Lenguajes de bajo nivel

Un lenguaje de bajo nivel es un tipo de lenguaje de programación que está más próximo a la arquitectura del hardware del computador, proporcionando menos abstracción en comparación con los lenguajes de alto nivel.

Estos lenguajes permiten un mayor control sobre los recursos del sistema y las operaciones de bajo nivel, pero también requieren una comprensión más profunda de la arquitectura del hardware y su operación.

Características

• Control detallado sobre el hardware: Los lenguajes de bajo nivel proporcionan un acceso directo a la memoria y a las operaciones del procesador, permitiendo a los programadores controlar con precisión el funcionamiento del hardware.
• Menor abstracción: Estos lenguajes ofrecen poca o ninguna abstracción en comparación con los lenguajes de alto nivel. Esto significa que los programadores deben manejar detalles como la gestión de memoria y las operaciones aritméticas a nivel de bits y bytes.
• Eficiencia: El código escrito en lenguajes de bajo nivel tiende a ser más eficiente en términos de rendimiento, ya que se ejecuta más cerca del hardware y puede ser optimizado para tareas específicas.
• Sintaxis compleja: La sintaxis de los lenguajes de bajo nivel es generalmente más compleja y menos legible para los seres humanos en comparación con los lenguajes de alto nivel.

Ejemplos

• Lenguaje máquina (machine languaje): Es el lenguaje más bajo y próximo al hardware, compuesto por instrucciones en código binario que el procesador puede ejecutar directamente. No requiere traducción adicional, pero es extremadamente difícil de leer y escribir para las personas. El código binario específico para una instrucción, como 10110000 01100001, puede corresponder a una operación de mover datos en la memoria.
• Lenguaje ensamblador (assembly): Es un lenguaje de bajo nivel que usa abreviaturas y símbolos para representar instrucciones de código máquina. Cada instrucción de ensamblador corresponde a una operación de bajo nivel que el procesador puede realizar. Menos abstracta que los lenguajes de alto nivel, pero más comprensible para los humanos que el lenguaje máquina.

A modo de ejemplo, vamos a ver un ejemplo de cómo cargar el número 42 en el registro EAX de un procesador x86 (un procesador muy usado en equipos actuales):

• Lenguaje máquina: Este es lo que ve realmente el procesador, una secuencia de ceros y unos, que normalmente se representa en hexadecimal para simplificar. Los siguientes bytes son el código máquina de una instrucción en x86 (tanto en hexadecimal como en binario).

  B8 2A 00 00 00

  10111000 00101010 00000000 00000000 00000000

• Ensamblador: El mismo programa, pero escrito de forma legible para humanos:

  mov eax, 42

Ventajas

• Eficiencia y rendimiento: El código escrito en lenguajes de bajo nivel puede ser más eficiente y rápido debido a su proximidad al hardware.
• Control completo: Permiten un control total sobre las operaciones del procesador y la memoria, lo que es útil para tareas que requieren un alto rendimiento o que están muy próximas al hardware, como sistemas operativos y controladores de dispositivos.
• Optimización de recursos: La programación en bajo nivel puede optimizar el uso de los recursos del sistema para aplicaciones específicas.

Desventajas

• Complejidad: La programación en lenguajes de bajo nivel es compleja y requiere una comprensión detallada del hardware. El código es menos legible y más difícil de mantener y depurar.
• Portabilidad: El código escrito en lenguajes de bajo nivel puede ser menos portátil entre diferentes arquitecturas de hardware, ya que está fuertemente vinculado a un tipo específico de procesador o sistema.
• Tiempo de desarrollo: El desarrollo y depuración de código en bajo nivel puede llevar más tiempo debido a su complejidad y al nivel de detalle requerido.