El lenguaje de máquina

   A pesar de los múltiples lenguajes informáticos que pueden manejar diferentes aspectos de los diversos dispositivos informáticos, existe uno que les afecta más directamente que los demás. Y no sólo a ellos, sino también a otros aparatos cuyo número aumenta prácticamente cada día, como robots, electrodomésticos, vehículos, etc.

  Cualquier objeto que dependa de un circuito microprogramable necesita de este tipo de lenguaje.

  Se trata, pues del lenguaje de máquina, también conocido como código máquina, que es un sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como pueden ser el microprocesador de un dispositivo informático, o el microcontrolador de un autómata (definido, desde el punto de vista de la Electrónica, como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales).

  Este lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones que determinan acciones a ser tomadas por la máquina. Así, un programa consiste en una cadena de estas instrucciones más un conjunto de datos sobre el cual se trabaja. Estas instrucciones son normalmente ejecutadas en secuencia, con eventuales cambios de flujo causados por el propio programa o eventos externos. El lenguaje de máquina es específico de la arquitectura de la máquina, aunque el conjunto de instrucciones disponibles pueda ser similar entre arquitecturas distintas.

  Por arquitectura de la máquina, o arquitectura de computadoras, se entiende el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadoras. ​Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de un ordenador, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (CPU) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria. Por otra parte, la arquitectura de la máquina está basada en tres grandes principios que se aplican a todo dispositivo o componente del ordenador, estos tres principios son: velocidad, capacidad y tipo de conexión. Desde otro punto de vista, suele definirse como la forma de interconectar componentes físicos, para crear ordenadores según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo. De este modo, el ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos, por medio de los canales. La CPU es la encargada de procesar la información que llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la CPU. Puede considerarse que todas aquellas unidades de un sistema, exceptuando la CPU, se denominan periféricos, por lo que un ordenador tiene dos partes bien definidas, que son.

•   CPU: Encargada de ejecutar programas y que también se considera compuesta por la memoria principal, la unidad aritmético-lógica y la unidad de control.
•   Periféricos: Pueden ser de entrada, salida, entrada/salida, almacenamiento y comunicaciones.
  

  Un aspecto interesante de la arquitectura de la máquina son las puertas lógicas, que se encargan de procesar la lógica de las instrucciones del sistema. Existen siete tipos básicos diferentes:

•   NOT: Negación de la entrada. Funciona con una sola entrada y una sola salida.
•   AND: Multiplicación binaria de dos entradas y da una sola salida.
•   OR: Suma binaria de dos entradas y da como salida la suma propia o el bit de acarreo ("carry", en inglés) de ser necesario.
•   XOR: Suma binaria de dos entradas y da el resultado como salida, sin incluir el bit de acarreo.
•   NAND: Negación de AND. Da una única salida.
•   NOR: Negación de OR. Da una única salida.
•   XNOR: Negación de XOR. Da una única salida.

 Debido a todo esto, 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 sólo utiliza dichos signos. Esto permite el empleo de las teorías del álgebra booleana (estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas en electrónica digital, informática y matemática) y del sistema binario (en ciencias de la computación, sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno, y se utiliza en las computadoras porque estas trabajan internamente con dos niveles de voltaje tanto en el diseño de este tipo de circuitos como en su programación).

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