Un lenguaje de bajo nivel, a menudo conocido como lenguaje nativo de un ordenador, es una especie de lenguaje de programación. Se aproxima mucho a la escritura de las instrucciones reales de la máquina y se ocupa de los componentes y limitaciones del hardware del ordenador. Sirve para controlar la semántica operativa de un ordenador y proporciona poca o ninguna abstracción de las ideas de programación.
A diferencia del lenguaje de alto nivel que se utiliza para desarrollar software, el código de bajo nivel no es legible para el ser humano y suele ser críptico. El lenguaje ensamblador y el lenguaje máquina son dos ejemplos de lenguajes de programación de bajo nivel.
El principal objetivo del lenguaje de bajo nivel es utilizar lenguajes de alto nivel como PHP, C# y Swift para construir programas de software y scripts que operen, gestionen y modifiquen el hardware del ordenador y la arquitectura del conjunto de instrucciones.
Un desarrollador de software puede crear y editar el código fuente en un lenguaje de alto nivel con la ayuda de un editor de texto básico o un IDE de programación. Sin embargo, la CPU no puede reconocer el código directamente. Antes, el código se compila en un lenguaje de bajo nivel.
Los lenguajes de bajo nivel son ventajosos porque los programas y aplicaciones escritos en ellos pueden ejecutarse directamente en el hardware del ordenador sin necesidad de traducción o interpretación. Además, estas aplicaciones y programas pueden ejecutarse con una huella de memoria mínima, además de ser muy rápidos. Sin embargo, necesitan un conocimiento más profundo del lenguaje máquina, por lo que pueden resultar difíciles de utilizar.
Un lenguaje ensamblador comprende comandos como ADD (sumar), SUB (restar) y MOV (mover). Estos comandos se encargan de ejecutar operaciones básicas, como realizar cálculos y mover valores a registros de memoria. Utilizando un ensamblador, el lenguaje ensamblador puede traducirse a lenguaje máquina.
¿Cuál es el lenguaje de programación de más bajo nivel?
El nivel más bajo del lenguaje informático es el lenguaje máquina o código máquina, que incluye código binario. La compilación de código fuente de alto nivel para un determinado procesador se utiliza habitualmente para producir código de lenguaje máquina.
Modificar o incluso mirar el código máquina nunca es necesario para la mayoría de los desarrolladores. Ver el código máquina sólo lo necesita el programador que construye el sistema operativo y los compiladores de software.
¿Es C o C++ un lenguaje de bajo nivel?
Los lenguajes de programación C y C++ pertenecen a la categoría de lenguajes de nivel medio. Los lenguajes de bajo nivel proporcionan poca o ninguna abstracción de los conceptos de programación, mientras que los lenguajes de programación C y C++ proporcionan el menor grado de abstracción para el rendimiento y la eficiencia por la menor cantidad de dinero.
Estas abstracciones como macros, funciones lambda y clases ayudan a los programadores a utilizar funcionalidades complejas en la programación sin necesidad de escribir código más complejo. Por esta razón, los lenguajes C y C++ se consideran lenguajes de bajo nivel en los que el máximo rendimiento es primordial; sin embargo, las abstracciones son necesarias para mantener el código mantenible y altamente legible.
Programación de bajo nivel en lenguajes de alto nivel
A finales de los años 60, los lenguajes de alto nivel como ALGOL extendido, PL/S, BCPL, BLISS y C ofrecían cierto acceso a funciones de programación de bajo nivel. El método de incrustar código ensamblador en un lenguaje de alto nivel se conoce como ensamblador en línea.
Además, varios de estos lenguajes contienen directivas de optimización del compilador dependientes de la arquitectura, que permiten a un compilador personalizar su uso de la arquitectura del procesador de destino.
Diferencias entre los lenguajes de alto y bajo nivel
La principal diferencia entre los lenguajes de alto y bajo nivel es que el código de alto nivel es más fácil de leer, interpretar y construir que el código máquina. Por otro lado, las máquinas pueden interpretar fácilmente el lenguaje de bajo nivel en comparación con los humanos.
C, C++, Java, Python y otros son ejemplos de lenguajes de alto nivel. Veamos en qué se diferencian los lenguajes de alto y bajo nivel:
| Lenguaje de alto nivel | Lenguaje de bajo nivel |
|---|---|
| Es un lenguaje de programación en el sentido de que es fácil de usar. | Es un tipo de lenguaje, que es amigable con las máquinas. |
| Estos lenguajes se consideran menos eficientes en memoria. | Estos lenguajes se consideran de alta eficiencia de memoria. |
| Es fácil de comprender. | Es difícil de comprender. |
| Es fácil de solucionar. | Comparativamente, es complejo de depurar. |
| Es fácil mantenerse al día. | En comparación, es difícil de mantener. |
| El lenguaje de alto nivel es portátil. | El lenguaje de bajo nivel no es portátil. |
| Es compatible con todos los sistemas operativos. | Depende totalmente de la máquina. |
| Para la traducción, se requiere un compilador o intérprete. | Para la traducción, necesitará un ensamblador. |
| Se utiliza comúnmente en programación. | Ya no se usa ampliamente en programación. |
Ejemplos de lenguaje de bajo nivel
Como ejemplos de lenguajes de bajo nivel, tenemos cuatro: Lenguaje máquina, lenguaje ensamblador, código binario y código hexadecimal. Veamos de que tratan cada uno.
- El lenguaje máquina consiste en códigos de operación binarios, direcciones y designadores de registro que se colocan en sucesivas posiciones de memoria y que pueden ejecutarse directamente sin más procesamiento. Aunque puedas pensar que no hay nada más bajo que eso, te equivocarías. Hay al menos un nivel inferior que yo conozca: el microcódigo. El microcódigo ejecuta el lenguaje máquina.
- El lenguaje ensamblador permite utilizar abreviaturas cortas para los códigos de operación, registros y direcciones. El ensamblador sólo hace un poco de traducción simple y produce lenguaje máquina. Los ensambladores también suelen tener un macrolenguaje integrado, que es una especie de pequeño script.
- El código binario es otro tipo de lenguaje de bajo nivel que es específico de una arquitectura de computadora en particular. El código binario consiste en una serie de bits que representan instrucciones de máquina.
- El código hexadecimal es una forma de representar código máquina binario en un formato más legible por humanos. Utiliza un sistema de numeración en base 16 y consta de dígitos 0-9 y letras A-F, se utiliza para representar direcciones de memoria y contenido de memoria.
Antiguamente, en los años 80, solíamos referirnos a C como un lenguaje ensamblador de alto nivel. Supongo que C++ y C# ya no pueden llamarse así.
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