sistemas numericos y operaciones aritmeticas - Departamento de ...

Introducción.
LENGUAJES Y ORGANIZACION DE UNA COMPUTADORA
Una computadora digital es una m quina que puede resolver problemas a
partir de ir ejecutando instrucciones que se le han suministrado. La secuencia
de instrucciones que describen como realizar una tarea se denomina 'programa'.
Como hemos dicho, las componentes electrónicas directamente solo pueden
realizar un conjunto limitado de instrucciones, en las cuales los programas
deberían realizarse (o convertirse) antes de ser ejecutados (excepción hecha de
los Hard dedicados a propósitos especiales, por ejemplo para procesamiento de
matrices, etc.).
Estas instrucciones primitivas con todo forman un lenguaje en el cual la
gente puede comunicarse con la computadora. Este lenguaje se llama 'Lenguaje
Máquina'. El diseñador de una computadora nueva debe decidir qué instrucciones
incluir en su lenguaje m quina. En general trataría de hacer estas instrucciones
primitivas lo más simples posible, consistente con la computadora deseada, con
el objetivo de reducir el costo de la electrónica necesitada. Dado que muchos de
estos lenguajes son tan simples, es difícil y tedioso programar en ellos.
El problema puede ser atacado fundamentalmente de dos maneras, las cuales
en ambos casos implican definir un nuevo set de instrucciones que sea mas
convencional para la gente. Estas instrucciones constituyen un nuevo lenguaje al
cual podremos llamar L2, así como las instrucciones construidas en hardware
forman un lenguaje L1. La diferencia entre los dos métodos radica en la forma en
que los programas escritos en L2 son ejecutados por la computadora, la cual
después de todo solo puede ejecutar programas en el lenguaje máquina L1.
Uno de los métodos de ejecutar un programa escrito en L2 es reemplazar
primero cada instrucción en L2 por la secuencia equivalente en L1. La
computadora ejecuta luego un nuevo programa L1 en lugar del viejo L2. Esto se
denomina 'Traducción'.
La otra técnica es escribir un programa en L1 que toma al programa L2 como
dato de entrada, examina en orden cada instrucción ejecutando la secuencia
equivalente de L1 directamente. Esto no requiere la generación de un nuevo
programa en L1. Esto se denomina 'Interpretación' y el programa que lo realiza
se llama 'Intérprete'.
La diferencia es que en el primero todo el programa es convertido primero
a un programa en L1, y L2 es dejado a un lado (en cuanto a la ejecución). En el
otro cada instrucción de L2 es examinada y decodificada y ejecutada
inmediatamente. Ambos métodos son ampliamente usados.
Mas que pensar en términos de traducción o interpretación, es a menudo mas
conveniente imaginar la existencia de una máquina hipotética, 'Virtual Machine',
cuyo lenguaje sea L2. Si esa máquina se puede construir en forma económica no
hay necesidad de tener L1; esto es, una máquina que ejecuta programas en L1. Aún
cuando esta máquina no fuese implementable razonablemente (económicamente), el
programador podrá escribir programas en L2 los cuales no se ejecutar n
directamente sino que serán o bien interpretados o bien traducidos de forma de
poder ser ejecutados en L1, el cual en sí mismo se ejecuta directamente en el
hardware existente.
Para realizar o bien la traducción o la interpretación práctica, L1 y L2
no deben ser demasiado diferentes. Esto significa que L2 aún siendo mejor que L1
estar no muy lejos del ideal para la mayoría de las aplicaciones.
La salida lógica es, en el mismo sentido, idear un nuevo lenguaje, con su
set de instrucciones que sea mas orientado a la gente y menos a la máquina de lo
que lo es L2. Al mismo lo llamaremos L3. La gente podrá escribir programas en L3
pensando que la máquina virtual con tal lenguaje realmente existe. El programa
podrá o bien traducirse a L2, o ejecutarse por un intérprete en L2.
La creación de todo un conjunto de nuevos lenguajes, cada uno mas
conveniente que su predecesor, podrá ir indefinidamente hasta que el adecuado es
alcanzado.
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