1er Parcial Programación

Computadora

Es un dispositivo electrónico que almacena y procesa datos; y es capaz de ejecutar órdenes o comandos

Hardware

Parte física de una computadora (dispositivos electrónicos)

Software

Parte lógica de una computadora (programas)

Papel de los dispositivos de entrada en la organización de una computadora

Escriben datos en la memoria

Papel del procesador en la organización de una computadora

Obtiene instrucciones y datos de la memoria

Papel de los dispositivos de salida en la organización de una computadora

Leen datos de la memoria

Unidad Central de Procesamiento (UCP) o PCU o Procesador

Se utiliza para interpretar y ejecutar programas

Unidad aritmetica lógica de la CPU

Con esta se realizan cálculos y se llevan a cabo decisiones

Unidad de Control en la CPU

Dirige datos a las posiciones correctas

¿Qué sucede cuando un programa se ejecuta?

La CPU ejecuta las instrucciones encontradas en la memoria

Memoria Principal

La computadora necesita un espacio para almacenar el resto del programa y los datos hasta que el procesador está listo para utilizar

Memoria RAM

Memoria de acceso aleatorio

Soporta almacenamiento temporal de programas y datos

Memoria ROM

Memoria de solo lectura

Almacena datos o programas de modo permanente

Memoria Caché

Temporal

Pequeña

Más rápida que el procesador

Se utiliza para obtener información que se va a necesitar en momentos de inmediatez

Ubicación de la memoria caché

Memoria RAM situada físicamente entre el procesador y la memoria principal

Objetivo principal de la memoria caché

Lograr que la memoria del procesador trabaje a su velocidad de procesamiento.

Paradigmas de programación

Define la forma, metodología o estilo con el que se resolverá un problema utilizando un lenguaje de programación (forma de programar).

Programación Imperativa

• Se enfoca en cómo se deben realizar las tareas.

• El programador proporciona una secuencia de instrucciones detalladas que la computadora debe ejecutar.

  • Un programa se compone de una serie de instrucciones que modifican el estado del programa a lo largo del tiempo

Ejemplos de Programación Imperativa

Basic, Fortran, Ensamblador

Programación estructurada

• Basado en el teorema de Corrado Bohm y Giussepe Jacopini.

• Todo programa tiene un punto de entrada y un punto de salida.

• Las instrucciones se ejecutan de manera secuencial.

• Se organiza en bloques y funciones.

• Se elimina el uso de GOTO

• La secuencia en la que se ejecutan las instrucciones solo puede ser alterada si se usan las estructuras de control de secuencia: selectivas, condicionales o repetitivas.

Ejemplo de programación estructurada

Pascal, C

Programación Orientada a Objetos

Propone resolver problemas a través de identificar objetos de la vida real, es decir organizar los programas de manera que representan la interacción de las cosas en el mundo real.

Abstracción

Moderar de forma más natural a los objetos de la realidad. Quedarte con lo más importante.

Encapsulamiento

El estado y comportamiento de los obejtos es independiente. Protege la información.

Poliformismo

Permite que un objeto se comporte de forma difetente dependiendo el contexto

Herencia

Forma de estructurar jerarquicamente a las clases de un programa permitiendo con ella la reutlización del código

Paradigma declarativo

Se enfoca en que se desea lograr sin especificar los pasos exactos para lograrlo.

El programador describe el problema y el sistema decide la manera más adecuada de resolverlo.

Ejemplo de paradigma declarativo

SQL (Base de datos)

HTML (Diseño de página web)

Programación lógica

• Los programas se describen mediante hechos y reglas lógicas.

• Se realiza mediante la inferencia, donde el sistema deduce respuestas basadas en las reglas dadas

• Usa reglas y deducción

Ejemplo de programación lógica

Prolog

Programación estructurada (A fondo)

1. Diseño descendiente (top-down)

2. Estructura de datos

3. Estructuras de control

4. Programación modular

Top down 

• Es una técnica de programación descendiente o por nivel jerárquico. 

• Establece una serie de niveles de mayor a menor complejidad (arriba-abajo) que den solución al algoritmo.

• De lo grande a lo pequeño

Estructura de datos

Conjunto de datos donde podemos almacenar y acceder a elementos individuales de datos.

• Son formas de guardar y organizar información para que la compu la use mejor.

Programación modular

Dividir un programa en partes más pequeñas y manejables llamadas módulos o subprogramas.

Algoritmo

Es una secuencia ordenada, finita e inequivoca de pasos a seguir para resolver un determinado problema.

Precisión 

Los pasos a seguir deben ser precisados claramentes

• Ser claro y exacto

Determinismo

El algoritmo, dado un conjunto de datos idénticos de entrada, siempre debe arrojar los mismos resultados.

Finitud

Debe ser finito. Si se sigue un algoritmo se debe terminar en algún momento; es decir debe tener un número finito de pasos

El algoritmo debe definir 3 partes:

1. Entrada

2. Proceso

3. Salida

Entrada Algoritmo

Todos los datos que hay que ingresar para la resolución del problema

Proceso Algoritmo

Diferentes procedimientos en los cuales se usarán los datos

Técnicas 

• Descripción narrada

• Descripción pseudocódigo

• Diagrama de flujo

Descripción narrada

Este se caracteriza por seguir un proceso de ejecución común y lógico, que describe textualmente, paso a paso cada una de las actividades que se va a realizar dentro de una actividad determinada.

Descripción pseudocódigo

No es realmente un código, sino una versión abreviada de instrucciones para acercarnos a un lenguaje de programación.

Diagrama de flujo 

Esquema que representa gráficamente un algoritmo

Reglas básicas de un diagrama de flujo

1. Todos los símbolos han de estar conectados

2. A un símbolo de proceso pueden llegarle varias líneas

3. A un símbolo de decisión pueden llegarle varias líneas, pero sólo saldrán dos.

4. A un símbolo de inicio nunca le llegan líneas De un símbolo de fin no parte ninguna línea.

Estructuras de control

1. Selección

2. Iteración o bucles

3. Secuencial

Entrada - Pseudocódigo

• Almacena

• Acepta

• Guarda

• Lee

Salida - Pseudocódigo

• Imprime

• Escribe

Estructuras selectiva compuesta

Si llueve Entonces

Escribir "Lleva paraguas"

Sino

Escribir "No lo necesitas"

FinSi

Son estructuras lógicas que permiten controlar la ejecución de varias acciones y se utilizan cuando se tienen dos opciones de acción, por la naturaleza de estas se debe ejecutar una o la otra, pero no ambas a la vez, es decir, son mutuamente excluyentes.

Estructuras selectiva simple

Se identifican porque están compuestas únicamente de una condición. La estructura si- entonces evalúa la condición. 

Si tienes hambre Entonces

Escribir "Come una manzana"

FinSi

Posibles casos de la estructura simple

• Si la condición es verdadera, entonces ejecuta la acción

• Si (o acciones si son varias)

• Si la condición es falsa, entonces no se hace nada

Estructura Múltiple

Segun color Hacer

"rojo": Escribir "Alto"

"verde": Escribir "Sigue"

"amarillo": Escribir "Espera"

FinSegun

Con frecuencia es necesario que existan más de dos elecciones posibles. Este problema podría resolver por estructuras selectivas simples o dobles, anidadas o en cascada, pero el número de alternativas podemos utilizar una estructura selectiva múltiple.

Estructura Repetir

Repetir

Escribir "Dime tu contraseña"

Hasta Que contraseña = "1234"

• Es la estructura algorítmica adecuada para utilizar en un ciclo que se ejecutará un número definido de veces.

• En este caso conocemos cuántas veces ingresara en un ciclo.

• El número de veces se obtiene del planteamiento del problema.

Estructura Mientras

Mientras tenga_tareas = Verdadero

Escribir "Sigue estudiando"

FinMientras

• Esta estructura es adecuada para utilizar un ciclo cuando no sabemos el número de veces que se ha de repetir. Dicho número depende de las proposiciones dentro del ciclo.

• La evaluación de esta condición permite decidir cuándo finalizará la ejecución del ciclo. La condición se evalúa al inicio del mismo.

Tipos de datos

• Númericos

• Alfanúmericos

• Lógicos

Variables

• Almacena un dato

• Cada variable ocupa un espacio en la memoria

• Elementos: tipo, identificador y contenido

Cadena/Caracter 

Nombre “Juan Perez”

Entero

Edad “19”

Real

Nota “8.2”

Lógico

Aprobado “Verdadero/Falso”

Operadores

• Operador

• Expresión

Operador +, -, *

Símbolo que permite realizar una operación

+, -, *

Tipos de operadores

• Aritmeticos (+, -, *)

• Relacionales (<, >, =)

• Lógicos (y, o, no)

Expresión

Instrucción que puede estar compuesta por números, operadores, variables, constantes, produciendo un resultado. 

*Deben escribirse en notación algoritmica. 

¿Cómo nos comunicamos con las computadoras?

• Procesan información de modo automatico.

• Funcionan con señales digitales, las cuales representan la información como una secuencia de 0 y 1.

• 0 representa una señal de bajo voltaje

• 1 señal de alto voltaje

  • Es como si dentro de la compu hubiera muchas lucecitas que se prenden (1) y apagan (0).

Digito binario o bit

• El digito 0 o 1

  • Una secuencia de ceros y unos se conoce como código binario

Lenguaje maquina (código binario)

• Las primeras computadoras eran programadas en este lenguaje.

• El programador tenía que recordar las posiciones de los datos en memoria.

Lenguaje ensamblador

• Más fácil de recordar

• Llamado nemotécnico o nemónico

  • Son abreviaturas o segmentos de palabras clásicas en inglés

Add Lenguaje ensamblador

Suma

Sub Lenguaje ensamblador

Resta

Mult Lenguaje ensamblador

Multiplicar

Sto Lenguaje ensamblador

Almacenar

Primera generación del desarrollo de lenguajes de programación

Lenguajes máquina y ensambladores

Segunda generación del desarrollo de lenguajes de programación

Primeros lenguajes de alto nivel imperativo (Fortran, Cobol)

Tercera generación del desarrollo de lenguajes de programación

Lenguajes de alto nivel imperativo. Son los más utilizados en la actualidad (Algol 8, PL/1, Pascal, Modula)

Cuarta generación del desarrollo de lenguajes de programación

Orientados básicamente a las aplicaciones de gestión y manejo de bases de datos (Natural, SQL)

Quinta generación del desarrollo de lenguajes de programación

Orientados a la inteligencia artificial y al procesamiento de los lenguajes naturales (LISP, Prolog)

Lenguajes de alto nivel

Cobol, Basic, FORTRAN,

Lenguaje de programación

• Es una herramienta que permite desarrollar software o programas para computadora.

• Estos son empleados para diseñar e implementar programas encargados de definir y administrar el comportamiento de los dispositivos físicos y lógivos de una computadora.

Componentes de un lenguaje de programación

• Léxico

• Sintaxis

• Semántica

Léxico de un Lenguaje de programación

Reglas que determinan qué simbolos (letras, digitos, signos de puntuación, etc.) pueden usarse.

Sintaxis de un Lenguaje de programación

Determina las formas apropiadas de combinar los símbolos

Semántica de un Lenguaje de programación

El significado de cada afirmación expresada en el lenguaje

Compilador

• Los lenguajes de alto nivel necesitan traductores

• Un programa que traduce un programa escrito en un lenguaje de alto nivel en un programa equivalente en lenguaje maquina (en el caso de Java, este lenguaje máquina es el bytecode)

Compilación y ejecución de un programa

1. El programa fuente lo capturamos mediante programa editor y es almacenado.

2. Es traducido a lenguaje máquina con el compilador y el sistema operativo que se encarga prácticamente de la compilación.

3. Una vez que el programa ejecutable se ha creado, ya se puede ejecutar desde el sistema operativo con solo teclear su nombre

Proceso de compilación en C

1. Prepocesar el archivo fuente, es decir, interpretar las directivas de pre-procesamiento que hayamos utlizado, como #define, #include, etc.

2. Compilar el código, el resultado es un código binario NO ejecutable, llamado código objeto

3. Para que el código objeto se vuelva ejecutable, es el de enlazar, montar o linkear el objeto con las bibliotecas. El proceso de montaje produce un programa ejecutable.

Primer paso en el proceso de compilación en C

Código Fuente → *.c

Segundo paso en el proceso de compilación en C

Preprocesador C → *.i

Tercer paso en el proceso de compilación en C

Compilador → *.s

Cuarto paso en el proceso de compilación en C

Ensamblador → *.o

En el cuarto paso del proceso de compilación en C interviene: 

Bibliotecas → *.h

Quinto paso en el proceso de compilación en C

Enlazador → a.out (ELF)

Resultado en el proceso de compilación en C

Ejecutable

Estándares del lenguaje C

La última edición es ISO/IEC (también conocida como C17), pero es importante tener en cuenta que el trabajo en la nomra ISO/IEC **** está actualmente en curso.

Estructura de un programa

#(almohadilla, numeral) al principio de la primera línea

• El contenido de esta línea es una directiva de preprocesador

Preprocesador

Es una parte independiente del compilador, cuya tarea es preleer el texto del programa y modificarlo

#include <stdio.h>

Archivos de encabezado

La información preliminar, que necesita el compilador, se incluye en estos archivos cuyos nombres suelen terminar en “.h” (encabezado)

Main

Este lenguaje asume que, entre los muchos bloques que pueden incluir en un programa, siempre debe estar presente uno específico; de lo contrario, el programa no será correcto.

Cuerpo de la función

Comienza donde se abre el primer corchete { se coloca y termina donde está el corchete de cierre correspondiente }