El concepto de lenguaje de programación

Lenguaje de programación es un lenguaje formal diseñado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras.

Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana.1

Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario) y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación.

También la palabra programación se define como el proceso de creación de un programa de computadora, mediante la aplicación de procedimientos lógicos, a través de los siguientes pasos:

• El desarrollo lógico del programa para resolver un problema en particular.

• Escritura de la lógica del programa empleando un lenguaje de programación específico (codificación del programa).

• Ensamblaje o compilación del programa hasta convertirlo en lenguaje de máquina.

• Prueba y depuración del programa.

• Desarrollo de la documentación.

Existe un error común que trata por sinónimos los términos 'lenguaje de programación' y 'lenguaje informático'. Los lenguajes informáticos engloban a los lenguajes de programación y a otros más, como por ejemplo HTML (lenguaje para el marcado de páginas web que no es propiamente un lenguaje de programación, sino un conjunto de instrucciones que permiten estructurar el contenido de los documentos).

Permite especificar de manera precisa sobre qué datos debe operar una computadora, cómo deben ser almacenados o transmitidos y qué acciones debe tomar bajo una variada gama de circunstancias. Todo esto, a través de un lenguaje que intenta estar relativamente próximo al lenguaje humano o natural. Una característica relevante de los lenguajes de programación es precisamente que más de un programador pueda usar un conjunto común de instrucciones que sean comprendidas entre ellos para realizar la construcción de un programa de forma colaborativa.

1.2. LENGUAJES DE MÁQUINA

El lenguaje máquina de una computadora consta de cadenas de números binarios (ceros y unos) y es el único que "entienden" directamente los procesadores. Todas las instrucciones preparadas en cualquier lenguaje de máquina tienen por lo menos dos partes. La primera es el comando u operación, que dice a la computadora cuál es la función que va a realizar. Todas las computadoras tienen un código de operación para cada una de sus funciones. La segunda parte de la instrucción es el operando, que indica a la computadora dónde hallar o almacenar los datos y otras instrucciones que se van a manipular; el número de operandos de una instrucción varía en las distintas computadoras. En una computadora de operando único, el equivalente binario de "SUMAR 0814" podría hacer que se sume el valor que se encuentra en la localidad de almacenamiento o dirección 0814 al valor que se encuentra en la unidad aritmética lógica. En una máquina de dos operandos, la representación binaria de "SUMAR 0814 8672" podría hacer que se sume el valor que está en la localidad 8672 al valor que está en la dirección 0814. El formato de operando único es popular en las microcomputadoras más pequeñas; la estructura de dos operandos se encuentra en casi todas las demás máquinas.

Según los estándares actuales, las primeras computadoras eran poco tolerantes. Los programadores tenían que traducir las instrucciones de manera directa a la forma de lenguaje de máquina que comprendían las computadoras. Por ejemplo, un programador que escribiera la instrucción "SUMAR 0814" para una de las primeras máquinas IBM hubiera escrito:

000100000000000000000000000010111000

Además de recordar las docenas de códigos numéricos para los comandos del conjunto de instrucciones de la máquina, el programador tenía que conocer las posiciones donde se almacenan los datos y las instrucciones. La codificación inicial muchas veces requería meses, por lo que era costosa y era frecuente que originara errores. Revisar las instrucciones para localizar errores era casi tan tedioso como escribirlas por primera vez. Además, si era necesario modificar un programa posteriormente, la tarea podía llevarse meses.

1.3. LENGUAJES ENSAMBLADORES

A principios de la década de 1950, y con el fin de facilitar la labor de los programadores, se desarrollaron códigos nemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas. La palabra nemotécnico se refiere a una ayuda para la memorización. Uno de los primeros pasos para mejorar el proceso de preparación de programas fue sustituir los códigos de operaciones numéricos del lenguaje de máquina por símbolos alfabéticos, que son los códigos nemotécnicos. Todas las computadoras actuales tienen códigos nemotécnicos aunque, naturalmente, los símbolos que se usan varían en las diferentes marcas y modelos. La computadora sigue utilizando el lenguaje de máquina para procesar los datos, pero los programas ensambladores traducen antes los símbolos de código de operación especificados a sus equivalentes en lenguaje de máquina.

Este procedimiento preparó avances posteriores. Si la computadora era capaz de traducir símbolos convenientes en operaciones básicas, ¿por qué no hacer también que realizara otras funciones rutinarias de codificación, como la asignación de direcciones de almacenamiento a los datos? La técnica de direccionamiento simbólico permite expresar una dirección no en términos de su localización numérica absoluta, sino en términos de símbolos convenientes para el programador.

Durante las primeras etapas del direccionamiento simbólico, el programador asigna un nombre simbólico y una dirección real a un dato. Por ejemplo, el programador podría asignar el valor total de mercancía adquirida durante un mes por un cliente de una tienda de departamentos a la dirección 0063, y darle el nombre simbólico TOTAL. Se podría asignar el valor de la mercancía devuelta sin usar durante el mes a la dirección 2047 y dársele el nombre simbólico CRÉDITO. Así, durante el resto del programa, el programador se referirá a los nombres simbólicos, más que a las direcciones, cuando fuera preciso procesar estos datos. Por ejemplo, se podría escribir la instrucción "S CRÉDITO TOTAL" para restar el valor de las mercancías devueltas del importa total de compras para obtener el importe de la factura mensual del cliente. A continuación, el programa ensamblador traduciría la instrucción simbólica a esta cadena de bits:

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