低水準言語と高水準言語

① 機械語（マシン語）

コンピュータのCPUが直接理解し実行できる唯一の言語が機械語です。すべての命令は0と1のビット列で構成されており、たとえば「00101011」のような数値の羅列がそのまま処理命令になります。人間にとっては極めて読み書きが困難ですが、CPUにとっては翻訳なしで即座に実行できるため、処理速度は最も高速です。

② アセンブラ言語

機械語の各命令を、人間が読みやすい英語的な記号（ニーモニック）に1対1で対応させた言語がアセンブラ言語（アセンブリ言語）です。たとえば「ADD」は加算、「MOV」はデータの移動を意味します。機械語と命令が1対1に対応しているため、ハードウェアを直接細かく制御できる利点があります。組込みシステムやデバイスドライバの開発など、ハードウェアに密接した制御が求められる場面で現在も使われています。アセンブラ言語を機械語に変換するソフトウェアをアセンブラと呼びます。

③ 高水準言語（高級言語）

人間が理解しやすい英語に近い構文で記述できる言語を高水準言語と総称します。機械語やアセンブラ言語が「低水準言語」と呼ばれるのに対し、高水準言語はハードウェアの細部を意識せずにプログラムを書けるのが最大の特長です。ただし、CPUが直接理解できるのは機械語だけですから、高水準言語で書かれたプログラムは必ず機械語への翻訳（変換）が必要です。この翻訳を行うソフトウェアがコンパイラやインタプリタであり、Theme 4で詳しく解説します。

④ 代表的な高水準言語の分類

高水準言語は、処理の書き方の違いによって大きく手続き型言語と非手続き型言語に分けられます。

手続き型言語は「何をどの順番で処理するか」を逐一記述するスタイルです。一方、Javaはオブジェクト指向の考え方を全面的に採用しており、「データとその操作をひとまとめにしたオブジェクト」を中心にプログラムを構築します。

Javaの最大の特徴はJVM（Java Virtual Machine）の存在です。Javaで書いたプログラムは、まずバイトコードという中間形式にコンパイルされ、各OS上のJVMがそのバイトコードを解釈・実行します。このため、Windows・Mac・Linuxなど異なるOSでも同じプログラムをそのまま動かせる「Write Once, Run Anywhere」（一度書けばどこでも動く）を実現しています。