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Universidad TecnolgicaIntroduccin a la Programacin

TrabajoLenguaje Ensamblador

Nombre Alumnos: Carlos Pichaud

Jos Gonzlez

Nombre Profesor: Marcelo Soto

Fecha: 25 de Junio del 2008


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Lenguaje ensamblador

Este lenguaje fue usado ampliamente en el pasado para el

desarrollo de software, pero actualmente slo se utiliza en

contadas ocasiones, especialmente cuando se requiere la

manipulacin directa del hardware o se pretenden

rendimientos inusuales de los equipos.

Importancia del lenguaje ensamblador

La importancia del lenguaje ensamblador radica

principalmente que se trabaja directamente con el

microprocesador; por lo cual se debe de conocer el

funcionamiento interno de este, tiene la ventaja de que en

el se puede realizar cualquier tipo de programas que en los

lenguajes de alto nivel no lo pueden realizar. Otro punto

sera que los programas en ensamblador ocupan menos

espacio en memoria.

Ventajas del Ensamblador

La primera razn para trabajar con ensamblador es que

proporciona la oportunidad de conocer ms a fondo la

operacin de su PC, lo que permite el desarrollo de

software de una manera ms consistente.


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La segunda razn es el control total de la PC que se tiene

con el uso del mismo.

Otra razn es que los programas de ensamblador son ms

rpidos, ms compactos y tienen mayor capacidad que los

creados en otros lenguajes. Por ltimo el ensamblador

permite una optimizacin ideal en los programas tanto en

su tamao como en su ejecucin.

Desventajas

Tiempo de programacin.- Como es un lenguaje de bajo

nivel requiere ms instrucciones para realizar el mismo

proceso, en comparacin con un lenguaje de alto nivel. Por

otro lado, requiere de ms cuidado por parte del

programador, pues es propenso a que los errores de lgicase reflejen ms fuertemente en la ejecucin.

Programas fuente grandes.- Por las mismas razones que

aumenta el tiempo, crecen los programas fuentes;

simplemente requerimos ms 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,


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programar en este lenguaje lo ms comn que pueda pasar

es que la mquina se bloquee o se reinicialize. Porque con

este lenguaje es perfectamente posible (y sencillo) realizar

secuencias de instrucciones invlidas, que normalmente no

aparecen al usar un lenguaje de alto nivel.

Falta de portabilidad.- Porque para cada mquina existe un

lenguaje ensamblador; por ello, evidentemente no es una

seleccin apropiada de lenguaje cuando deseamos

codificar en una mquina y luego llevar los programas a

otros sistemas operativos o modelos de computadoras.

Caractersticas

Programar en lenguaje ensamblador es difcil de

aprender, entender, leer, escribir, depurar y mantener,por eso surgi la necesidad de los lenguajes

compilados.

A pesar de perder rendimiento en un proceso de

compilacin, en la actualidad la mayora de las

computadoras son suficientemente rpidas.

El lenguaje ensamblador no es portable.

Programar en lenguaje ensamblador lleva mucho

tiempo.

Los programas hechos en lenguaje ensamblador son

generalmente ms rpidos. Al programar

cuidadosamente en lenguaje ensamblador se pueden


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crear programas de 5 a 10 veces ms rpidos que con

lenguajes de alto nivel.

Los programas hechos en lenguaje ensamblador

generalmente ocupan menos espacio. Un buen

programa en lenguaje ensamblador puede ocupar casi

la mitad de espacio que su contraparte en lenguaje de

alto nivel.

Con el lenguaje ensamblador se pueden crear

segmentos de cdigo imposibles de formar en un

lenguaje de alto nivel.

Ensambladores

Un ensamblador crea cdigo objeto traduciendo

instrucciones mnemnicas a cdigos operativos e

interpretando los nombres simblicos para direcciones de

memoria y otras entidades. El uso de referencias

simblicas es una caracterstica bsica de los

ensambladores, evitando tediosos clculos ydireccionamiento manual despus de cada modificacin del

programa. La mayora de los ensambladores tambin

incluyen facilidades para crear macros, a fin de generar

series de instrucciones cortas que se ejecutan en tiempo

real, en lugar de utilizar subrutinas.


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Los ensambladores son por lo general ms fciles de

programar que los compiladores de lenguajes de alto nivel,

y han estado disponibles desde la dcada de 1950. Los

ensambladores modernos, especialmente para

arquitecturas basadas en RISC, como por ejemplo MIPS,

SPARC y PA-RISC optimizan las instrucciones para

explotar al mximo la eficiencia de segmentacindel CPU.

Los ensambladores de alto nivel ofrecen posibilidades de

abstraccin que incluyen:

Control avanzado de estructuras.

Procedimientos de alto nivel, declaracin de

funciones.

Tipos de datos que incluyen estructuras, registros,uniones, clases y conjuntos.

Sofisticado procesamiento de macros.

Lenguaje

Un programa escrito en lenguaje ensamblador consiste en

una serie de instrucciones que corresponden al flujo de

rdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la

memoria de una computadora. Por ejemplo, un procesador

x86 puede ejecutar la siguiente instruccin binaria como se

expresa en cdigo de mquina:


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Binario: 10110000 01100001 (Hexadecimal: 0xb061)

La representacin equivalente en lenguaje ensamblador es

ms fcil de recordar:

MOV al, 061h

Esta instruccin significa:

Mueva el valorhexadecimal 61 (97 decimal) al registro

"al".

El mnemnico "mov" es un cdigo de operacin u

"opcode", elegido por los diseadores de la coleccin de

instrucciones para abreviar "move" (mover). El opcode es

seguido por una lista de argumentos oparmetros,

completando una instruccin de ensamblador tpica.

La transformacin del lenguaje ensamblador en cdigo

mquina la realiza un programa ensamblador, y la

traduccin inversa la puede efectuar un desensamblador. A

diferencia de los lenguajes de alto nivel, aqu hay

usualmente una correspondencia 1 a 1 entre las

instrucciones simples del ensamblador y el lenguaje de

mquina. Sin embargo, en algunos casos, un ensamblador

puede proveer "pseudo instrucciones" que se expanden en

un cdigo de mquina ms extenso a fin de proveer la

funcionalidad necesaria. Por ejemplo, para un cdigo
http://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Opcodehttp://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Opcode


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mquina condicional como "si X mayor o igual que" , un

ensamblador puede utilizar una pseudoinstruccin al grupo

"haga si menor que" , y "si = 0" sobre el resultado de la

condicin anterior. Los ensambladores ms completos

tambin proveen un rico lenguaje de macros que se utiliza

para generar cdigo ms complejo y secuencias de datos.

Cada arquitectura de computadoras tiene su propio

lenguaje de mquina, y en consecuencia su propio

lenguaje ensamblador. Los ordenadores difieren en el tipo y

nmero de operaciones que soportan; tambin pueden

tener diferente cantidad de registros, y distinta

representacin de los tipos de datos en memoria. Aunque

la mayora de las computadoras son capaces de cumplir

esencialmente las mismas funciones, la forma en que lo

hacen difiere y los respectivos lenguajes ensambladores

reflejan tal diferencia.

Pueden existir mltiples conjuntos de mnemnicos o

sintaxis de lenguaje ensamblador para un mismo conjunto

de instrucciones, instanciados tpicamente en diferentes

programas ensamblador. En estos casos, la alternativa ms

popular es la provista por los fabricantes, y usada en los

manuales del programa.


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Cdigo mquina (o lenguaje de mquina)

El lenguaje de mquina est formado por instrucciones

sencillas, que -dependiendo de la estructura del

procesador- pueden especificar:

Registros especficos para operaciones aritmticas,

direccionamiento o control de funciones.

Posiciones de memoria especficas (offset).

Modos de direccionamiento usados para interpretar

operandos.

Las operaciones ms complejas se realizan combinando

estas instrucciones sencillas, que pueden ser ejecutadas

secuencialmente o mediante instrucciones de control de

flujo.

Las operaciones disponibles en la mayora de los conjuntos

de instrucciones incluye:

mover

o llenar un registro con un valor constante

o mover datos de una posicin de memoria a un

registro o viceversa

o escribir y leer datos de dispositivos


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computar

o sumar, restar, multiplicar o dividir los valores de

dos registros, colocando el resultado en uno de

ellos o en otro registro

o realizar operaciones binarias, incluyendo

operaciones lgicas (AND/OR/XOR/NOT)

o comparar valores entre registros (mayor, menor,

igual)

afectar el flujo del programa

o saltar a otra posicin en el programa y ejecutar

instrucciones all

o saltar si se cumplen ciertas condiciones (IF)

o saltar a otra posicin, pero guardar el punto de

salida para retornar (CALL, llamada a subrutinas)

Algunas computadoras incluyen instrucciones complejas

dentro de sus capacidades. Una sola instruccin compleja

hace lo mismo que en otras computadoras puede requerir

una larga serie de instrucciones, por ejemplo:

salvar varios registros en la pila de una sola vez

mover grandes bloques de memoria

operaciones aritmticas complejas o de punto flotante

(seno, coseno, raz cuadrada )

El nivel de lenguaje ensamblador tiene aspectos

importantes de los niveles de microarquitectura, en los


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cuales se encuentra (ISA y sistema operativo) estos dos se

utilizan para la traduccin en lugar de la interpretacin.

Algunas caractersticas del lenguaje se describen a

continuacin Los programas que sirven para traducir algn

programa para el usuario se llama traductores, el lenguaje

en que esta escrito el programa original se llama lenguaje

fuente, el lenguaje original que sea modificado se llama

lenguaje objeto.

Se usa la traduccin cuando se cuenta con un procesador

(ya sea hardware o un interprete) para el lenguaje objeto

pero no para el lenguaje fuente, Si la traduccin se realiza

correctamente, la ejecucin del programa traducido dar

exactamente los mismos resultados que habra dado la

ejecucin del programa fuente. Hay dos diferencias entre

traduccin e interpretacin, en la traduccin no se ejecuta

directamente el programa original, en el lenguaje fuente se

convierte en un programa equivalente llamado programa

objeto o programa binario ejecutable y este funciona solo

cuando se ha acabado la traduccin.

El cdigo mquina, un simple patrn de bits, es hecho

legible reemplazando valores crudos por smbolos

denominados mnemnicos. Se invent para facilitar la

tarea de los primeros programadores que hasta ese

momento tenan que escribir directamente en cdigo


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binario. Inicialmente el cdigo de ceros y unos (el

programa) deba introducirse en una tarjeta perforada. La

posicin ocupada por cada punto equivala a un "1" o a un

"0" segn hubiera o no una perforacin. Lo cual supona

una forma casi idntica en la que hoy se escriben los datos

binaros en soportes tales como los CDs y DVDs.

Mientras que una computadora reconoce la instruccin de

mquina IA-32

10110000 01100001

para los programadores de microprocesadores x86 es

mucho ms fcil reconocer dicha instruccin empleando

lenguaje ensamblador :

movb 0x61,%al

(que significa mover el valorhexadecimal 61 (97 decimal) al

registro 'al'.)

Cada instruccin de la mquina se transforma en una nica

instruccin en cdigo simblico.

Pero adems, para mejorar la legibilidad del programa, el

cdigo simblico introduce instrucciones adicionales, que

no corresponden a ninguna instruccin de la mquina y que

proporcionan informacin. Se llaman

"pseudoinstrucciones".
http://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimal


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El cdigo simblico puede parecer de difcil acceso, pero

es ms fcil de recordar e interpretar que el binario o el

hexadecimal.

Los lenguajes simblicos no resuelven definitivamente el

problema de cmo programar un ordenador de la manera

ms sencilla posible. Para utilizarlos, hay que conocer a

fondo el microprocesador, los registros de trabajo de que

dispone, la estructura de la memoria, y muchas cosas ms.

Adems, el lenguaje ensamblador est muy ligado al

microprocesador para que sea posible escribir programas

independientes de la mquina en que van a ejecutarse.

Este cdigo simblico no puede ser ejecutado

directamente por un ordenador, por lo que es preciso

traducirlo previamente. Pero la traduccin es un proceso

mecnico y repetitivo, que se presta a su realizacin por un

programa de ordenador.

Los programas que traducen cdigo simblico al lenguaje

de mquina se llaman ensambladores ("assembler", en

ingls), porque son capaces de ensamblar el programa

traducido a partir de varias piezas, procedimientos o

subrutinas a cdigo binario ("1" y "0") que entiende el

procesador.
http://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hexadecimal


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Relacin entre el cdigo binario y el lenguaje

ensamblador

En el cdigo binario se utilizan ceros y unos, mientras queel lenguaje ensamblador es una coleccin de smbolos

mnemnicos que representan: operaciones, nombres

simblicos, operadores y smbolos especiales.

La relacin entre estos dos lenguajes sera que el binario

es el lenguaje que la mquina entiende y el ensamblador

se acerca mas lenguaje de esta.

Manejo de la memoria: Direccionamiento (interno y

externo)

El manejo de la memoria depende de que procesador

tenga la mquina, entre los cuales a continuacin se

mencionan los siguientes:

Memoria de Programa

Memoria Externa de Datos

Memoria Interna de Datos

Registros de Funciones Especiales

Memoria de Bit.

El espacio de la Memoria de Programa contiene todas las

instrucciones, datos, tablas y cadenas de caracteres

(strings) usadas en los programas. Esta memoria se

direcciona principalmente usando el registro de 16 bits

llamado Data Pointer. El tamao mximo de la Memoria de


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Programa es de 64 Kbytes.

La Memoria Externa de Datos contiene todas las variables

y estructuras de datos que no caben en la memoria interna

del Microprocesador. Esta memoria se direcciona

principalmente por el registro de 16 bits Data Pointer ,

aunque tambin se puede direccionar un banco de

Memoria Externa de Datos de 256 bytes usando los dos

primeros registros de propsito general .

El espacio de Memoria Interna de Datos funcionalmente es

la memoria de datos ms importante, ya que ah es donde

residen cuatro bancos de registros de propsito general; la

pila o stack del programa; 128 bits de los 256 bits de un

rea de memoria direccionable por bit y todas las variables

y estructuras de datos operadas directamente por elprograma. El tamao mximo de la Memoria Interna de

Datos es de 256 bytes.

Contiene un espacio para los denominados Registros de

Funciones Especiales destinado para los puertos de

entrada/salida, temporizadores y puerto serie del circuito

integrado. Estos registros incluyen al Stack Pointer; al

registro de la palabra de estado del programa y al

Acumulador. La cantidad mxima de Registros de

Funciones Especiales es 128.

Todos los Registros de Funciones Especiales tienen

direcciones mayores a 127 y se ubican en los 128 bytes


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superiores de la Memoria Interna de Datos. Estas dos

reas de la Memoria Interna de Datos se diferencian por el

modo de direccionamiento usado para accesarlas. Los

Registros de Funciones Especiales solo se pueden accesar

usando el modo de direccionamiento Directo, mientras que

los 128 bytes superiores solo se pueden accesar con el

modo de direccionamiento Indirecto.

Por otra parte, el espacio de Memoria de Bit se usa para

almacenar variables y banderas de un bit. El tamao

mximo de la Memoria de Bit es de 256 bits, 128 de los bits

comparten su espacio con 16 bytes del espacio de la

Memoria Interna de Datos y los otros 128 bits lo hacen con

los Registros de Funciones Especiales.

Ejemplos de lenguaje ensamblador

Ejemplo 1

El siguiente es un ejemplo del programa clsico Hola

mundo escrito para la arquitectura de procesador x86 (bajo

el sistema operativo DOS).

.model small

.stack

.data

Cadena1 DB 'Hola Mundo.$'

.code


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programa:

mov ax, @data

mov ds, ax

mov dx, offset Cadena1

mov ah, 9

int 21h

end programa

Ejemplo 2

Una seleccin de instrucciones para una computadora

virtual) con las correspondientes direcciones de memoria

en las que se ubicarn las instrucciones. Estas direccionesNO son estticas. Cada instruccin se acompaa del

cdigo ensamblador generado (cdigo objeto) que coincide

con la arquitectura de computador virtual, o conjunto de

instrucciones ISA.


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Conclusin

Dir. Etiqueta Instruccin Cdigo objeto

.begin

.org 2048

a_start .equ 3000

2048 ld length,%

2064 be done00000010 1000000000000000 00000110

2068 addcc %r1,-4,%r1

10000010 10000000

01111111 11111100

2072 addcc %r1,%r2,%r410001000 1000000001000000 00000010

2076 ld %r4,%r511001010 0000000100000000 00000000

2080 ba loop00010000 10111111

11111111 11111011

2084 addcc %r3,%r5,%r310000110 1000000011000000 00000101

2088 done: jmpl %r15+4,%r010000001 1100001111100000 00000100

2092 length: 2000000000 0000000000000000 00010100

2096 address: a_start00000000 0000000000001011 10111000

.org a_start

3000 a:


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El lenguaje ensambladores un tipo de lenguaje de bajo

nivel utilizado para escribir programas informticos, y

constituye la representacin ms directa del cdigo

mquina especfico para cada arquitectura de

computadoras legible por un programador.

Introduccin


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En este trabajo se dar a conocer en que consiste el

sistema ensamblador sus ventajas y desventajas sus

caractersticas y la importancia de este.

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