sistemas numericos y operaciones aritmeticas - Departamento de ...

Se puede ver a la computadora como una serie de niveles o capas, una
encima de otra. El mas inferior es el mas simple, y el mas alto el mas
sofisticado.
Toda máquina tiene su lenguaje de máquina, consistente en todas las
instrucciones que esta m quina puede ejecutar. En efecto, una máquina define un
lenguaje. Similarmente, un lenguaje define una máquina, la que puede ejecutar un
programa escrito en ese lenguaje. Lógicamente la máquina definida en un cierto
lenguaje podrá ser enormemente complicada y costosa de construir directamente en
circuitos electrónicos. Pero uno la puede "imaginar" de todas formas.
La persona cuyo trabajo es escribir un programa en un nivel n no necesita
preocuparse por la interpretación o traducción que hay por detrás. El punto es
que el programa ser ejecutado.
Máquinas Contemporáneas
La mayoría de ellas consiste de dos o mas niveles. De seis niveles no
serán inusuales.
'Nivel 0', el hardware verdadero (no vamos mas abajo porque entraríamos en
áreas de ingeniería electrónica, nivel de dispositivos, entendiendo con
transistores individuales, esto es, construcción de circuitos).
El nivel mas bajo que abordamos corresponde al de la lógica digital, y los
objetos de interés se denominan 'gates' (compuertas). Aunque construidas con
componentes analógicos se construyen alcanzando un comportamiento digital
binario.
El siguiente, 'Nivel 1', el cual es el verdadero lenguaje máquina, dado
que en L0 no existe concepto de programa como secuencia de instrucciones a
ejecutar. En este sí, llamado 'Microprograma', cuyo trabajo es interpretar las
instrucciones del nivel 2. Al nivel 1 lo referimos como nivel de
microprogramación.
A pesar de que en general no habrá dos computadoras con idénticos L1,
existen muchas similitudes en este nivel.
El nivel L1 tendrá uno o mas programas que pueden correr en él. Cada uno
implícitamente define un lenguaje de Nivel 2 (y su máquina virtual).
Los lenguajes de 'Nivel 2' tienen a su vez mucho en común. Podemos decir
que tendrán mas similitudes que diferencias. Podemos aludir a este nivel como el
'Nivel Máquina Convencional' (el que ve el programador de base). Lo real es que
el nivel máquina es el L1, el tangible y fijado por hardware. El Nivel L2 es
susceptible de cambiar, manteniendo el Nivel L1, dando lugar a distintas
máquinas. Hay ejemplos de que en un mismo hardware coexistan mas de un programa
intérprete en L1 lo que da lugar a que se tengan "Dos Lenguajes M quina". La
máquina de Nivel L2 podemos asumir que como tal no existe, depende de la tarea
del programa intérprete en L1, el que le da existencia como para que pueda
entender las instrucciones del Nivel L2.
Las computadoras del tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) no
tienen nivel de microprogramación. En estas el nivel máquina convencional es
llevado a cabo directamente por la electrónica.
El tercer nivel ('Nivel 3') es usualmente híbrido. Muchas de las
instrucciones de ese lenguaje están también en el nivel L2 (no hay razón para
que esta situación no pueda darse).
Además de estas, hay una serie de nuevas instrucciones, una diferente
organización de memoria, la posibilidad de correr dos o mas programas en
paralelo y otras utilidades. Mas variaciones existen entre máquinas de Nivel L3
que entre máquinas de nivel L1 o L2.
Las nuevas facilidades agregadas son llevadas a cabo por un intérprete el
cual históricamente fue llamado 'Operating System' (en razón que comenzó a
desarrollarse apuntando inicialmente a facilitar, automatizar, las tareas del
operador en las primeras etapas de la computación).
26