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Ventajas y desventajas del Lenguaje Ensamblador




Enviado por irma949



    1. Importancia
    2. Ventajas y desventajas del
      Lenguaje Ensamblador
    3. Modos de
      direccionamiento
    4. Tabla de combinaciones
      posibles

    IMPORTANCIA

    Es importante como se puede ver, 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. 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. Surge como una
    necesidad de facilitar al programador la tarea de trabajar con
    lenguaje máquina sin perder el control directo
    con el hardware.

    Ventajas y desventajas
    del Lenguaje Ensamblador

    Una vez que hemos visto la evolución de los lenguajes, cabe
    preguntarse: ¿En estos tiempos "modernos", para qué
    quiero el Lenguaje
    Ensamblador?

    El proceso de
    evolución trajo consigo algunas
    desventajas, que ahora veremos como las ventajas de usar el Lenguaje
    Ensamblador, respecto a un lenguaje de alto nivel:

    Por otro lado, al ser un lenguaje más primitivo,
    el Ensamblador tiene ciertas desventajas respecto a los lenguajes
    de alto nivel:

    Velocidad

    El proceso de
    traducción que realizan los intérpretes, implica un
    proceso de cómputo adicional al que el programador quiere
    realizar. Por ello, nos encontraremos con que un
    intérprete es siempre más lento que realizar la
    misma acción en Lenguaje Ensamblador, simplemente porque
    tiene el costo adicional
    de estar traduciendo el programa, cada
    vez que lo ejecutamos.

    De ahí nacieron los compiladores, que
    son mucho más rápidos que los intérpretes,
    pues hacen la traducción una vez y dejan el código
    objeto, que ya es Lenguaje de Máquina, y se puede ejecutar
    muy rápidamente. Aunque el proceso de traducción es
    más complejo y costoso que el de ensamblar un programa,
    normalmente podemos despreciarlo, contra las ventajas de
    codificar el programa más rápidamente.

    Sin embargo, la mayor parte de las veces, el
    código generado por un compilador es menos eficiente que
    el código equivalente que un programador
    escribiría. La razón es que el compilador no tiene
    tanta inteligencia,
    y requiere ser capaz de crear código genérico, que
    sirva tanto para un programa como para otro; en cambio, un
    programador humano puede aprovechar las características específicas del
    problema, reduciendo la generalidad pero al mismo tiempo, no
    desperdicia ninguna instrucción, no hace ningún
    proceso que no sea necesario.

    Para darnos una idea, en una PC, y suponiendo que todos
    son buenos programadores, un programa para ordenar una lista
    tardará cerca de 20 veces más en Visual Basic (un
    intérprete), y 2 veces más en C (un compilador),
    que el equivalente en Ensamblador.

    Por ello, cuando es crítica la velocidad del
    programa, Ensamblador se vuelve un candidato lógico como
    lenguaje.

    Ahora bien, esto no es un absoluto; un programa bien
    hecho en C puede ser muchas veces más rápido que un
    programa mal hecho en Ensamblador; sigue siendo sumamente
    importante la elección apropiada de algoritmos y
    estructuras de
    datos. Por
    ello, se recomienda buscar optimizar primero estos aspectos, en
    el lenguaje que se desee, y solamente usar Ensamblador cuando se
    requiere más optimización y no se puede lograr por
    estos medios.

    Tamaño

    Por las mismas razones que vimos en el aspecto de
    velocidad, los
    compiladores e
    intérpretes generan más código
    máquina del necesario; por ello, el programa ejecutable
    crece. Así, cuando es importante reducir el tamaño
    del ejecutable, mejorando el uso de la memoria y
    teniendo también beneficios en velocidad, puede convenir
    usar el lenguaje Ensamblador. Entre los programas que es
    crítico el uso mínimo de memoria, tenemos
    a los virus y
    manejadores de dispositivos (drivers). Muchos de ellos, por
    supuesto, están escritos en lenguaje
    Ensamblador.

    Flexibilidad

    Las razones anteriores son cuestión de grado:
    podemos hacer las cosas en otro lenguaje, pero queremos hacerlas
    más eficientemente. Pero todos los lenguajes de alto nivel
    tienen limitantes en el control; al hacer
    abstracciones, limitan su propia capacidad. Es decir, existen
    tareas que la máquina puede hacer, pero que un lenguaje de
    alto nivel no permite. Por ejemplo, en Visual Basic no
    es posible cambiar la resolución del monitor a
    medio programa; es una limitante, impuesta por la
    abstracción del GUI Windows. En
    cambio, en
    ensamblador es sumamente sencillo, pues tenemos el acceso directo
    al hardware del
    monitor.

    Tiempo de
    programación

    Al ser de bajo nivel, el Lenguaje Ensamblador requiere
    más instrucciones para realizar el mismo proceso, en
    comparación con un lenguaje de alto nivel. Por otro lado,
    requiere de más cuidado por parte del programador, pues es
    propenso a que los errores de lógica
    se reflejen más fuertemente en la
    ejecución.

    Por todo esto, es más lento el desarrollo de
    programas comparables en Lenguaje Ensamblador que en un lenguaje
    de alto nivel, pues el programador goza de una menor
    abstracción.

    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

    Tenemos la ventaja de que todo lo que se puede hacer en
    la máquina, se puede hacer con el Lenguaje Ensamblador
    (flexibilidad). El problema es que todo error que podamos
    cometer, o todo riesgo que
    podamos tener, podemos tenerlo también en este Lenguaje.
    Dicho de otra forma, tener mucho poder es
    útil pero también es peligroso.

    En la vida práctica, afortunadamente no ocurre
    mucho; sin embargo, al programar en este lenguaje verán
    que es mucho más común que la máquina se
    "cuelgue", "bloquee" o "se le vaya el avión"; y que se
    reinicialize. ¿Por qué?, porque con este lenguaje
    es perfectamente posible (y sencillo) realizar secuencias de
    instrucciones inválidas, que normalmente no aparecen al
    usar un lenguaje de alto nivel.

    En ciertos casos extremos, puede llegarse a sobrescribir
    información del CMOS de la máquina
    (no he visto efectos más riesgosos); pero, si no la
    conservamos, esto puede causar que dejemos de "ver" el disco duro,
    junto con toda su información.

    Falta de
    portabilidad

    Como ya se mencionó, existe un lenguaje
    ensamblador para cada máquina; 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.
    Si bien esto es un problema general a todos los lenguajes, es
    mucho más notorio en ensamblador: yo puedo reutilizar un
    90% o más del código que desarrollo en
    "C", en una PC, al llevarlo a una RS/6000 con UNIX, y lo mismo
    si después lo llevo a una Macintosh, siempre y cuando
    esté bien hecho y siga los estándares de "C", y los
    principios de
    la programación estructurada. En cambio, si
    escribimos el programa en Ensamblador de la PC, por bien que lo
    desarrollemos y muchos estándares que sigamos, tendremos
    prácticamente que reescribir el 100 % del código al
    llevarlo a UNIX, y otra vez
    lo mismo al llevarlo a Mac.

    Veamos ahora como se organizan y una breve descripción de los mismos:

    Registro de 8 bits

    R de 16 b al que pertenece

    Descripción

    A

    AF

    Acumulador. El registro más usado
    J
    .

    F

    AF

    Flags. Indicadores de estado.

    B

    BC

    Normalmente usado como contador.

    C

    BC

    D

    DE

    E

    DE

    H

    HL

    HL es ideal para acceder a memoria J .

    L

    HL

    A’

    AF’

    A alternativo.

    F’

    AF’

    F alternativo.

    B’

    BC’

    B alternativo.

    C’

    BC’

    C alternativo.

    D’

    DE’

    D alternativo.

    E’

    DE’

    E alternativo.

    H’

    HL’

    H alternativo.

    L’

    HL’

    L alternativo.

    Xh

    IX

    IX vale para direccionamiento
    indexado.

    Xl

    IX

    Yh

    IY

    IY vale para direccionamiento
    indexado.

    Yl

    IY

    I

    "IR"

    Registro de interrupción.

    R

    "IR"

    Registro de refresco.

    PC

    Contador del programa.

    SP

    Contador de la pila.

    A parte de esos, tiene otro dos que son boléanos
    (1 sólo bit), llamados iff0 y iff1 (y al menos otro
    registro
    interno de 8 bits para cálculos internos
    suyos).

     Los registros con un
    <’> son alternativos. Digamos que están en el
    banquillo esperando que salga del juego su
    homólogo para entrar él. No se les puede acceder
    directamente (habría más jugadores de los
    reglamentarios), pero siempre se puede hacer el cambio
    (aquí son ilimitados). Siempre que se produce uno de
    éstos cambios, se intercambia un registro de 16 bits
    enterito. No vale cambiar sólo uno de 8.

     Xh, Yh, Xl, Yl son los registros de 8
    bits que conforman IX e IY. Oficialmente, las instrucciones que
    operan sobre ellos están indocumentadas, pero me parece
    una tontería el no hablar de ellos desde el
    principio.

     PC contiene el "contador del programa", es decir,
    la dirección de memoria en la cual el procesador
    leerá su próxima instrucción

    Modos de
    direccionamiento

    Se les llama modos de direccionamiento a las distintas
    formas de combinar los operadores según el acceso que se
    hace a memoria.

    Dicho de otra manera, un modo de direccionamiento
    será una forma de parámetro para las instrucciones.
    Una instrucción que lleve un parámetro, por lo
    tanto, usará un modo de direccionamiento, que
    dependerá de cómo direccionará
    (accesará) al parámetro; una instrucción de
    dos parámetros, combinará dos modos de
    direccionamiento.

    • Modo registro

    Usa solamente registros como operadores

    Es el más rápido, pues minimiza los
    recursos
    necesarios (toda la información fluye dentro del EU del
    CPU).

    • Modo inmediato

    Tiene dos operandos: un registro y una constante que se
    usa por su valor.

    El valor
    constante no se tiene que buscar en memoria, pues ya se obtuvo al
    hacer el "fetch" de la instrucción.

    Por tanto, es rápido aunque no tanto como el modo
    registro; requiere ir al BIU por el dato.

    • Modo directo

    Uno de los operandos involucra una localidad
    específica de memoria

    El valor constante se tiene que buscar en memoria, en la
    localidad especificada.

    Es más lento que los anteriores, pero es el
    más rápido para ir a memoria, pues ya "sabe" la
    localidad, la toma de la instrucción y no la tiene que
    calcular.

    • Modo indirecto

    Se usan los registros SI, DI como apuntadores

    El operando indica una localidad de memoria, cuya
    dirección (sólo la parte
    desplazamiento) está en SI o DI.

    Es más lento que los anteriores, pues tiene que
    "calcular" la localidad.

    • Modo indexado de base

    Formato:

    [
    BX o BP
    + SI o DI (opcionales)
    + constante (opcional)
    ]

    BX o BP indica una localidad base de la
    memoria

    A partir de BX o BP, se puede tener un desplazamiento
    variable y uno constante

    La diferencia es el segmento sobre el que trabajan por
    defecto:

    BX por defecto en el segmento de datos

    BP por defecto en el segmento de pila.

    Tabla de combinaciones
    posibles

    De acuerdo a lo que se ha visto, y a la regla de que no
    se permiten dos accesos a memoria en la misma instrucción,
    se pueden combinar en la siguiente forma:

    Modo
    destino

    Modo
    Fuente

    Registro

    Inmediato

    Directo

    Indirecto

    Indexado

    Registro

    Inmediato

    No se puede tener inmediato a la izquierda
    (¿dónde se depositaría la
    información?)

    Directo

    Estas combinaciones no se pueden
    (serían dos accesos a memoria
    en la misma instrucción)

    Indirecto

    Indexado

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