и начинают бОльше пользоваться опытом, из-за чего теряют навыки изучения нового. Если всю жизнь переиодически изучать новое, то и в старости будет нормальная адекватная память.

Answer 2

[Saboteur]

Учить ассемблер глубоко необязательно.
Будет достаточно, если вы на ассемблере сможете написать Hello World, и что-нить не намного сложнее, но главное что поймете принцип работы машинного кода.

То есть вам нужно почитать на досуге, и понять что такое инструкция, что такое регистр, что такое битность (размер инструкций), что такое такт.

Answer 3

[Олег Цилюрик]

Нет, не стоит - напрасная и большая трата времени.

Comments

[cthulhudx]

Почему? А язык Си?

[Олег Цилюрик]

А язык C - обязательно!
И желательно в Linux ... потому что под Windows вы так инвалидом и останетесь.

[Олег Цилюрик]

cthulhudx:
Я не о вас и не в порядке оскорблений...
Даже если вы выучите C в окружении Window (с примерами, выполнением заданий...) вы всё-равно не поймёте глубоко технологию C.
Под Windows можно изучать C++, но не C (хотя бы просто потому, что C первоначально и придумывался только с целью писать UNIX-системы - они соответствуют друг другу).

[cthulhudx]

Олег Цилюрик: Хорошо.Возьму на заметку ;-)

[Saboteur]

Олег Цилюрик: Типичная подмена понятий.
С писался для решения задач. Написание системы Unix было тоже для решения задач. Но С был изобретен не для того чтобы писать только Unix системы. И пока вы так будете думать, вы не сможете стать адекватным программистом, который решает задачи заказчика, а не витает в виртуальных сфеерических облаках идеального кода

[Владимир Мартьянов]

Сергей: А если вспомнить что винда дает именно сишный интерфейс...

[Олег Цилюрик]

Сергей:

Простите, кого на ком не сояло?

М.Булгаков, "Собаье сердце".

Вьюношо! Учите матчасть - читайте историю C и UNIX:
Си (язык программирования)

... разработанный в 1969—1973 годах сотрудником Bell Labs Деннисом Ритчи как развитие языка Би. Первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX, но, впоследствии, был перенесён на множество других платформ.

[Олег Цилюрик]

Владимир Мартьянов:

если вспомнить что винда дает именно сишный интерфейс...

Кто там кому чего даёт?

[Владимир Мартьянов]

Олег Цилюрик: Вам - никто и ничего не дает. Тем же, кто не считает программирование под винду инвалидством, система предоставляет сишный интерфейс под названием WinAPI.

[Олег Цилюрик]

система предоставляет сишный интерфейс под названием WinAPI

Вах-вах-вах ...!
Откройте Джефри Рихтера и убедитесь, что как-раз Win32 API - это "вавилонская башня", и интерфейс и соглашения о связях там и pascal, и C, и собственные Win выдумки...

[Владимир Мартьянов]

Олег Цилюрик: Плюсами там тем более и не пахло. Пример WinAPI-функции с "нестандартной" передачей параметров сможете привести без справочника? Например, вот паскалевское соглашение хочу посмотреть.

[Saboteur]

Олег Цилюрик: Юноша, учитесь читать оригинал:
"C was originally developed by Dennis Ritchie between 1969 and 1973 at AT&T Bell Labs,[5] and used to re-implement the Unix operating system"

То есть он был разработан Деннисом Ричи и ИСПОЛЬЗОВАН для переписывания Unix, а не создан ДЛЯ реализации. Какой-то вариант Юникс в то время уже был, поскольку товарищ Томпсон уже мутил регулярные выражения для ed и всякие grep еще лет на 10 раньше.

[Saboteur]

Владимир Мартьянов: Винда что дает? Извините, но C появился не только задолго до винды, но и задолго до DOS, так что винда никому ничего не дает.

[Владимир Мартьянов]

Сергей: О, я смотрю у вас тут особая, уличная магия. Не буду мешать.

[Олег Цилюрик]

Сергей:

учитесь читать оригинал:

Оригинал чего? ....
Может на китайском почитаем? ;-) ... о Денисе Риччи ...

[Saboteur]

Олег Цилюрик: Олег, вы же тренер. Почему вы скатываетесь в троллинг? О Денисе Ричи стоит читать на английском хотя бы потому, что он американец. И я привел достаточную цитату, которая показывает, что С был придуман для системного программирования, и был использован в том числе и для переписывания Unix, который к тому времени уже был написан на ассемблере и на Б, но он не был написать специально и только для юникса.

Answer 4

[Владимир Мартьянов]

Стоит. Под капотом в любом случае выполняются инструкции процессора, и чтобы смотреть что же там реальном происходит вам придется их понимать.

Comments

[Олег Цилюрик]

От всех "советовальников" изучать ассемблер (это ведь здесь уже в 1001 раз тема?) я всегда с особым удовольствием люблю выслушать ответ на:
- а какой именно ассемблер вы предпочитаете изучать: x86, AMD64, ARM, MIPS, PPC ... или ещё какой? (они все отличаются как небо и земля)
- а в какой нотации вы предпочли бы изучать этот ассемблер?: Intel или AT&T (они все отличаются как небо и земля, для одного и того же процессора)

[Saboteur]

Олег Цилюрик: Совершенно неважно какой ассемблер изучать. Важно изучить его на минимальном уровне, чтобы иметь представление об инструкциях процессора.

[Mrrl]

Олег Цилюрик: Очевидно, что для понимания архитектуры конкретного процессора надо изучать ассемблер именно этого процессора. Возможно, начать можно с базового набора команд, но знать о существовании расширений и зачем они нужны, тоже нужно. Большого смысла изучать ассемблер TI C66xx для понимания архитектуры AMD64, наверное, нет.
Насчёт нотации - не очень понятно. В разных нотациях разное распределение битов по регистрам? Или разное разбиение кода на инструкции? То, что инструкции и регистры называются по-разному, помешает переключиться с одной на другую, но вряд ли повлияет на понимание архитектуры.

[Олег Цилюрик]

Mrrl:

Возможно, начать можно с базового набора команд,

Сергей:

Совершенно неважно какой ассемблер изучать.

Ну клоуны... - ну давайте начнём с изучения китайского языка ... для понимания ... тоже когда-то пригодится.

[Олег Цилюрик]

Mrrl:

Насчёт нотации - не очень понятно. В разных нотациях разное распределение битов по регистрам? Или разное разбиение кода на инструкции?

Что-то мне подсказывает, что вы не написали и строчки кода ... по крайней мере, в обеих нотациях:
- отличаются не только мнемоники, но все правила записи: длины операндов, способов адресации ... и всё, всё, всё
- а уж директивы ассемблеров (которые управляют всем ходом компиляции) отличаются как небо и земля.

Различия настолько разительные, что люди, имеющие практический опыт в одном, достаточно долго ещё ни строчки не могут написать на другом так, чтобы это скомпилировалось.

вряд ли повлияет на понимание архитектуры.

Сходство между одной и другой записью, для одной и той же программы одного и того же процессора такое же, как между кодом C++ и Java.
И это очень помогает в понимании семантики языка ... тех же C++ и Java ;-)

[Mrrl]

Олег Цилюрик: Верно, в той нотации, где регистры через %, я ничего не писал - не было необходимости. Поэтому и спрашиваю. Но почему-то мне кажется, что переключиться с записи операнда 2(SP) на [%6+1] (для условного процессора и нотаций) проблемы быть не должно. Если различается порядок операндов, это хуже, но и к этому можно привыкнуть - приходилось сталкиваться с разными вариантами.

[Mrrl]

Олег Цилюрик: Если мне понадобится глубокое понимание китайской культуры, то, возможно, изучение китайского языка будет полезным. Даже если я не планирую на нём говорить.

[Олег Цилюрик]

Mrrl:

проблемы быть не должно.

Какой-то серьёзной проблемы - нет. Но это как сесть и перейти на другой язык программирования.
Я практик, и сам переходил с одной нотации на другую, и видел, как переходят другие практики, разработчики с опытом работы - неделя рабочего времени насмарку.

[Mrrl]

Олег Цилюрик: Неделя. Звучит вполне разумно (если нужно научиться писать с нуля целые файлы с директивами - а не переделывать их из готовых шаблонов) (чтобы избежать лишнего вопроса - макровозможностями ассемблера я тоже не пользовался). Но что вам даст ответ на вопрос "в какой нотации вы предпочли бы изучать этот ассемблер?" Разумный, как мне кажется, ответ - "в той, в которой компилятор выдаёт листинги, понимает ассемблерные вставки и позволяет включать файлы на ассемблере". Впрочем, если ассемблер AT&T совершенно невозможен для понимания, то стоило бы начать с Intel... но похоже, что это не тот случай. Так что - какая разница? К чему был задан вопрос?

[Олег Цилюрик]

К чему был задан вопрос?

Вопрос был задан вот к чему:
- если существует 10 абсолютно разных аппаратных платформ и ассемблеров + для каждого из них по 2 (как минимум, но есть ещё FASM, NASM, ...) разных синтаксиса (нотации)...
- то просто безнравственно советовать начинающему: "ты сядь, изучи какой-то ассемблер"...
- чтоб он убил на это занятие 3-6 месяцев (как минимум), которое окажется совершенно бесполезным

Лучше советуйте начинающим изучать язык C.
А ассемблер они изучат ... как-то потом, по ходу практической деятельности, по нужде ... и именно тот, который эта деятельность потребует.

[Олег Цилюрик]

Mrrl:

Впрочем, если ассемблер AT&T совершенно невозможен для понимания, то стоило бы начать с Intel...

А они ровно в одинаковой степени "невозможны для понимания"... ;-)

Только Intel городит ассемблер только для своих процессоров, а AT&T - для всех процессоров, существующих в природе.

Поэтому я бы выбирал AT&T.

[Mrrl]

Олег Цилюрик: Но исходный вопрос был - не про "просто так", а для "глубокого понимания архитектуры железа". Собственно, передо мной сейчас тоже стоит такой вопрос - надо ли изучить список команд и регистров, а также устройство памяти ARM, чтобы программа на C# работала на этом процессоре эффективнее. Похоже, что надо (после того, как я учту те эффекты, которые получил опытным путём - вроде того, что вещественное деление там быстрее целочисленного).

[Mrrl]

Олег Цилюрик:

а AT&T - для всех процессоров, существующих в природе.

Интересный факт, буду иметь в виду.
Любопытно, что они сделают с командой
| [B0] ADD .S1 A5:A4,B6,A9:A8
- с условным выполнением и явным указанием вычислительного модуля, да ещё и выполняющуюся одновременно с предыдущей.

Answer 5

[Даша Циклаури]

Стоит просто порешать банальные задачки: отрисовка графики, например, на ассемблере (пишем в память vga адаптера).
- линию,
- косую линию,
- размытие (aka clearType),
- фигуры,
- заливка фигур.

Если каждый день по часу уделять, то 2-3 недели на такие простенькие лабораторные вполне хватит, заодно какие-то алгоритмы на стеке можно глянуть, попробовать оптимизировать.

Answer 6

[Дмитрий]

Удивляюсь, что не задали вопроса: А стоит ли вообще программировать?
Про ассемблер: Конечно стоит!
У Джоэла Спольски есть статья про то как протекаются абстракции. Все дело в том, что пока якобы на высоком уровне программирования все идет хорошо и Вы думаете, что все ОК и не паритесь. Но как только сталкиваетесь с нетривиальной проблемой, то тут же начинаете плясать с бубном. "привязка к железу" развивает мышление в более строгим. Ведь ни один из программистов не задается вопросом "А стоит ли учить математику?". Вернее задаются, но это маргиналы. Так и с ассемблером. Он развивает программиста таким образом, что после его понимания это уже будет более качественный программист по отношению к прежнему уровню.

Comments

[Дмитрий]

cthulhudx : Как уже писал в своем ответе "Конечно стоит". Вы же не можете изучать программирование и при этом не практикуясь? Так и здесь! Чтобы понять архитектуру глубже Вы обязаны "поговорить" с нею. Попробуйте написать алгоритм сжатия, распаковщик вируса, вставку в C-исходник.
Еще одним путем развития понимания архитектуры это попытаться сделать самому! ;) Другими словами у Вас есть логика И-НЕ и вот на таком примитиве построить все оставшиеся инструкции. Когда учился в институте у нас был предмет "Теория конечных автоматов". На этом предмете мы как раз этим и занимались ;) Сначала простейшие вещи типа RS, T, D -тригеры, потом счетчики, сумматоры и др. вещи. Очень занятно! ;)

Answer 7

[Сергей Сергей]

Процесс изучения должен идти с другой стороны.
Стоит сначала почитать по устройству электронной техники: транзисторы, логические элементы, цифровые устройства, жесткая и программная логика вычислительных устройств. А потом ассемблер покажется достаточно простой сущностью. Ведь каждый ассемблер просто набор инструкций для процессора — буквенное обозначение машинных кодов, а суть у различных микропроцессоров одна.

Answer 8

[mamkaololosha]

Почитайте Computer Architecture, Fifth Edition: A Quantitative Approach . В целом лишним не будет.

Answer 9

[Mrrl]

Стоит изучить хоть какой-нибудь ассемблер, чтобы вообще представлять, что там может быть. Потом, для конкретного процессора и конкретной архитектуры - прочитать список инструкций, понять, что там реализуется легко, а что сложно; прочитать про структуру памяти. Тогда будет понятно, какими конструкциями в языках высокого уровня (например, в С) пользоваться стоит, а каких следует избегать. Изучать ассемблер (в смысле зубрить инструкции), наверное, не обязательно.

Answer 10

[Артем Спиридонов]

Для понимания архитектуры? Нет.

Если вы хотите программировать на ассемблере, ради каких-то целей (тут может быть множество достаточно интересных вариантов) - да.