计算机系统层次结构

我们从计算机语言角度出发，把计算机系统划分成多级层次结构，每一层以一种语言为特征，如图所示：

L1：微程序机器级

 这一级的机器语言是微指令集，使用者是计算机硬件的设计人员，编写的微程序可以直接由计算机硬件/固件解释来实现

L2:传统机器级

这一级的机器语言就是传统的机器指令集。程序员用该指令集编写的程序由L1级以上的微程序进行解释执行。由微程序解释指令集又叫做仿真。实际上，在L1上可以有多个能够在它上面运行的解释程序，每个解释程序定义了一种指令集。有的机器没有采用微程序技术，也就没有微程序机器级。这时，L2的指令集是由硬联逻辑直接解释执行的。显然硬联逻辑速度更快。精简指令级处理器就是采用这种实现方法。

L3:操作系统虚拟机

虚拟机的机器语言实现由L1和L2两部分构成。L1用于实现对操作系统的功能的调用，例如打开/关闭文件，读写文件等。这一级语言编写的程序是由L3:和L2共同执行的，其中只有操作系统级指令是由OS连进行解释执行的。

L4汇编语言虚拟机

用汇编语言编写的程序，先翻译成L3和L2级语言，然后再由相应的机器执行。

L5高级语言虚拟机

用高级语言编写的程序一般由编译器翻译到L4或L3上，个别的高级语言也用解释方法实现，例如BASIC语言

L6应用语言虚拟机

这一级语言就是为满足某种用途设计的，所以这一级语言就是面向具体问题设计的应用语言。这一级语言一般由应用程序翻译成L5级以上

可以看出以上L1~L3级用解释的方法实现，而L4~L6 由翻译的方法实现。

解释和实现是语言实现的两种基础技术。

共同点：都是以执行一串L级指令来实现一条L+1级指令

不同点：翻译技术是把全部L+1级程序转换成L级程序，在执行新产生的L级程序，执行过程不在访问L+1级；就像翻译官翻译了全部以后人们才能听懂

解释技术是每条L+1级指令被译码后，就执行一串等效的L级指令，然后再去取下一条L+1级指令，依次重复进行。就像注释一样，解释一条

显然逐条解释执行的时间会更长，但是它占用的存储空间较少。