Что такое язык ассемблера и стоит ли его изучать

Про Python, Java, C пишут в блогах онлайн-школ, на «Хабре» и VC. Эти языки — лидеры по рейтингу TIOBE, их часто начинают изучать новички. Но знания менее популярных языков программирования тоже востребованы. В статье рассматриваем язык ассемблера: о нём расскажет Алексей Каньков, старший backend-разработчик Revizto.

Что такое ассемблер

Язык ассемблера (Assembly, или ASM) — это язык программирования, который используют, чтобы написать программы для аппаратных платформ или архитектур. Ассемблер — это язык, который дает прямой доступ к командам, которые понимает сам компьютер. В отличие от таких языков, как Python или Java, он ближе к двоичному коду, который понимает компьютер. Поэтому язык ассемблера называют языком низкого уровня.

Если больший интерес вызывают языки высокого уровня, приходите на курс Skypro «Python-разработчик». За 11 месяцев научитесь работать с самыми популярными инструментами языка программирования Python и станете востребованным специалистом с дипломом о профессиональной переподготовке. Сможете устроиться на работу уже во время учебы.

Программы на языке ассемблера обычно пишут с комбинациями текстовой мнемоники и числовых кодов, которые известны как коды операций. Это инструкции — их выполняет процессор. Программы непросто писать и отлаживать из-за их низкоуровневой природы. Зато они больше контролируют аппаратное обеспечение компьютера и могут быть более эффективными, чем программы на языках высокого уровня.

История создания

Язык ассемблера существует с первых дней вычислительной техники. Его развитие можно проследить от первых электронных компьютеров в 1940-х и 1950-х.

Один из первых примеров языка ассемблера — язык используют для программирования компьютера Manchester Mark 1. Язык разработала группа исследователей под руководством Фредерика Уильямса и Тома Килберна из Манчестерского университета в Англии. Manchester Mark 1 был одним из первых компьютеров, которые использовали архитектуру с хранимой программой. Язык ассемблера был нужен, чтобы создавать программы, которые сохранялись прямо в памяти компьютера.

Компьютерное оборудование развивалось — совершенствовались и языки ассемблера. Добавили новые инструкции и функции для более сложных операций и новых аппаратных возможностей. Сегодня язык ассемблера по-прежнему используют в специализированных областях. Например, в программировании встроенных систем и низкоуровневом системном программировании.

Где используют язык ассемблера

Сейчас используют много разных языков ассемблера, каждый из которых предназначен для конкретной аппаратной платформы или архитектуры. Примеры:

• x86 для ПК на базе Intel;
• ARM для мобильных устройств и встроенных систем;
• MIPS для некоторых встроенных систем и академического использования.

Ассемблер нужен в областях, где важно низкоуровневое системное программирование или аппаратное управление:

• Разработка операционной системы. Язык ассемблера используют при разработке ОС и драйверов устройств, для которых нужен прямой доступ к аппаратным компонентам.
• Программирование встроенных систем. Ассемблер применяют для разработки микроконтроллеров и других небольших устройств с ограниченной вычислительной мощностью.
• Разработка игр. Язык нужен, чтобы оптимизировать критически важные для производительности участки кода. Ассемблер использовали, например, в играх TIS-100, RollerCoaster Tycoon,
• Shenzhen I/O и Human Resource Machine. Правда, эти игры скорее для программистов: в них разрабатывают имитацию кода.
• Обратный инжиниринг. Язык ассемблера часто используют для дизассемблирования и анализа двоичного кода.
• Разработка вредоносных программ. Хакеры создают на ассемблере вирусы.

То есть язык ассемблера используют в тех областях, где критически важны производительность и аппаратный контроль, там, где языки программирования высокого уровня не отвечают конкретным требованиям приложения.

Если хочется работать с языками программирования высокого уровня, приходите на курс «Python-разработчик». За 11 месяцев научитесь создавать логику программ, баз данных и разрабатывать приложения. Выполните несколько проектных работ: например, сделаете планировщик задач с авторизацией через соцсети и возможностью управлять карточками. Получите навыки, которые востребованы во многих IT-компаниях.

Как устроен язык ассемблера

Ассемблер состоит из нескольких важных частей:

• Синтаксис. Синтаксис ассемблера может различаться: зависит от конкретной архитектуры или платформы. Одни языки для меток или целей перехода используют двоеточия, другие — специальные символы. Но в целом синтаксис состоит из серии инструкций и операндов, которые написаны с использованием текстовой мнемоники.Пример:
  «`
  MOV AX, 1 ; move the value 1 into the AX register
ADD AX, BX ; add the value in the BX register to the AX register
  «`
  В этом примере MOV и ADD — это мнемоники для инструкций «переместить» и «добавить», AX и BX — это операнды. Они относятся к регистрам, в которых хранятся данные.Синтаксис языка ассемблера точный и структурированный, потому что предназначен для работы с машинным кодом. Из-за этого программистам, которые привыкли к более простым и понятным языкам Python или Java, сложнее читать и писать код на ассемблере.
  

  В онлайн-университете Skypro есть курс «Python-разработчик»: учим с нуля, делаем упор на практику. Научитесь разрабатывать приложения, сайты, социальные сети, игры, доски объявлений.

• Директивы. В языке ассемблера директивы — это специальные инструкции. Их используют, чтобы дать ассемблеру или компоновщику дополнительные указания или информацию. Директивы обычно обозначают специальным символом, например точкой или решеткой.
  `SECTION` — эта директива нужна, чтобы определить разделы программы, которые используют для группировки связанного кода и данных вместе.
  `ORG` — чтобы установить исходный или начальный адрес программы или раздела.
  `EQU` — чтобы определить константы или символы, которые используют во всей программе.
  `DB`, `DW`, `DD` — чтобы определить значения данных байтов, слов или двойных слов в памяти.
  `ALIGN` — чтобы выровнять ячейки памяти следующей инструкции или значения данных с указанной границей.
  `EXTERN`, `GLOBAL` — чтобы указать, определяется ли символ внешне или глобально. Эту информацию использует компоновщик для разрешения ссылок на символы в разных объектных файлах.
  `INCLUDE` — чтобы включить файл кода на языке ассемблера в текущую программу.
  Директивы помогают управлять структурой и организацией программы на языке ассемблера, указывать дополнительную информацию, чтобы создать конечную исполняемую программу.
• Команды. Команды языка ассемблера — основные строительные блоки программ. Эти инструкции используют, чтобы сообщить процессору, какие операции следует выполнять. В одних архитектурах сотни или тысячи разных инструкций, в других может быть всего несколько десятков.Основные команды:
  • • Команды перемещения данных. Перемещают данные между регистрами или ячейками памяти: MOV, PUSH и POP.
    • Арифметические команды. Выполняют арифметические операции с данными в регистрах или ячейках памяти: ADD, SUB и MUL.
    • Логические команды. Выполняют логические операции с данными в регистрах или ячейках памяти: AND, OR и XOR.
    • Команды ветвления. Управляют путем перехода к другому разделу кода: JMP, JZ и JE.
    • Команды стека. Управляют стеком — областью памяти для хранения данных — и управляющей информацией во время вызовов функций и возвратов: PUSH и POP.
    • Системные вызовы. Позволяют программам на ассемблере взаимодействовать с операционной системой или другими системными функциями, такими как INT, которые запускают программное прерывание.
• Ассемблерный код.
  Примеры фрагментов кода ассемблера для архитектуры x86:
  Hello World:
```
section .data
msg db 'Hello, world!', 0
section .text
global _start
_start:
mov eax, 4 ; System call for write
mov ebx, 1 ; File descriptor for stdout
mov ecx, msg ; Address of message to print
mov edx, 13 ; Length of message
int 0x80 ; Call kernel
mov eax, 1 ; System call for exit
xor ebx, ebx ; Exit code 0
int 0x80 ; Call kernel
```
  Эта программа определяет строку сообщения в разделе .data, а потом использует инструкцию mov для настройки параметров системного вызова. Выводит на экран сообщения с помощью системного вызова записи. Программа на ассемблере завершается с кодом выхода 0.
  Сумма двух чисел:
  ```
section .data
a dw 5
b dw 7
section .text
global _start
_start:
mov ax, [a] ; Load first number into AX
add ax, [b] ; Add second number to AX
mov cx, ax ; Save result in CX
mov eax, 1 ; System call for exit
xor ebx, ebx ; Exit code 0
int 0x80 ; Call kernel
```
  Эта программа определяет два значения в разделе .data, а потом использует инструкции mov и add, чтобы вычислить сумму двух чисел и сохранить результат в регистре cx. Программа завершается с кодом выхода 0.
  Программа на ассемблере, которая считает числа Фибоначчи:
  ```
section .data
n dw 10
section .bss
fib resw 10
section .text
global _start
_start:
mov eax, [n]
mov ebx, 0
mov ecx, 1
mov edx, 2
mov [fib+ebx], ecx
.loop:
cmp edx, eax
jge .done
add ecx, [fib+ebx]
mov [fib+edx], ecx
mov ebx, edx
inc edx
jmp .loop
.done:
mov eax, 1
xor ebx, ebx
int 0x80
```
  Программа считает первые n чисел Фибоначчи в цикле, сохраняет их в массив и завершает выполнение с кодом 0.

Достоинства и недостатки ассемблера

У ассемблера есть свои плюсы и минусы.

Вот его преимущества:

• Эффективность: программы на языке ассемблера можно оптимизировать для конкретной архитектуры — это ускоряет их работу.
• Низкоуровневый контроль над аппаратными ресурсами: помогает разработчикам писать программы, которые подходят под конкретное железо.
• Небольшой размер кода: программы на языке ассемблера обычно меньше программ на языках более высокого уровня. Это важно в определенных встроенных системах или других средах с ограниченным объемом памяти.
• Переносимость: язык используют, чтобы писать код, который можно скомпилировать для работы на разных платформах с соответствующими модификациями.
• Отладка: язык ассемблера полезен для отладки низкоуровневых проблем в программах или оборудовании.

Рассмотрим недостатки:

Сложность: язык ассемблера гораздо сложнее написать и понять, чем языки более высокого уровня. Программирование на ассемблере занимает много времени: разработчики должны писать код даже для самых простых операций.

Сначала лучше изучать более популярные, универсальные и простые языки.

Например, на курсе Skypro «Python-разработчик» изучите Python — его применяют на разных платформах и широко используют в разработке интернет-приложений, программного обеспечения и машинном обучении.

• Ограниченная абстракция: в языке нет многих абстракций и высокоуровневых конструкций — из-за этого некоторые программы писать труднее.
• Сопровождение: программы на ассемблере сложно поддерживать, потому что при любых изменениях в оборудовании или программной среде нужно переписывать код.
• Отладка: это еще и минус, потому что отладка кода на языке ассемблера сложная — проблемы низкого уровня трудно диагностировать и исправить.

Стоит ли изучать язык ассемблера

Это зависит от ваших целей и интересов. Если хотите писать высокопроизводительный код для конкретной аппаратной платформы или устройства, ассемблер полезен. Еще знания языка пригодятся для отладки низкоуровневых проблем в программах или оборудовании.

Но нужно хорошо разбираться в устройстве компьютера и его командах, чтобы писать на ассемблере. Учить его сложнее, чем языки более высокого уровня. Особенно если нет опыта в области компьютерных наук, если вы еще не знакомы с архитектурой компьютера и концепциями низкоуровневого программирования.

Востребованы ли программисты на ассемблере сегодня

Программирование на языке Assembler не так распространено, как раньше. Но всё еще есть отрасли и приложения, где он нужен. Например, встроенные системы, разработка операционных систем и реверс-инжиниринг.

«Этот язык программирования используют только для максимально эффективной разработки, потому что команды работают с процессором или контроллером напрямую. То есть код ассемблера будет максимально быстро исполняться и четко работать.

Изучать его стоит, если вы планируете программировать микросхемы или писать эффективные программы для процессоров. Потому что писать программы на ассемблере трудоемко, а разрабатывать приложения с интерфейсами для пользователей бессмысленно».

Юрий Гизатуллин, руководитель и сооснователь digital-агентства TIQUM, сооснователь RB7.ru

Весной 2025 года на хедхантере почти 43 000 вакансий программистов, а вакансий с упоминанием Assembler — меньше 0,5%. Но с учетом тренда на импортозамещение спрос на таких специалистов может вырасти.

Пример вакансии на хедхантере с упоминанием ассемблера: зарплаты от 150 000 ₽ до 500 000 ₽ в месяц

Пример навыков для вакансии с зарплатой от 280 000 ₽ до 380 000 ₽ в месяц

Требования для вакансии с зарплатой от 240 000 ₽ в месяц

Ассемблер — преимущество для вакансии программиста C++ с зарплатой от 280 000 ₽ до 380 000 ₽ в месяц

Если хотите прокачаться в IT и освоить новую профессию с нуля, пройдите курсы онлайн-университета Skypro. Например, «Аналитик данных», «Инженер по тестированию», «Веб-разработчик». Программы актуальные, соответствуют требованиям работодателей к новичкам. Соберете портфолио и найдете высокооплачиваемую работу — в этом поможет центр карьеры.

Главное: что такое ассемблер

• Ассемблер — это язык программирования низкого уровня. Он нужен, чтобы писать программы, которые работают с процессорами напрямую. Его используют для анализа двоичного кода и оптимизации важных для производительности участков кода при разработке игр. А еще на ассемблере создают вирусы.
• Преимущества языка ассемблера: низкоуровневый контроль над аппаратными ресурсами, небольшой размер кода. Код ассемблера можно скомпилировать для работы на разных платформах с соответствующими модификациями. Язык ассемблера полезен для отладки низкоуровневых проблем в программах или оборудовании. Программы на языке ассемблера можно оптимизировать для конкретной архитектуры.
• Недостатки: в языке нет многих абстракций и высокоуровневых конструкций, его сложно изучать, а программы на ассемблере трудно поддерживать.