Llenguatge d'assemblador

De Viquipèdia
(S'ha redirigit des de: Llenguatge assemblador)
Dreceres ràpides: navegació, cerca
High-contrast-utilities-terminal.pngLlenguatge d'assemblador
Motorola 6800 Assembly Language.png
Tipus llenguatge de programació
Etiqueta d'Stack Exchange http://stackoverflow.com/tags/assembly
Modifica dades a Wikidata
Programa en llenguatge de màquina del I'Intel 8088. En blau es mostren les adreces de memòria on es troba el codi. El codi màquina (en hexadecimal) està ressaltat en vermell. I en magenta l'equivalent en llenguatge assemblador. A sota es veu un fragment de text en hexadecimal i en ASCII.

El llenguatge d'assemblador (en anglès assembly language i l'abreviació asm) és un llenguatge de programació de baix nivell.[1] Consisteix en un conjunt de mnemònics que representen instruccions bàsiques del processador, que tenen una correspondència pràcticament d'un a un entre les instruccions en assemblador i les instruccions del codi màquina de l'arquitectura. Així, cada arquitectura de processador té el seu propi llenguatge assemblador, a diferència de la majoria de llenguatges de programació d'alt nivell, que solen ser portables a través de múltiples arquitectures però requereixen, llavors, ser interpretats o compilats.

Els programes escrits en assemblador s'assemblen en fitxers objectes fent servir un programa assemblador. Aquest fitxer posteriorment s'enllaça, mitjançant un programa enllaçador, amb altres possibles llibreries o fitxers objecte formant un executable. Normalment els programes assemblador són capços d'enllaçar els executables, o vénen acompanyats d'un programa enllaçador que s'encarrega de dur a terme la tasca.

El propòsit per al que s'han creat aquest tipus de llenguatges és el de facilitar l'escriptura de programes, ja que escriure directament en codi binari, que és l'únic codi assimilat per l'ordinador, és a la pràctica impossible. El llenguatge té una estreta relació amb l'arquitectura en què s'executa el programa.

El fet de diferenciar entre assemblar llenguatge d'assemblador i compilar qualsevol altre llenguatge és pel fet que el programa assemblador és molt més senzill, ja que en els casos més senzills només ha de traduir etiquetes pel codi binari corresponent a la instrucció, per altra banda els compiladors són molt més complexos, ja que han d'interpretar un llenguatge molt més proper a nosaltres, necessitant eines matemàtiques molt més complexes com teoria de llenguatges i expressions regulars per al reconeixement sintàctic del llenguatge en concret.

Per altra banda, un assemblador (de l'anglès assembler) es refereix al programa informàtic que s'encarrega de traduir aquest codi font simbòlic escrit en llenguatge d'assemblador, en el fitxer objecte que conté el codi màquina, executable directament pel microprocessador pel qual s'ha generat. L'evolució dels llenguatges de programació a partir del llenguatge d'assemblador van originar l'evolució d'aquest programa assemblador, que feia el mateix que avui dia es coneix com a compilador. El programa llegeix el fitxer escrit en llenguatge d'assemblador i substitueix cadascun dels mnemotècnics que apareixen pel seu codi d'operació corresponent en sistema binari per la plataforma que es va escollir com a destí en les opcions específiques de l'assemblador.

Els fitxers de codi font en assemblador són fitxers de text ASCII i solen portar l'extensió .ASM

Tipus de programes assembladors[modifica | modifica el codi]

Podem distingir entre tres tipus d'assembladors:

  • Assembladors bàsics. Són de molt baix nivell, i la seva feina consisteix bàsicament a oferir nombres simbòlics a les distintes instruccions, paràmetres i coses com les formes d'adreçament. A més, reconeix una sèrie de directives (o meta instruccions) que indiquen certs paràmetres de funcionament de l'assemblador.
  • Assembladors modulars, o macro assembladors. Descendents dels assembladors bàsics, foren molt populars en les dècades dels 50 i els 60, abans de la generalització dels llenguatges d'alt nivell. Fan tot el que pot fer un assemblador, i a més a més proporcionen una sèrie de directives per definir i invocar macroinstruccions (o simplement, macros). Vegeu X86.
  • Assembladors modulars 32-bits o d'alt nivell. Són assembladors que van aparèixer com a resposta a una nova arquitectura de processadors de 32 bits, molts d'ells mantenint la compatibilitat podent treballar amb programes amb estructures de 16 bits. A més a més de realitzar la mateixa feina que els anteriors, permetent també l'ús de macros, permetent utilitzar estructures de programació més complexes pròpies dels llenguatges d'alt nivell.

Història[modifica | modifica el codi]

El llenguatge d'assemblador va ésser creat durant la dècada de 1950, quan es van referir a ell com a llenguatge de segona generació. La seva facilitat respecte al que tenien era òbvia. No era el mateix recordar 10110000 01100001 (llenguatge màquina), que MOV AL, 0x61 (llenguatge d'assemblador).

Inicialment la traducció assemblador-màquina havia de fer-se a mà, però aviat apareixerien programes traductors (degut en part a la forma exageradament mecànica de la traducció). Més endavant va ésser gairebé arraconat pels llenguatges de tercera generació que reduïen la complexitat del programes i la dependència en l'arquitectura de la màquina.

Els seus principals inconvenients són:

  • La complexitat creix exponencialment com més gran sigui el programa.
  • És dependent de l'arquitectura del processador.

El seu principal avantatge és la seva eficiència d'execució.

Actualment només es fa servir per fer programes que interaccionin directament amb el maquinari o amb un gran requeriment d'eficiència.

Característiques[modifica | modifica el codi]

  • El codi escrit en llenguatge d’assemblador posseeix una certa dificultat per a ser entès, ja que la seva estructura s’assembla al llenguatge de màquina, és a dir, és un llenguatge de baix nivell.
  • El llenguatge d’assemblador és difícilment portable, és a dir, un codi escrit per a un microprocessador pot necessitar ser modificat per a ser utilitzat en una màquina diferent. Al canviar a una màquina amb una arquitectura diferent, generalment és necessari reescriure’l completament.
  • Els programes fets per un programador expert en llenguatge d’assemblador són generalment molt més ràpids i consumeixen menys recursos del sistema (memòria RAM i ROM) que el programa equivalent compilat des d’un llenguatge d’alt nivell. Al programar amb molta cura en llenguatge d’assemblador es poden crear programes que s’executen més ràpidament i ocupen menys espai que el amb el llenguatge d’alt nivell. 
  • Amb el llenguatge d’assemblador es té un control molt precís de les tasques realitzades per un microprocessador, pel que es poden crear segments de codi difícils i/o ineficients de programar en un llenguatge d’alt nivell, ja que, entre altres coses, en el llenguatge d’assemblador es disposa d’instruccions del CPU que generalment no estan disponibles en els llenguatges d’alt nivell.
  • També es pot controlar el temps en què tarda una rutina en executar-se, i impedir que s’interrompi durant la seva execució.

Ús del llenguatge d'assemblador[modifica | modifica el codi]

Perspectiva històrica[modifica | modifica el codi]

Els llenguatges d'assemblador van ser desenvolupats per primer cop als anys 1950, quan van ser referits com a llenguatges de programació de segona generació. Per exemple, el SOAP (Symbolic Optimal Assembly Program) era un llenguatge d'assemblador de 1957 per al computador IBM 650. Els llenguatges d'assemblador van eliminar molta de la propensió a errors i del consum de temps de la programació dels llenguatges de primera generació, que es necessitava amb els primers computadors, alliberant als programadors del tedi de recordar codis numèrics i càlculs de direcció. Durant un temps van ser àmpliament utilitzats per a tot tipus de programació. Tanmateix, durant els anys 1980 (1990 en els microcomputadors), el seu ús havia sigut en gran part suplantat per els llenguatges d’alt nivell, en la cerca de una productivitat millorada en programació.

Avui en dia, tot i que el llenguatge d’assemblador és majoritàriament gestionat i generat per compiladors, encara s’utilitza per a la manipulació directa del hardware, accés a instruccions especialitzades del processador, o per a resoldre problemes d’acompliment crític. Els usos típics són controlables/conductors (drivers) de dispositius, sistemes encastats de baix nivell, i sistemes de temps real.

Històricament, un gran nombre de programes han sigut escrit completament en llenguatge d’assemblador. Els sistemes operatius van ser quasi exclusivament escrits en llenguatge d’assemblador fins l’àmplia acceptació del llenguatge de programació C en els anys 1970 i principis dels 1980. A més, moltes aplicacions comercials van ser escrites en llenguatge d’assemblador, incloent una gran quantitat del software escrit per grans corporacions per a mainframes de IBM. Els llenguatges COBOL i FORTRAN es van desplaçar molt d’aquest treball de forma eventual, tot i que un gran nombre de grans organitzacions van conservar les infraestructures d’aplicacions en llenguatge d’assemblador fins ben entrats els anys 90.

La majoria del les primeres micro-computadores van confiar en el llenguatge d’assemblador codificant a mà, incloent la majoria dels sistemes operatius i de les grans aplicacions. Això es deu al fet que aquests sistemes tenien greus limitacions de recursos, van imposar idiosincràtiques arquitectures de memòria i de pantalla, i van proporcionar serveis de sistema limitats i amb erros. Cal destacar la falta de compiladors de primera classe de llenguatge d’alt nivell adequats per al ús en un microcomputador. Un factor psicològic també podria haver-hi jugat un paper important: la primera generació de programadors de microcomputadors va conservar una actitud d’aficionat.

En un context molt més comercial, les principals raons per a utilitzar el llenguatge d’assemblador era crear programes de mida i sobrecarrega mínima, i major velocitat i confiabilitat.

Els típics exemples de programes grans en el llenguatge d’assemblador en aquell temps  són els sistemes operatius IBM PC DOS i aplicacions primerenques com la fulla de càlcul Lotus 1-2-3, i casi tots els jocs populars per a la família Atari 800 de computadors personals. Fins i tot als anys 1990, la majoria dels videojocs de consolar van ser escrits en assemblador, incloent la majoria de jocs per a la Megra Drive/Genesis i el Super Nintendo Entertainment System. Segons alguns experts de la indústria, el llenguatge d’assemblador era el millor llenguatge de programació disponible per obtenir el millor acompliment del Sega Saturn, una consola per a la qual era notòriament desafiant desenvolupar i programar jocs. El popular joc de arcade NBA Jam (1993) n’és un altre exemple. L’assemblador ha sigut durant un llarg temps, el llenguatge de desenvolupament primari en els computadors Commodore 64, Atari ST, així com el ZX Spectrum. Això va ser així en gran part perquè els dialectes del BASIC en aquests sistemes oferien insuficient velocitat de execució, així com característiques per aprofitar completament el hardware disponible. Alguns sistemes, més notablement el Amiga, fins i tot tenen IDEs amb característiques de depuració i macros molt avançats, com podrien ser el freeware ASM-One assemblar, comparables a les del Microsoft Visual Studio (el ASM-Uno precedeix a aquest).

L’assemblador per al VIC-20 va ser escrit per Don French i publicat per French Silk. Amb 1639 bytes de longitud, el seu autor creu que és més petit que s’ha escriut mai. L’assemblador suportava l’adreçament simbòlic usual i la definició de cadenen de caràcters o cadenes hexadecimals. També permetia expressions de direccions que podien combinar-se amb les operacions d’adició, substracció, multiplicació, AND lògic, OR lògic, i exponenciació.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Llenguatge d'assemblador». Cercaterm. TERMCAT, Centre de Terminologia.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Llenguatge d'assemblador Modifica l'enllaç a Wikidata