プログラムが動くまで — 機械語への翻訳

初級の解説は準備中のため、初級の内容を表示しています。

概要 — まず全体をつかむ

私たちが書いたプログラムは、そのままではコンピュータに通じません。あいだに翻訳が必要です。

詳細 — 1段階ずつ追う

これは何をする係?

人が書いた文字の並び(※1 ソースコード)は、人間には読めてもCPUには読めません。CPUが直接理解できるのは※2 機械語——0と1で書かれた命令だけだからです。

だから、動かす前に必ず「人のことば → CPUのことば(機械語)」への翻訳が入ります。プログラミング言語が読みやすい形をしているのは人のため、翻訳はそのギャップを埋める作業です。

登場人物メモ:

  • ※1 ソースコード — 人が書いたプログラムの文字の並び(元の原稿)
  • ※2 機械語 — CPUが直接実行できる、0と1で表された命令

仕事の流れ

  1. 人がソースコードを書く(読みやすいことばで)
  2. それを機械語に翻訳する(CPUのことばへ)
  3. CPUが機械語を1命令ずつ実行する
  4. 計算・表示などの結果が出る

まん中の「翻訳」があるからこそ、人は読みやすい形で書け、機械はきっちり実行できます。

2つの翻訳のやり方

翻訳をいつやるかで、大きく2つに分かれます。

  • コンパイル(先にまとめて翻訳) — 実行の前にソース全体を機械語へ翻訳し、できた実行ファイルを動かす。翻訳済みなので動きが速い
  • インタプリタ(その場で1行ずつ翻訳) — 動かしながら1行ずつ翻訳して実行する。すぐ試せて手軽だが、翻訳しながらなのでやや遅め

料理でたとえるなら、コンパイルは「全部作り置きしてから出す」、インタプリタは「注文が来るたびその場で作る」。どちらも最後に食べられる(実行できる)のは同じです。

⚠️ うまくいかないとき

  • 書き間違い — 文法が違うと翻訳でつまずき、実行前にエラーになる
  • 手元では動くのに別の環境で動かない — 翻訳結果はCPUやOSの種類に合わせて作られるため、環境が違うとそのままでは動かないことがある
  • 翻訳のやり方の取り違え — 速さ重視か手軽さ重視かで向き不向きがある

翻訳のしくみをもっと詳しく(コンパイル型・インタプリタ型・バイトコード+VM)は中級で扱います。

関連する知識

理解度チェック

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1. 「先にまとめて機械語へ翻訳してから動かす」やり方はどれ?

2. 人が書いたプログラムが、そのままではCPUで動かないのはなぜ?

3. 本文のたとえで「注文が来るたびその場で作る」料理に当たるのはどれ?

4. プログラムが動くまでの流れとして正しい順番はどれ?

5. コンパイルの利点として本文に合うのはどれ?

6. 自分のパソコンでは動いたのに、別のパソコンでは動かないことがある。いちばんの理由はどれ?

7. CPUが直接実行できる、0と1で表された命令を何と呼ぶか、漢字で答えてください。

8. 動かしながら1行ずつ翻訳して実行するやり方を、カタカナで何と呼ぶか答えてください。