Lenguaje máquina o código binario

El Código máquina opera en un nivel extremadamente bajo, directamente con instrucciones binarias que son ejecutadas por la CPU. No existen tipos de datos, condicionales ni iteraciones en el sentido que encontramos en lenguajes de alto nivel. Ejemplo: El siguiente codigo maquina muestra un mensaje!

01001000 01101111 01101100 01100001 00101100 00100000 01100101 01110011 01110100 01100101 00100000 01100101 01110011 00100000 01110101 01101110 00100000 01110000 01110010 01101111 01100111 01110010 01100001 01101101 01100001 00100000 01110010 01100101 01100001 01101100 01101001 01111010 01100001 01100100 01101111 00100000 01110000 01101111 01110010 00100000 01001101 01101001 01101100 01110100 01101111 01101110 00100000 01000001 01101110 01110100 01101111 01101110 01101001 01101111 00100000 01010010 01101111 01100100 01110010 01101001 01100111 01110101 01100101 01111010 00100000 01001100 01101111 01110000 01100101 01111010 00100100

Bash

El Código máquina funcional no tiene estructuras de alto nivel como los lenguajes ensamblador o modernos; depende exclusivamente de instrucciones básicas para gestionar flujo, condiciones y memoria. 

El lenguaje de máquina o código máquina es el sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como el microprocesador de una computadora o el microcontrolador de un autómata. Este lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones que determinan acciones a ser tomadas por la máquina. Un programa consiste en una cadena de estas instrucciones.

Lenguaje de máquina del Intel 8088. El código de máquina en hexadecimal se en rojo, el equivalente en lenguaje ensamblador en magenta, y las direcciones de memoria donde se encuentra el código, en azul. Abajo se ve un texto en hexadecimal y ASCII. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_m%C3%A1quina

 

Los circuitos microprogramables son digitales, lo que significa que trabajan con dos únicos niveles de tensión. Dichos niveles, por abstracción, se simbolizan con los números 0 y 1, por eso el lenguaje de máquina solo utiliza dichos signos. Esto permite el empleo de las teorías del álgebra booleana y del sistema binario en el diseño de este tipo de circuitos y en su programación. 

Claude Elwood Shannon, en su libro Analysis of Relay and Switching Circuits, y con sus experiencias en redes de conmutación, sentó las bases para la aplicación del álgebra de Boole a las redes de conmutación. Una red de conmutación es un circuito de interruptores eléctricos que al cumplir ciertas combinaciones booleanas con las variables de entrada, define el estado de la salida. Este concepto es el núcleo de las puertas lógicas, las cuales son, por su parte, los ladrillos con que se construyen sistemas lógicos cada vez más complejos. Shannon utilizaba el relé como dispositivo físico de conmutación en sus redes, dado que el relé, a igual que una lámpara eléctrica, posee dos estados: activado (encendido) o (apagado). 

El desarrollo tecnológico ha permitido evolucionar desde las redes de relés electromagnéticos a circuitos con tubos de vacío, luego a redes transistorizadas, hasta llegar a los modernos circuitos integrados, en cuya cúspide se encuentran los circuitos microprogramados. 

El llamado código máquina consistía en introducir a la programación de la máquina mediante unos y ceros. cualquier programa de ordenador debe, finalmente, ser convertido a este código para que un ordenador pueda ejecutar las instrucciones de dicho programa.

Los ordenadores solo leen este tipo de lenguaje, en donde la combinación de números logra convertirse en acciones. Dada su complejidad existen los lenguajes de programación como JavaScript para programar páginas web o C++ para programar videojuegos entre muchos otros. 

El comportamiento y el significado de cada registro binario lo define el conjunto de instrucciones de la arquitectura específica del procesador. Estas instrucciones están determinadas por el fabricante del hardware, quien diseña la Unidad Central de Procesamiento (CPU) y establece cómo se interpretan los datos en los registros binarios.

En otras palabras:

1. Arquitectura del procesador: Define el conjunto de instrucciones (ISA, Instruction Set Architecture), que incluye cómo se estructuran los datos, qué operaciones están permitidas y cómo se gestionan las operaciones básicas.  
2. Registros binarios: Almacenan datos temporales y específicos, como valores intermedios, direcciones de memoria o señales de control. Cada registro tiene un propósito específico asignado por el diseño de la CPU (por ejemplo, registros de propósito general, acumuladores, registros de direcciones, etc.).

Convertir lenguaje máquina o código binario en interfaz gráfica

Para convertir lenguaje máquina o código binario en una visualización en interfaz gráfica, el proceso generalmente implica varias etapas que transforman datos en algo que los humanos podamos interpretar de manera más intuitiva. 

1. Interpretar el Código Binario:
   • El código binario debe traducirse a un lenguaje de más alto nivel (por ejemplo, ensamblador, C, Python, etc.).
   • Para esto, necesitas un desensamblador o un compilador.
2. Procesamiento y Decodificación:
   • Una vez interpretado el binario, el software lo organiza y procesa según las instrucciones que contiene.
   • Los datos decodificados deben asignarse a elementos gráficos como colores, formas o texto.
3. Programación Visual:
   • Usar frameworks o bibliotecas gráficas como OpenGL, DirectX o en entornos como Unity para representar los datos visualmente.
   • Por ejemplo, los valores procesados del binario pueden controlarse para generar gráficos interactivos (barras, diagramas, mapas de bits, etc.).
4. Interfaz de Usuario (UI):
   • A través de lenguajes como HTML/CSS/JavaScript  
     

 

Relación entre Binario, RGB y Hexadecimal

El código binario, RGB y hexadecimal están relacionados porque todos representan información en formatos numéricos que una computadora o dispositivo puede procesar, específicamente en el contexto de gráficos y colores que podemos ver en pantalla. 

Binario:

Es el lenguaje fundamental de las computadoras (compuesto por 0 y 1).

01001000 01101111 01101100 01100001 00101100 00100000 01100101 01110011 01110100 01100101 00100000 01100101 01110011 00100000 01110101 01101110 00100000 01110000 01110010 01101111 01100111 01110010 01100001 01101101 01100001 00100000 01110010 01100101 01100001 01101100 01101001 01111010 01100001 01100100 01101111 00100000 01110000 01101111 01110010 00100000 01001101 01101001 01101100 01110100 01101111 01101110 00100000 01000001 01101110 01110100 01101111 01101110 01101001 01101111 00100000 01010010 01101111 01100100 01110010 01101001 01100111 01110101 01100101 01111010 00100000 01001100 01101111 01110000 01100101 01111010 00100100

Bash

Todo dato, incluido el color, se representa como una secuencia binaria dentro del sistema.

RGB (Red, Green, Blue):

(72, 0, 0) (111, 0, 0) (108, 0, 0) (97, 0, 0) (44, 0, 0) (32, 0, 0) (101, 0, 0) (115, 0, 0) (116, 0, 0) (101, 0, 0) (32, 0, 0) (101, 0, 0) (115, 0, 0) (32, 0, 0) (117, 0, 0) (110, 0, 0) (32, 0, 0) (112, 0, 0) (114, 0, 0) (111, 0, 0) (103, 0, 0) (114, 0, 0) (97, 0, 0) (109, 0, 0) (97, 0, 0) (32, 0, 0) (114, 0, 0) (101, 0, 0) (97, 0, 0) (108, 0, 0) (105, 0, 0) (122, 0, 0) (97, 0, 0) (100, 0, 0) (111, 0, 0) (32, 0, 0) (112, 0, 0) (111, 0, 0) (114, 0, 0) (32, 0, 0) (77, 0, 0) (105, 0, 0) (108, 0, 0) (116, 0, 0) (111, 0, 0) (110, 0, 0) (32, 0, 0) (65, 0, 0) (110, 0, 0) (116, 0, 0) (111, 0, 0) (110, 0, 0) (105, 0, 0) (111, 0, 0) (32, 0, 0) (82, 0, 0) (111, 0, 0) (100, 0, 0) (114, 0, 0) (105, 0, 0) (103, 0, 0) (117, 0, 0) (101, 0, 0) (122, 0, 0) (32, 0, 0) (76, 0, 0) (111, 0, 0) (112, 0, 0) (101, 0, 0) (122, 0, 0) (36, 0, 0)

Bash

Es un modelo de color donde cada color se representa como una combinación de rojo, verde y azul. Cada componente (R, G o B) tiene un valor que usualmente va de 0 a 255 en sistemas de 8 bits. Estos valores se almacenan en binario dentro de la computadora.

Hexadecimal:

48 6f 6c 61 2c 20 65 73 74 65 20 65 73 20 75 6e 20 70 72 6f 67 72 61 6d 61 20 72 65 61 6c 69 7a 61 64 6f 20 70 6f 72 20 4d 69 6c 74 6f 6e 20 41 6e 74 6f 6e 69 6f 20 52 6f 64 72 69 67 75 65 7a 20 4c 6f 70 65 7a 24

Bash

• Es una representación compacta del valor binario utilizando 16 símbolos (0–9 y A–F).
• Cada par de dígitos hexadecimales representa un componente del color RGB. Por ejemplo, #FF0000 es puro rojo (FF = 255 en decimal).

Ejemplo: De Binario a RGB y Hexadecimal

Supongamos que un color tiene el valor RGB de (255, 128, 64).

• En binario, esto sería:
  • Rojo: 11111111 (255)
  • Verde: 10000000 (128)
  • Azul: 01000000 (64)
   
• En hexadecimal, sería:
  • Rojo: FF, Verde: 80, Azul: 40.
  • El color completo en hexadecimal es #FF8040.

Visualización en Pantalla

Para que este código se traduzca a un color visible:

1. Procesamiento del Código:

   • El sistema operativo y la tarjeta gráfica leen los valores RGB o hexadecimales y los convierten en señales eléctricas que controlan los píxeles de la pantalla.

2. Control de Píxeles:

   • Cada píxel de la pantalla tiene tres subpíxeles: rojo, verde y azul.

   • Los valores RGB determinan la intensidad de luz de cada subpíxel, combinándose para formar un color.
3. Interfaz Gráfica:
   • Aplicaciones, lenguajes de programación o herramientas como HTML/CSS utilizan estas representaciones para definir colores.
     • Ejemplo: En HTML, puedes usar style="background-color: #FF8040;" para dar color a un elemento.

En pocas palabras, el binario es la base que almacena y procesa los valores RGB, mientras que el hexadecimal es una manera más fácil de representar esos datos para los humanos. Todo esto se traduce en colores visibles a través de hardware y software de visualización.