Programación en Lenguaje Ensamblador

-El Verdadero Lenguaje de las Máquinas-

Las ventajas de usar archivos de texto como salida de programa

–O por qué la instrucción para mostrar cosas en pantalla se llama PRINT–

¿Alguna vez se han preguntado por qué el comando o instrucción de salida de información en la mayoría de los lenguajes de programación se llama “PRINT”? Por ahora si digo cosas como printf o print piensen en una ventana que muestra el resultado de un cálculo o algún mensaje del tipo Hola Mundo y los más viejos de ustedes tal vez piensen en palabras que aparecen en cascada en ventanas de editores de comandos. Pero la verdad es que la historia del PRINT es mucho más antigua que los monitores de las computadoras.

Hace décadas cuando las computadoras comenzaban no había una forma facil de obtener los resultados de sus operaciones. Primero dichos resultados se representaron como luces que encendian y apagaban y pulsos eléctricos que se perdian pero no fue sino hasta que las computadoras pudieron representar información legible para humanos que se volvieron verdaderamente útiles y la primera forma en que esta información pudo ser representada fue en forma de texto. Y esos textos salian por la boca de las impresoras. Las impresoras son en si mismas un tema fascinante en computación pues muchos de los protocolos de comunicación y representación de información fueron creados específicamente para ellas. De hecho alguna vez leí en un libro muy viejo sobre computadoras que si a uno le daban a elegir entre una impresora y un monitor lo mejor era elegir la impresora pues al tener la información representada en un medio físico como el papel sería mejor a la hora de compartirla con otras personas, agregarla a documentos o simplemente guardarla en un archivero en la oficina. Cosas que por supuesto no podríamos hacer con un monitor. Otra ventaja de la impresora en esa época era que los monitores antiguos tenian muy poca resolución y resultaba complicado leer en ellos y aún a la fecha existe gente que no es capaz de leer directamente en una pantalla de computadora.

Otra referencia a la importancia de los archivos de texto la tenemos en los antiguos programadores de UNIX que daban consejos tan útiles a inicios de la computación como ahora para quienes comienzan a programar y uno de esos consejos era que siempre la salida de los programas fuera en forma de archivo de texto pues estos archivos son muy fáciles de leer sin importar el tipo de tecnología que estemos manejando y hacer programas que trabajen con textos es cosa facil. De hecho, en mi experiencia como programador pasé bastantes años sin saber lo importante que era sacar información por medio de archivos de texto porque me confiaba de otros sistemas de salida de datos como la tradicional salida de mensajes por la pantalla y ya cuando programé en ensamblador llegué a usar archivos binarios puros que leia en editores hexadecimales cuya lectura muchas veces me resultaba más tardada que la programación en si misma. Pero mejor pasemos a ver todas las ventajas de los archivos de texto como salida de programa una por una.

1.- No dependes tanto del sistema

Cuando comencé a programar en ensamblador para Windows (Win32) la peor parte para mi era sacar información básica de lo que el programa estaba haciendo. Algo tan sencillo como mostrar el valor regresado por una función o mostrar el contenido de los registros de propósito general requería hacer toda una serie de tareas que iban desde llamar a una función que pedía todos los datos de ejecución del programa hasta la forma como debian de representarse en pantalla. Incluso la función menos elaborada que era TextOut requería un proceso equivalente a pedirle permiso al sistema para escribir, decirle exactamente donde debía de hacerlo y luego avisar que ya se había terminado de escribir. Y si uno quería que el formato fuera un poco más sencillo de leer tenía que llamar funciones de formato de texto una de las cuales tenía no menos de 30 parámetros. En ese entonces usé la humilde MessageBox para sacar datos a pantalla pero aún así tenía que hacer muchas cosas con la salida porque MessageBox solo mostraba valores en ASCII sin formato y para mostrar datos numéricos había que convertirlos primero. Y lo peor fue que cuando comencé a programar en modos de pantalla completa todo lo anterior no me sirvió para nada porque las funciones de salida de texto de Windows no trabajan igual en estos modos. Al final tuve que hacer sprites a mano de números y letras para poder mostrar información en programas fullscreen.

Otra cosa que intenté fue usar más el debugger para saber lo que pasaba en el programa pero no siempre pueden correrse programas en el debugger y menos si se trata de programas con interacción en tiempo real como los videojuegos. De haber sabido en aquella época que el contenido de todas esas variables que no podía ver lo podía guardar en un archivo y luego con otro programa convertirlo en un archivo de texto que podía revisar con calma en el mismo editor de código me hubiera ahorrado muchísimas horas de trabajo y tal vez ya tendría terminados varios juegos. Sin duda esa es una de las cosas que le diría a mi yo del pasado si algún dia pudiera regresar en el tiempo.

2.- Los datos escurridizos no se pierden

Si la salida del programa la quieres para buscar algún bug no hay nada como usar archivos de texto. Pues puedes guardar el contenido de las variables que sospechas que tienen el error en forma de table de modo que cuando el programa falle el archivo de texto te muestre la situación que tenian los datos antes de fallar y durante la falla y en caso de que la falla no crashee el sistema completo también puedes tener datos de lo que pasó después.

Pongamos por ejemplo de que un arma no funciona siempre, que a veces hace el daño al objetivo y otras pasa a través de él sin afectarlo. Si guardamos el contenido de las variables en cada ciclo del gameloop mientras disparamos contra los monstuos y luego sacamos esos datos en forma de tabla tal que cada renglón sea un ciclo del gameloop y cada columna una variable veremos qué es lo que pasa cuando la bala y el monstruo deberían de hacer contacto y descubrimos que a veces no hay contacto porque en cierto ciclo del gameloop la bala apareció detrás del monstruo cuando este avanzaba hacia nosotros. Un error bastante común. Si en lugar de archivos de texto hubieramos escrito en pantalla el contenido de la variable que indica el impacto no hubiéramos podido ver como las variables interactuaban entre ellas o el valor hubiera cambiado demasiado rápido para poder percibirlo con los ojos.

3.- Buscar datos es facil si usas el propio editor de código

En un programa real los datos no son constantes sino que cambian con el tiempo. Podemos hacer un archivo de texto gigante con varios miles de lecturas de esos datos con respecto al tiempo y si queremos encontrar algún dato en específico podemos usar la función de búsqueda de texto del editor de código. También podemos usar otras opciones del propio editor como buscar todos los momentos en los que una variable tuvo un cierto valor o encontrar mensajes de error del sistema.

4.- Puedes compartir la información con otros programadores

Tener un archivo de texto con la salida del programa ayuda a encontrar errores o a entender el funcionamiento interno cuando uno no programó el sistema original

5.- Los datos pueden examinarse por otros medios

Muchos programas tienen que recibir ajustes antes de liberarse. Por ejemplo un juego puede necesitar balanceo de las armas y los items para evitar que algún objeto demasiado poderoso o muy debil vuelva el juego injugable e injusto. Muchas veces eso se hace introduciendo los datos del juego en una hoja de cálculo y viendo como reaccionan los datos a los cambios. Y si tenemos un texto con esa información hacer esto es tan sencillo como copiar y pegar

6.- Documentar se reduce a un simple copy-paste

Esto no necesita presentación. Si queremos guardar datos sobre el funcionamiento del código o explicarlo en una presentación basta con hacer copy-paste o incluso escribir en el propio documento creado por el programa y entregarlo.

7.- Podemos darle formato a los datos para hacerlos más sencillos de leer.

Si bien un editor hexadecimal sirve para leer cadenas ASCII y datos en formato de 8 bits la cosa se complica cuando tenemos datos de 32 bits en little endian, estructuras de datos compuestas por diferentes tipos y longitudes de bits o valores en punto flotante. Y aunque el editor pueda representar los datos en diferentes formatos no siempre podrá hacerlo distinguiendo de uno por uno. Si quisiéramos ver el contenido de una estructura compleja primero tendríamos que encontrar en qué parte del archivo hex comienza y convertir los datos a mano. Pero si usamos un archivo de texto podemos hacer un programa independiente para que haga todo eso por nosotros. Así podríamos captar el contenido de todos los datos de un vistazo sin necesidad de traducir nada. Un ejemplo de esto son los valores de punto flotante que podrian reescribirse tanto en notación exponencial de base dos como en formato base 10 con su punto decimal o detectar cuando aparezca un valor como un Infinito o un NaN. Por ejemplo es más sencillo reconocer el valor Uno positivo en punto flotante si leemos “1.0” en lugar de 3F800000.

8.- Hacer un programa que cree estos archivos es sencillo.

Otro de los mandamientos de los antiguos sabios del UNIX era que es mejor hacer muchos programas pequeños que hicieran una única cosa sencilla y bien hecha a un programa gigante que hiciera muchas cosas complicadas y con dudosa calidad. Y esto también aplica a la salida por archivos de texto.

En un proyecto cualquiera puede programarse una rutina que saque los valores de salida en forma de un archivo binario puro y esta rutina puede eliminarse en la versión final. Luego aparte podemos hacer un programita que tome como entrada ese archivo binario y produzca un archivo de texto que es el que vamos a usar. Hacer este programita sería cosa sencilla y lo único dificil sería programar las rutinas de conversión de datos binarios a cadenas ASCII y esas mismas rutinas podrian servirnos para otros proyectos. De hecho podríamos hacer uno de estos programas para cada proyecto importante que tengamos y lo único que cambiaríamos sería la parte donde se indica donde están los datos y qué hacer con ellos. Tampoco tendría ningún tipo de interacción y ejecutarlo se reduciría a presionar un botón o hacer un archivo de proceso por lotes que lo ejecutara luego de correr el programa principal. Y esto es posible porque los archivos de texto en realidad no tienen formato como tal. Cada byte es un símbolo ASCII y algunos de esos símbolos indican cosas como Nueva Linea, Tabulador o espacio en blanco. Por lo que producir una salida de texto se reduce a poner los datos en formato ASCII, combinar con otras cadenas de texto ASCII para darle forma y luego la cadena final que no sería otra cosa que un array de bytes guardarla como un archivo con extensión TXT y todo esto es tan rápido que ni nos enteraríamos de que tal programa está ahí. Al final bastará con cargar el archivo creado en un editor de texto cualquiera. Aunque editores capaces de recargar los mismos archivos al presionar un botón son los mejores para mantener la información actualizada.

Saben, escribiendo esta nota recordé que no importa cuantas cosas se hagan hoy con las computadoras. No importa si se usan para negocios, juegos o hacer vida social. Lo único que hacen y siempre han hecho es procesar datos en forma numérica y darnos información en un formato que podamos entender. Todo lo demás que creamos que hace la computadora en realidad es trabajo hecho por seres humanos. Por eso no debemos perder nunca de vista que la información es poder y que aquellas cosas de las que carecemos de información nunca las tendremos bajo nuestro poder. Por eso siempre tengan información actualizada de todos sus proyectos y que mejor que hacerlo recurriendo a los humildes y amistosos archivos de texto.

agosto 17, 2016 - Posted by | Uncategorized | ,

2 comentarios »

  1. Después de leer uno a uno todos los post de este blog, me siento como un yonki. Necesito más!!!
    Mientras espero el siguiente capítulo voy a ir poniendo (o intentándolo al menos) en práctica lo leído.
    Gracias por compartir la información, además de por hacerlo de una forma divertida.

    Saludos desde Polonia.

    Comentario por Txemanski | agosto 19, 2016 | Responder

  2. Una de las cosas que me gusta de los sistemas basados en Unix(mas específicamente de Linux, pero supongo que la mayoría de los otros también operan de la misma manera) es que toda su configuración está en archivos de texto, de manera que si se jode todo siempre es posible cambiar la configuración con un editor de texto accediendo a los archivos desde un sistema operativo que corra en otro disco duro.
    También es mas fácil para las aplicaciones acceder a la configuración y si tienen permisos suficientes, cambiarla, no es necesario estar aprendiendo a usar un API diferente para cada una de esas cosas.

    Comentario por luison.cpp | agosto 19, 2016 | Responder


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