在软件方面，第一代计算机主要使用“机器语言” 。

文章插图
第一代计算机是电子管数字计算机 。硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带 。软件方面采用的是机器语言、汇编语言 。应用领域以军事和科学计算为主 。
缺点是体积大、功耗高、可靠性差 。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础 。
机器语言是机器能直接识别的程序语言或指令代码，无需经过翻译，每一操作码在计算机内部都有相应的电路来完成它，或指不经翻译即可为机器直接理解和接受的程序语言或指令代码 。机器语言使用绝对地址和绝对操作码 。不同的计算机都有各自的机器语言，即指令系统 。从使用的角度看，机器语言是最低级的语言 。
机器语言指令是一种二进制代码，由操作码和操作数两部分组成 。操作码规定了指令的操作，是指令中的关键字，不能缺省 。操作数表示该指令的操作对象 。
计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系 。从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看，指令中应包含多种信息 。但在有些指令中，由于部分信息可能无用，这将浪费指令所占的存储空间，并增加了访存次数，也许反而会影响速度 。因此，如何合理、科学地设计指令格式，使指令既能给出足够的信息，又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配，以节省存储空间，缩短取值时间，提高机器的性能，这是指令格式设计中的一个重要问题 。
计算机是通过执行指令来处理各种数据的 。为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作，一条指令必须包含下列信息：
（1）操作码 。它具体说明了操作的性质及功能 。一台计算机可能有几十条至几百条指令，每一条指令都有一个相应的操作码，计算机通过识别该操作码来完成不同的操作 。
（2）操作数的地址 。CPU通过该地址就可以取得所需的操作数 。
（3）操作结果的存储地址 。把对操作数的处理所产生的结果保存在该地址中，以便再次使用 。
（4）下条指令的地址 。执行程序时，大多数指令按顺序依次从主存中取出执行，只有在遇到转移指令时，程序的执行顺序才会改变 。为了压缩指令的长度，可以用一个程序计数器（ProgramCounter，PC）存放指令地址 。每执行一条指令，PC的指令地址就自动+1（设该指令只占一个主存单元），指出将要执行的下一条指令的地址 。当遇到执行转移指令时，则用转移地址修改PC的内容 。由于使用了PC，指令中就不必明显地给出下一条将要执行指令的地址 。
一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码 。操作码（OperationCode，OP）用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除、数据传送等），其长度取决于指令系统中的指令条数 。地址码用来描述该指令的操作对象，它或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名） 。
指令包括操作码域和地址域两部分 。根据地址域所涉及的地址数量，常见的指令格式有以下几种 。
①三地址指令：一般地址域中A1、A2分别确定第一、第二操作数地址,A3确定结果地址 。下一条指令的地址通常由程序计数器按顺序给出 。
②二地址指令：地址域中A1确定第一操作数地址，A2同时确定第二操作数地址和结果地址 。

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