13 de abril de 2012

Lenguaje Ensamblador

Cómputo Integrado
Laboratorio

El lenguaje ensamblador, o assembler es un lenguaje de programación de bajo nivel para los computadores, microprocesadores, microcontroladores, y otros circuitos integrados programables. Implementa una representación simbólica de los códigos de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una arquitectura dada de CPU y constituye la representación más directa del código máquina específico para cada arquitectura legible por un programador. Esta representación es usualmente definida por el fabricante de hardware, y está basada en los mnemónicos que simbolizan los pasos de procesamiento (las instrucciones), los registros del procesador, las posiciones de memoria, y otras características del lenguaje. Un lenguaje ensamblador es por lo tanto específico a cierta arquitectura de computador física. Esto está en contraste con la mayoría de los lenguajes de programación de alto nivel, que, idealmente son portables.


Un programa utilitario llamado ensamblador es usado para traducir sentencias del lenguaje ensamblador al código de máquina del computador objetivo. El ensamblador realiza una traducción más o menos isomorfa (un mapeo de uno a uno) desde las sentencias mnemónicas a las instrucciones y datos de máquina. Esto está en contraste con los lenguajes de alto nivel, en los cuales una sola declaración generalmente da lugar a muchas instrucciones de máquina.

Muchos sofisticados ensambladores ofrecen mecanismos adicionales para facilitar el desarrollo del programa, controlar el proceso de ensamblaje, y la ayuda de depuración.

Fue usado principalmente en los inicios del desarrollo de software, cuando aún no se contaba con potentes lenguajes de alto nivel y los recursos eran limitados. Actualmente se utiliza con frecuencia en ambientes académicos y de investigación, especialmente cuando se requiere la manipulación directa de hardware, altos rendimientos, o un uso de recursos controlado y reducido.

Características


  • El código escrito en lenguaje ensamblador posee una cierta dificultad de ser entendido ya que su estructura se acerca al lenguaje máquina, es decir, es un lenguaje de bajo nivel.
  • El lenguaje ensamblador es difícilmente portable, es decir, un código escrito para un microprocesador, puede necesitar ser modificado, para poder ser usado en otra máquina distinta. Al cambiar a una máquina con arquitectura diferente, generalmente es necesario reescribirlo completamente.
  • Los programas hechos por un programador experto en lenguaje ensamblador son generalmente mucho más rápidos y consumen menos recursos del sistema (memoria RAM y ROM) que el programa equivalente compilado desde un lenguaje de alto nivel. Al programar cuidadosamente en lenguaje ensamblador se pueden crear programas que se ejecutan más rápidamente y ocupan menos espacio que con lenguajes de alto nivel.
  • Con el lenguaje ensamblador se tiene un control muy preciso de las tareas realizadas por un microprocesador por lo que se pueden crear segmentos de código difíciles y/o muy ineficientes de programar en un lenguaje de alto nivel, ya que, entre otras cosas, en el lenguaje ensamblador se dispone de instrucciones del CPU que generalmente no están disponibles en los lenguajes de alto nivel.
  • También se puede controlar el tiempo en que tarda una rutina en ejecutarse, e impedir que se interrumpa durante su ejecución.

Es diferente lenguaje máquina a lenguaje ensamblador


Lenguaje máquina: Un programa o secuencia de instrucciones viene dado por una secuencia de códigos binarios.


Lenguaje ensamblador: Secuencia lógica de sentencias pertenecientes a alguna de las siguientes clases:
  • Una línea de comentario.
  • Una instrucción ejecutable.
  • Una directiva de ensamblado.


La escritura en lenguaje máquina es tediosa y proclive a errores, el lenguaje ensamblador facilita la tarea de la escritura sin perder la cercanía a la máquina.

Ventajas y desventajas


Ventajas
  • Como trabaja directamente con el microprocesador al ejecutar un programa, pues como este lenguaje es el mas cercano a la máquina la computadora lo procesa mas rápido.
  • Eficiencia de tamaño: Un programa en ensamblador no ocupa mucho espacio en memoria porque no tiene que cargan librerías y demás como son los lenguajes de alto nivel.
  • Flexibilidad porque todo lo que puede hacerse con una máquina, puede hacerse en el lenguaje ensamblador de esta máquina; los lenguajes de alto nivel tienen en una u otra forma limitantes para explotar al máximo los recursos de la máquina. O sea que en lenguaje ensamblador se pueden hacer tareas especificas que en un lenguaje de alto nivel no se pueden llevar acabo porque tienen ciertas limitantes que no se lo permite.

Desventajas
  • Tiempo de programación: Como es un lenguaje de bajo nivel requiere más instrucciones para realizar el mismo proceso, en comparación con un lenguaje de alto nivel.
  • Programas fuente grandes: Por las mismas razones que aumenta el tiempo, crecen los programas fuentes, simplemente requerimos más instrucciones primitivas para describir procesos equivalentes. Esto es una desventaja porque dificulta el mantenimiento de los programas, y nuevamente reduce la productividad de los programadores.
  • Peligro de afectar recursos inesperadamente: Que todo error que podamos cometer, o todo riesgo que podamos tener, podemos afectar los recursos de la maquina, programar en este lenguaje lo más común que pueda pasar es que la máquina se bloquee o se reinicie.
  • Falta de portabilidad: Porque para cada máquina existe un lenguaje ensamblador, por ello, evidentemente no es una selección apropiada de lenguaje cuando deseamos codificar en una máquina y luego llevar los programas a otros sistemas operativos o modelos de computadoras.

Usos actuales del lenguaje ensamblador


  • Para programas empotrados que solo almacenan una pequeña cantidad de memoria y el dispositivo está dirigido para hacer tareas para un simple propósito. Ejemplos consisten en teléfonos, sistemas de combustible e ignición para automóviles, sistemas de control del aire acondicionado, sistemas de seguridad, y sensores interactuando directamente con el hardware, por ejemplo en drivers de dispositivo y manejadores de interrupción.

  • Usando instrucciones específicas del procesador no explotadas o disponibles por el compilador.
  • Los programadores de juegos toman ventaja de las habilidades de las características del hardware en los sistemas, permitiendo a los juegos correr más rápidamente.

  • Un sistema con severas limitaciones de recursos debe ser codificado a mano para maximizar el uso de los limitados recursos
  • Se escriben virus de computadora, bootloaders, ciertos drivers de dispositivo, u otros elementos muy cerca del hardware o al sistema operativo de bajo nivel.
  • Se escribe software compilador que genera código ensamblador, y por lo tanto los desarrolladores deben ser programadores de lenguaje ensamblador.
  • Se escriben algoritmos criptográficos que siempre deben tomar estrictamente el mismo tiempo para ejecutar, previniendo ataques de tiempo.

Bibliografía
Lenguaje ensamblador - Wikipedia
Introducción de Ensamblador

1 comentario:

Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.