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Ensambladores
- 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DEVENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” SAN FELIPE- YARACUY EMSAMBLADORES ALAN VERASTEGUI ESCUELA: 78 C.I 12.078.560 FEBRERO, 2014
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- 3. INTRODUCCIÓN Un lenguaje deprogramación permite al usuario crear programas que serán entendidos por el ordenador (directa o indirectamente) con el objetivo de realizar alguna tarea. A grandes rasgos podemos clasificar los lenguajes de programación en tres categorías: máquina, bajo nivel (ensamblador) y alto nivel. Los traductores son un tipo de programas cuya función es convertir el código de un lenguaje en otro. Un ejemplo de ellos son los Ensambladores que son un tipo de traductor que convierte programas escritos en lenguaje ensamblador en programas escritos en código máquina.
- 4. SISTEMAS ENSAMBLADORES PRIMITIVOS Cuandose abstraen los opcodes y se sustituyen por una palabra que sea una clave de su significado, a la cual comúnmente se le conoce como mnemónico, se tiene el concepto de Lenguaje Ensamblador. Así, se puede definir simplemente al Lenguaje Ensamblador de la siguiente forma: Lenguaje Ensamblador es la primera abstracción del Lenguaje de Máquina, consistente en asociar a los opcodes palabras clave que faciliten su uso por parte del programador El Lenguaje Ensamblador es directamente traducible al Lenguaje de Máquina, y viceversa; simplemente, es una abstracción que facilita su uso para los seres humanos. Por otro lado, la computadora no entiende directamente al Lenguaje Ensamblador; es necesario traducirle a Lenguaje de Máquina. Originalmente, este proceso se hacía a mano, usando para ello hojas donde se escribían tablas de programa. Pero, al ser tan directa la traducción, pronto aparecieron los programas Ensambladores, que son traductores que convierten el código fuente (en Lenguaje Ensamblador) a código objeto (es decir, a Lenguaje de Máquina). El lenguaje ensamblador, o assembler (assembly language en inglés), 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 de cierta arquitectura de computador física (o virtual). Esto está en contraste con la mayoría de los lenguajes de programación de alto nivel, que idealmente son portátiles. Un programa utilitario llamado ensambladores 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.
- 5. Muchos sofisticados ensambladoresofrecen mecanismos adicionales para facilitar el desarrollo del programa, controlar el proceso de ensamblaje, y la ayuda de depuración. Particularmente, la mayoría de los ensambladores modernos incluyen una facilidad de macro (descrita más abajo), y son llamados macro ensambladores. 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, alto rendimiento, o un uso de recursos controlado y reducido. Muchos dispositivos programables (como los microcontroladores) aún cuentan con el ensamblador como la única manera de ser manipulados. FUNCIONES La tarea fundamental de un ensamblador es traducir un programa en lenguaje de ensamblador al código correspondiente en lenguaje de máquina. En esencia, el ensamblador debe realizar las siguientes tareas: 1. Convertir los códigos ("opcode" o mnemónicos: ej. LDA, STX) a su código equivalente en lenguaje de máquina 2. Convertir los operandos simbólicos (las etiquetas o variables) en las direcciones correspondientes de los operandos 3. Construir las instrucciones en lenguaje de máquina en el formato apropiado 4. Convertir las constantes definidas en el programa en su verdadera representación 5. Escribir el "listing" en lenguaje de ensamblador con el código en lenguaje de máquina correspondiente 6. Procesar las directrices al ensamblador (las directrices son instrucciones o comandos dirigidos al ensamblador, que éste procesa y ejecuta al hallarlos en el programa en lenguaje de ensamblador; estas directrices no se traducen a lenguaje de máquina, si no que el ensamblador ejecuta alguna acción, como reservar memoria para variables, entre otras) En general, la mayoría de las tareas se puede realizar si se recorre el programa línea por línea. Pero surge una dificultad si se trata de traducir una instrucción cuyo operando está definido más abajo en el programa. Si esto ocurre, el ensamblador desconoce la dirección del operando y la instrucción no se podría ensamblar.
- 6. TIPOS DE ENSAMBLADORES Aunquetodos los ensambladores realizan básicamente las mismas tareas, podemos clasificarlos de acuerdo a características en: Ensambladores Cruzados (Cross-Assembler). Se denominan así los ensambladores que se utilizan en una computadora que posee un procesador diferente al que tendrán las computadoras donde va a ejecutarse el programa objeto producido. El empleo de este tipo de traductores permite aprovechar el soporte de medios físicos (discos, impresoras, pantallas, etc.), y de programación que ofrecen las máquinas potentes para desarrollar programas que luego los van a ejecutar sistemas muy especializados en determinados tipos de tareas. Ensambladores Residentes. Son aquellos que permanecen en la memoria principal de la computadora y cargan, para su ejecución, al programa objeto producido. Este tipo de ensamblador tiene la ventaja de que se puede comprobar inmediatamente el programa sin necesidad de transportarlo de un lugar a otro, como se hacía en cross-assembler, y sin necesidad de programas simuladores. Sin embargo, puede presentar problemas de espacio de memoria, ya que el traductor ocupa espacio que no puede ser utilizado por el programador. Asimismo, también ocupará memoria el programa fuente y el programa objeto. Esto obliga a tener un espacio de memoria relativamente amplio. Es el indicado para desarrollos de pequeños sistemas de control y sencillos automatismo empleando microprocesadores. La ventaja de estos ensambladores es que permiten ejecutar inmediatamente el programa; la desventaja es que deben mantenerse en la memoria principal tanto el ensamblador como el programa fuente y el programa objeto. Macroensambladores. Son ensambladores que permiten el uso de macroinstrucciones (macros). Debido a su potencia, normalmente son programas robustos que no permanecen en memoria una vez generado el programa objeto. Puede variar la complejidad de los mismos, dependiendo de las posibilidades de definición y manipulación de las macroinstrucciones, pero normalmente son programas bastantes complejos, por lo que suelen ser ensambladores residentes.
- 7. Microensambladores. Generalmente, los procesadoresutilizados en las computadoras tienen un repertorio fijo de instrucciones, es decir, que el intérprete de las mismas interpretaba de igual forma un determinado código de operación. El programa que indica al intérprete de instrucciones de la UCP cómo debe actuar se denomina microprograma. El programa que ayuda a realizar este microprograma se llama microensamblador. Existen procesadores que permiten la modificación de sus microprogramas, para lo cual se utilizan microensambladores. Ensambladores de una fase Estos ensambladores leen una línea del programa fuente y la traducen directamente para producir una instrucción en lenguaje máquina o la ejecuta si se trata de una pseudoinstrucción. También va construyendo la tabla de símbolos a medida que van apareciendo las definiciones de variables, etiquetas, etc. Debido a su forma de traducción, estos ensambladores obligan a definir los símbolos antes de ser empleados para que, cuando aparezca una referencia a un determinado símbolo en una instrucción, se conozca la dirección de dicho símbolo y se pueda traducir de forma correcta. Estos ensambladores son sencillos, baratos y ocupan poco espacio, pero tiene el inconveniente indicado. Ensambladores de dos fases Los ensambladores de dos fases se denominan así debido a que realizan la traducción en dos etapas. En la primera fase, leen el programa fuente y construyen una tabla de símbolos; de esta manera, en la segunda fase, vuelven a leer el programa fuente y pueden ir traduciendo totalmente, puesto que conocen la totalidad de los símbolos utilizados y las posiciones que se les ha asignado. Estos ensambladores son los más utilizados en la actualidad. 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
- 8. sistema (memoria RAMy 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.
- 9. CONCLUSIÓN A los programasque permiten pasar del programa escrito con instrucciones simbólicas del lenguaje maquina (programa fuente, en ensamblador) al lenguaje máquina también se les denomina normalmente ensambladores. Un programa escrito en el lenguaje ensamblador requiere considerablemente menos memoria y tiempo de ejecución que un programa escrito en los conocidos lenguajes de alto nivel, como Pascal y C. Aunque la mayoría de los especialistas en Software desarrolla aplicaciones en lenguajes de alto nivel, que son más fáciles de escribir y de dar mantenimiento, una práctica común es recodificar en lenguaje ensamblador aquellas rutinas que han causado cuellos de botella en el procesamiento. Los programas residentes y rutinas de servicio de interrupción casi siempre son desarrollados en el lenguaje ensamblador.
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