Python aplicado a la Electricidad y Electrónica (1)

En este artículo veremos que es un programa y en que consisten los lenguajes de programación.

Una computadora, un teléfono, una placa Arduino o Raspberry no cumple ninguna función a menos que diseñemos un programa y lo grabemos en su interior. Ese programa consiste en una serie precisa de instrucciones que indican a ese dispositivo que debe hacer y cómo debe responder a los estímulos que recibe.

Un programa es una serie precisa de instrucciones

Un programa puede ser un juego que corre en una PC, una app para escuchar música en el teléfono o el control de los motores de un robot construido con un Arduino, pero también el que controla el funcionamiento de un lavarropas o un cajero automático.

A la gran variedad de dispositivos que funcionan de acuerdo al programa que tienen almacenado en su interior, ya sean computadoras, teléfonos o placas, les llamaremos “dispositivos programables” por una cuestión de simplicidad.

Podemos comparar un programa con una receta de cocina. La receta consiste en una serie de pasos que, si seguimos con cuidado, nos permitirán realizar una comida exitosamente. Un programa también es una serie de instrucciones que le dicen al dispositivo que debe hacer, paso por paso.

Un programa es como una receta

Ahora bien, si queremos explicar a alguien como hacer una tarta de manzana, podemos leerle las instrucciones de la receta, pero ¿Cómo hacemos con un programa? No existen (por ahora) dispositivos a los que podamos explicar lo que debe hacer en un lenguaje natural, el mismo lenguaje que usamos las personas. No podemos simplemente decirle “Admite por teclado la entrada de dos números, multiplicalos y muestra el resultado”. Los dispositivos programables, por sofisticados y potentes que sean no entienden nuestro lenguaje a ese nivel. Todos estos dispositivos están constituidos por circuitos electrónicos que funcionan con sólo dos estados: permiten o no el paso de la corriente, como los interruptores, que sólo tienen dos condiciones: abiertos y cerrados. Esto permite que esos dos estados se asocien a los dígitos “1” y “0” (“1” = pasa la corriente, “0” = no pasa corriente) y que los circuitos electrónicos puedan almacenar con facilidad números construidos sólo con estos dos dígitos: los números binarios. Es por esto que se los llama “circuitos digitales”.

Los circuitos digitales trabajan con números binarios

El idioma natural entonces de estos dispositivos son los números binarios, instrucciones expresadas en secuencias de 0s y 1s difíciles de recordar para las personas. Llamaremos a este lenguaje “lenguaje de máquina”.

El lenguaje natural de los dispositivos digitales es el lenguaje de máquina

No es imposible escribir programas en lenguaje de máquina, pero si difícil y muy lento. Ante esa dificultad, se han creado otros lenguajes, mas simples de entender y recordar para las personas. De hecho, a lo largo de los años se han creado muchos lenguajes de programación diferentes, algunos para uso general y otros de aplicaciones mas específicas.

Algunos lenguajes de programación

Algunos de estos lenguajes permiten redactar las instrucciones del programa con palabras similares a las del nuestro (aunque generalmente en idioma inglés), con reglas de sintaxis muy estrictas, y otros nos permiten definir esas instrucciones a través de bloques gráficos que se interconectan entre sí. Cualquiera sea el caso, estos lenguajes son programas que toman esas instrucciones, en forma de palabras o gráficos y las traducen al lenguaje de máquina de 0s y 1s de los circuitos digitales.

Un lenguaje de programación traduce instrucciones al lenguaje de máquina.

Esta traducción puede hacerse de dos maneras: si el lenguaje toma todas las instrucciones y las traduce al lenguaje de máquina, guardandolas en un archivo o en la memoria de un dispositivo para después ejecutarlas, decimos que es un lenguaje compilado y ese método de traducción se denomina compilación del programa.

En cambio, si la traducción y ejecución se hace instrucción por instrucción, decimos que se interpreta el programa, y ese lenguaje se denomina un intérprete.

En los artículos que siguen nos enfocaremos en uno de todos estos lenguajes: Python.

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