Los móviles, tabletas, portátiles y ordenadores o computadores personales que usamos en nuestro día a día, en esta publicación nos referiremos a ellas como máquinas, no dejan de ser un conjunto de circuitos integrados en chips conectados entre sí, que nos permiten hacer una gran variedad de cosas en nuestras actividades cotidianas. En el ámbito laboral y escolar son un instrumento de trabajo y en el personal son un instrumento de relación, desarrollo personal y de entretenimiento. Sin duda alguna estas máquinas o dispositivos informáticos son hoy día unas herramientas fundamentales en nuestra vida diaria. 

La generalidad de uso de los dispositivos informáticos o máquinas, necesario por otra parte si se considera la diversidad de problemas o áreas en los cuales son aplicables, implica un trabajo adicional cuando se quiere que resuelvan problemas particulares. Este trabajo consiste en decirle a la máquina o dispositivo qué es lo que debe hacer. Nos tenemos que comunicar con ellas, para ordenarle que es lo que deben hacer. 

Al acto de convertir la funcionalidad que posee una aplicación en instrucciones u órdenes para la máquina se le denomina programar. Por medio de la programación ordenamos a la máquina cómo se debe de comportar. Y al conjunto de instrucciones y órdenes que contienen la funcionalidad deseada para la aplicación que se está desarrollando se le denomina programa. Cada aplicación que ejecutamos en nuestra máquina es un programa con instrucciones que debe ejecutar. Instrucciones que serán ejecutadas de manera secuencial, con cambios en el flujo de ejecución causados por las propias instrucciones o por eventos que se produzcan de manera externa.

Pero no olvidemos que una máquina está formada por un conjunto de chips, circuitos y componentes electrónicos, la pregunta que nos podemos hacer en este punto es ¿cómo podemos comunicarnos o dar instrucciones a ese conjunto de elementos electrónicos que conforman la máquina?

Estos circuitos trabajan con dos niveles de tensión, por lo que se dicen que son digitales, simbolizándose dichos niveles, por abstracción, con los números 0 y 1. De este modo, las acciones que pueden realizar un dispositivo informático consistirán en un conjunto de cadenas de 0 y 1. Un programa consistirá por tanto en un conjunto de instrucciones formadas por cadenas de 0 y 1. A ese sistema de códigos directamente interpretable por la máquina se le denomina lenguaje máquina. 

Cada máquina tiene su propio lenguaje máquina con el que se puede programar, que es específico para la estructura interna de la máquina. Es decir, una máquina solo puede reconocer estas instrucciones o códigos de operaciones programada para él. Aunque todos los lenguajes máquina dispondrán de un conjunto de instrucciones similares (operaciones simples, operaciones aritméticas, decisiones lógicas y operaciones de entrada/salida). Por tanto, una máquina solo podrá reconocer estas instrucciones o códigos de operaciones programada para ella.

Los programas en lenguaje máquina se ejecutan muy eficientemente, ya que el programador los redacta específicamente para los circuitos que los han de interpretar y ejecutar, y es directamente interpretable por el procesador central, no requiere de transformaciones previas para ser ejecutado. Sin embargo, la programación en lenguaje máquina es un trabajo difícil y engorroso para el hombre, necesitando éste conocer la arquitectura física de la máquina con cierto detalle. La programación en lenguaje máquina, en palabras de John Backus, era un arte oscuro, una materia arcana, solo al alcance de unos pocos que comenzaron a considerarse como miembros de una clase sacerdotal guardiana de ciertas habilidades y misterios demasiado complejos para los mortales normales, que se oponían a ningún cambio revolucionario que pudiese hacer la programación tan simple que cualquiera pudiera realizarla.

Los lenguajes de programación de alto nivel pretenden democratizar la tarea de programar los ordenadores

No obstante, el objetivo era ese: “democratizar la tarea de programar los ordenadores”, reducir el periodo de formación de los programadores y hacer esta tarea más fácil, alejándola para ello de la máquina y acercándola al hombre, permitiendo que no fuera necesario conocer la arquitectura para poder elaborar los programas. El primer avance que se hace en esta dirección es por medio del uso de una notación simbólica o mnemónica, para representar cada instrucción o código de operación de la máquina. Estas claves mnemotécnicas eran más fáciles de recordar que los códigos numéricos, pero por el contrario requerían que, una vez establecida la secuencia de instrucciones en mnemónico que solucionaban el problema, fueran traducidos a lenguaje máquina. A este lenguaje se le denominó lenguaje ensamblador. 

Al existir una correspondencia estrecha, generalmente uno a uno, entre las claves del lenguaje ensamblador y los códigos de las operaciones de las máquinas, la programación continúa estando próxima a la máquina y sigue siendo un proceso minucioso y complicado. En este contexto, se hace necesaria la creación de un lenguaje lo más cercano posible al hombre que permita expresar las distintas acciones que se pretendía que la máquina realizara, son los lenguajes de alto nivel.

La creación y desarrollo de un lenguaje de alto nivel implica definir: (1) su vocabulario o léxico, es decir el conjunto de palabras del lenguaje junto con sus categorías; (2) su estructura o sintaxis, es decir las reglas que establecen cómo construir frases válidas del lenguaje usando los elementos del vocabulario; y (3) su significado o semántica, es decir determinar el significado o interpretación de cada una de las construcciones y frases del lenguaje. 

En la creación y desarrollo de estos lenguajes juega un papel fundamental la Lingüística, la Teoría de los Lenguajes y las Gramáticas, y más concretamente las investigaciones del lingüista norteamericano Noam Chomsky, y su Teoría de las Gramáticas Transformacionales, que es la piedra angular de la lingüística matemática. Sus estudios sobre las gramáticas, su tipología y su utilidad para generar todas las oraciones de un lenguaje proporcionaron una herramienta esencial para el estudio y la formalización de los lenguajes de programación de alto nivel y lo que es más importante hacia la sistematización y estructuración del proceso de transformación de los programas escritos en lenguaje de alto nivel, interpretable por los humanos, al lenguaje máquina que es el que puede ejecutar la máquina. Este proceso de transformación se puede realizar por medio de un compilador o mediante un intérprete, pero esto es otro tema… 

Así que podemos concluir que los miles de lenguajes de programación de alto nivel que existen en la actualidad, que permiten programar las aplicaciones que usas en tu móvil, tablet y portátil u ordenador personal, así como los compiladores e intérpretes asociados que permiten que puedan ejecutarse en esos dispositivos tienen, entre otras, su base y fundamento en los conocimientos de la Teoría de Lenguajes y las Gramáticas. 

En los estudios del Grado de Ingeniería Informática aprenderás a solucionar problemas, usando un pensamiento computacional, programando soluciones en lenguajes de alto nivel que luego serán traducidas a lenguaje máquina para que sean ejecutadas por las máquinas, empleando la tecnología disponible para ello en todo el proceso. En la asignatura de Procesadores de Lenguajes conocerás qué hay tras el diseño de un lenguaje de alto nivel y qué ocurre cuando lo compilas o interpretas pero también aprenderás a diseñar lenguajes específicos de un dominio y a construir sus procesadores asociados orientados a la solución de problemas.

Una nueva promoción que he tenido el placer de acompañar en la asignatura de Procesadores de Lenguajes. En un escenario diferente, COVID-19, que nos ha obligado a hacer algunas cosas diferentes, que no nos ha permitido vernos las caras completamente y lo que es más importante interaccionar en clase como otros años (tampoco pudimos hacer la fiesta fin de curso 🙁 ). Pero ha sido un año que también ha traído cosas positivas, como mi primera experiencia en grabación de videos para su uso en clases invertidas (flipped classroom). Sin duda alguna una maravillosa experiencia que ha sido valorada positivamente por los estudiantes, que me animan a hacerla en más temas el curso que vienes. ¡Así será!

El curso se ha desarrollado con relativa normalidad, dentro de esta nueva normalidad que nos hemos encontrado, pudiendo desarrollar todas las clases de manera presencial, excepto las cuatro primeras sesiones por motivos de adecuación de las aulas para mantener la seguridad de nuestros estudiantes. Sesiones que impartí empleando los videos y en clases invertidas en sesiones online. El grupo de estudiantes ha sido un grupo muy majo, con el que me he sentido muy cómodo trabajando y del que guardaré un buen recuerdo. ¡Buenos muchachos/as! La asistencia a clase ha sido cercana al 90% y sólo tres estudiantes no han aparecido por clase ningún día, dos de ellos tampoco se han evaluado de la asignatura.

He intentado aportar un año más lo mejor de mí y eso lo han valorado los estudiantes muy positivamente. Si duda alguna es muy gratificante que te valoren bien el esfuerzo que has realizado y anima a seguir trabajando como hasta ahora o mejor.

Con respecto a los resultados académicos, lamentablemente no he logrado que todos alcancen la meta (o no hemos logrado alcanzar la meta). Lo cual me entristece. Si bien, los que no han logrado superar la asignatura han hecho un trabajo práctico muy bueno, y estoy seguro que con un poco de esfuerzo más, la superarán en convocatoria extraordinaria.

La asignatura se plantea buscando un aprendizaje significativo, en el que los conocimientos de la materia deben ser empleados en la resolución de un problema práctico. Los alumnos al enfrentarse al problema van descubriendo lo que conocen y pueden hacer, así como lo que desconocen y necesitan dominar para solucionar el problema. Este tipo de aprendizaje es motivacional por lo que el problema debe ser suficientemente atractivo para los estudiantes. Este curso nos enfrentábamos nuevamente al reto del Dr. Doofenshmirtz manchego…

Una empresa Castellano Manchega, dirigida por un joven emprendedor de la región, apodado el Dr. Doofenshmirtz manchego, ha ideado un robot de cocina que facilita la labor de la elaboración de menús a las familias “ocupadas” del siglo XXI. Su máquina la Gachaneitor 1.0 tiene un funcionamiento similar a otra máquina que ya existe en el mercado (la Thermomix) pero conceptualmente presenta una novedad:  se basa en una comunidad que puede compartir conocimiento, facilitando el intercambio, así como permitir la gestión autónoma del conocimiento disponible. Para su construcción ha contado con la inestimable colaboración de un grupo de brillantes alumnos de la asignatura de “Procesadores de Lenguajes” de la Escuela Superior de Informática. 

Enunciado del Trabajo Práctico Procesadores de Lenguajes Curso 2020/21

A este reto ya nos enfrentamos el curso pasado, con unos resultados muy buenos…. donde brilló el trabajo realizado por el grupo formado por los estudiantes Alberto Velasco, Antonio Manjavacas, Rubén Márquez y Dieron Arenal que hicieron un simulador que trabajaba con el lenguaje que diseñaron empleando los conocimientos del curso.

Este año han trabajado en el problema 4 grupos, cada uno de los cuales se ha preocupado o centrado en algún aspecto del problema. Dos de los grupos se han centrado en diseñar un lenguaje para escribir recetas y que pudiera ser procesado para almacenarlo en una base de datos de manera que la comunidad pudieran descargarlas posteriormente, además esa información la usan para mostrarlas en una web de la empresa que se genera dinámicamente a partir de los datos almacenados en la base de datos.

Otro de los grupos, el formado por Andrés González, Agustín Mora, Sergio Sevilla y José Ángel Villamor plantearon un diseño basado en agentes inteligentes, por lo que diseñaron un lenguaje para escribir recetas que luego se convertían en instrucciones que debía ejecutar un agente, para ello emplearon (integraron con) JADE, una plataforma software para el desarrollo de agentes, implementada en Java.

Pero sin duda, este año la solución que más me ha sorprendido es la del grupo formado por Eduardo García, Rafael Barón, Manuel Villalba y Luis Pajarero. Este grupo se ha atrevido a dar un paso más allá y han desarrollado un prototipo de la Gachaneitor 1.0. El grupo ha diseñado un lenguaje para escribir recetas que tras procesarlo se la pasan a un prototipo creado con Arduino. En la parte de generación hacen una conversión de su lenguaje a las instrucciones para el microcontrolador en el abstracto lenguaje de Arduino. ¡Enhorabuena!

Espero que mis alumnos hayan aprendido mucho este curso y que los conocimientos les sean útiles en su desempeño profesional, y que algún día cuando echen la vista atrás se acuerden de la asignatura de Procesadores de Lenguajes y del profesor. 😉 Espero haberos aportado algo en todos los sentidos. 

Otra generación de estudiantes al que tengo la suerte de acompañar durante un nuevo curso, el 20/21, un curso extraño, en plena crisis del COVID19, en el que tendremos que modificar la forma en la que trabajamos en el aula para cumplir con las medidas de seguridad vigentes. No obstante, intentaré que sea una buena experiencia para ellos y que la recuerden con el paso de los años, aportando todo lo que pueda a su formación no sólo como profesionales sino también como personas. Y que con el paso del tiempo cuando nos veamos, algún día, quien sabe en qué circunstancias, nos alegremos de vernos y recordemos con alegría estos días que hoy estamos viviendo.

Rafael, Raul, Enrique, Eduardo, Andrés, Elena, Agustín, David, Héctor, Luis, Lucía, Elena Mª, Sergio, Manuel, José Ángel y Enrique (Guillermo y Beka). Estos son los nombres de la nueva generación PL Ver. 22 y estas de abajo sus caras, una pena las mascarillas, si no las tuvieran podríais ver sus caras de ilusión por seguir aprendiendo y sus ganas de disfrutar de la asignatura de Procesadores de Lenguajes (aún cuando saben que no va a haber fiesta, ¿o si?). Faltan algunos… 🙁

Este curso como novedad he puesto en marcha alguna experiencia de clase invertida, en el tema primero y he quedado tan contento, que probablemente el curso que viene lo emplee en más temas (¡quizás todos!). Creo que es una metodología que podría ser interesante en esta materia.

Como caso práctico, un año más nos vamos a enfrentar al reto del Dr. Doofenshmirtz manchego, un joven emprendedor que dirige una empresa Castellano Manchega, que está trabajando en un robot de cocina que facilita la labor de la elaboración de menús a las familias “ocupadas” del siglo XXI. Su máquina la Gachaneitor 1.0 tiene un funcionamiento similar a otra máquina que ya existe en el mercado pero conceptualmente presenta una novedad:  se basa en una comunidad que puede compartir conocimiento, ya que existe un formato en el que se puede representar facilitando su intercambio. Para su construcción quiere contar con la inestimable colaboración de mi grupo de brillantes alumnos de la asignatura de “Procesadores de Lenguajes” de la Escuela Superior de Informática. 

Llevamos ya un mes de clase y he escuchado propuestas muy interesantes… simuladores software para el equipo de diseño y desarrollo de la empresa, prototipos hardware con Arduino, repositorios de conocimiento de la comunidad en la web… Estoy seguro de que lo van a conseguir, de que al finalizar el curso tendrán algo que presentar y ofrecer al Dr. Doofenshmirtz.

Y ahora un último consejo… recordad es un trabajo de equipo, si uno no arrima el hombro el peso caerá sobre algún compañero y tendréis más dificultad para conseguir el objetivo como grupo. Todos los miembros debéis esforzaros si no lo hacéis no alcanzaréis el objetivo que os habéis propuesto. ¡Animo y a por ello!