Tema 1: Introducción Introducción a la informática

Tema 1: Introducción Introducción a la informática
Introducción a los ordenadores Introducción a la programación

Tema 1: Introducción Introducción a la informática Información: Datos:
Ideas o hechos transmitidos entre personas Vallas publicitarias, prensa, clases... Datos: Componentes básicos de la información: codificación Eslogan, titular,... Informática: Conjunto de ciencias, técnicas o actividades que se dedican al estudio, tratamiento y almacenamiento de los datos por medios automáticos. Sistema binario: Representación de la información en base 2 La información se codifica como una secuencia de símbolos binarios: 0 y 1. 2

Tema 1: Introducción Tipos y codificación de la información:
Proceso que consiste en representar la información mediante una combinación de símbolos determinada: dos informaciones distintas tienen dos combinaciones distintas. Información analógica La manera en que existe la información en el mundo real: carta, fotos, una cinta de música. Información digital Si en vez de utilizar papel, lápiz, magnetófonos, etc. se utiliza un ordenador, la información pasa a ser digital La información analógica se traduce a codificación binaria Ejemplo telégrafo y código morse: 3

Tema 1: Introducción “Confirmo asistencia a boda. Llegaré Valencia sábado mañana temprano” escribiré en código Morse la siguiente secuencia de símbolos: “- · - · · · · - · · - · · · · · · · · · · · · · · · - · · · · - “ etc... 4

Tema 1: Introducción Si se utilizara la codificación binaria:
“ ” Esta codificación es transparente para el usuario Del mismo modo que el texto se puede codificar imágenes y sonido, e incluso animaciones. 5

Tema 1: Introducción Unidades de medida de la información
Información analógica libro en páginas, fotografía en cm, cinta en minutos Información digital Cada elemento de información (1,0) se llama bit (binary digit) Un conjunto de 8 bits es un byte (sería como una letra) Con un byte podemos conseguir 256 combinaciones distintas: 28 1024 bits/bytes = 1 Kbit/Kbytes = 210 bits/bytes 1024 Kbits/Kbytes = 1 Megabit/Megabyte = 220 bits/bytes 1024 Mbits/Mbytes = 1 Gigabit/Gigabyte = 230 bits/bytes 6

Tema 1: Introducción Ocupación orientativa de distintos tipos de información: 7

Tema 1: Introducción Introducción a los ordenadores
Ordenador: conjunto de sistemas mecánicos y electrónicos diseñado para la gestión automática de los datos y que puede ser programado Hardware: Parte física de un ordenador: pantalla, teclado, impresora, discos, etc Software: Parte lógica de un ordenador: sistema operativo, entorno gráfico, datos, etc Hardware y software Un ordenador tiene elementos de ambos grupos ya que el hardware no sería operativo sin el software 8

Tema 1: Introducción Estructura básica de un ordenador Hardware:
Dispositivos de entrada: ratón, teclado, joystick, trackball, etc. Dispositivos para el proceso de la información: procesador, memoria principal, electrónica de la placa base. Dispositivos de almacenamiento de la información: disco duro, diskette, cd-rom, zip, jazz, etc. Dispositivos de salida: monitor, impresora, plotter. Software: Sistema operativo Programas de usuario Datos Existen diferentes clases de ordenadores, nosotros nos referiremos a los personales 9

Tema 1: Introducción Componentes del ordenador
Información de entrada: Cualquier información que se introduce en el ordenador para ser procesada: conocida, invariable y estática. Información de salida: Cualquier información generada en un ordenador por medios automáticos: desconocida, variable y dinámica Proceso: Mecanismo automático, conocido y bien definido por el cual un ordenador es capaz de obtener unos resultados a partir de la información de entrada proporcionada 10

Información de entrada
Tema 1: Introducción Ejemplo:Proceso sumar dos números: Información de entrada: los dos números a sumar (5 y 12) Proceso: Sumar los dos números (5+12) Información de salida: la suma de ambos (17) Procesador: componente principal del ordenador capaz de procesar la información Información de entrada Información de salida Proceso 11

Tema 1: Introducción El camino de la información
Introducir la información en el ordenador mediante los dispositivos de entrada Almacenar la información en los dispositivos de almacenamiento Procesar la información para obtener resultados mediante los dispositivos de proceso Visualizar los resultados en los dispositivos de salida y/o almacenarlos 12

Tema 1: Introducción Dispositivos de entrada
Ratón: se utiliza como puntero Teclado: dispositivo de entrada por excelencia Se divide en: alfanumérico, numérico, desplazamiento, teclas grises, teclas de función, teclas especiales. Dispositivos para el proceso de la información Procesador: se conoce también como CPU (unidad central de proceso), es el cerebro del ordenador, en los ordenadores personales se ha pasado del 8088 a 4,77 Mhz en 1978 a el Pentium IV a 3.0 Ghz en la actualidad. 13

Tema 1: Introducción Dispositivos de almacenamiento
Memoria: la memoria principal RAM almacena la información cuando esta es procesada Electrónica de la placa base: circuito electrónico principal en el que se interconectan el procesador, la memoria y otros dispositivos Dispositivos de almacenamiento Disco duro: unidades de almacenamiento de gran capacidad Disquete: Son discos de pequeño tamaño y capacidad CD-Rom: Son como los cds de música 14

Tema 1: Introducción Dispositivos de salida Sistema operativo
Pantalla: permite visualizar imágenes y texto: tamaño, resolución y frecuencia de refresco Impresora: permite presentar los resultados en un soporte definitivo (papel) Componentes: sistema de alimentación del papel, cabeza de impresión, placa de control, botones y luces de control, conectores y cables. Tipos: matriciales, de inyección y láser. Sistema operativo Es el componente software más importante ya que entre otras funciones se ocupa de que el Hw funcione bien 15

Tema 1: Introducción Programas de usuario
Los SO más conocidos son: ms-dos, unix, linux, windows , NT, XP y 2003, OS/2, MacOS Funciones de un SO Gestión de procesos: gestionar los recursos que soliciten Gestión de la memoria: la memoria RAM es limitada Gestión del almacenamiento secundario: guardar y recuperar información Gestión de E/S: la información llegue a los dispositivos y sea tratada correctamente Gestión de archivos: la información se almacena en archivos y se estructura en directorios Programas de usuario Se compone de todo el software que no es el SO: Procesador de texto, hojas de cálculo, agendas, juegos, aplicaciones gráficas, etc. 16

Tema 1: Introducción Introducción a la programación
Algoritmo: Procedimiento bien definido que nos permite resolver un problema. Se definen mediante pasos: Dados 2 números visualizar el mayor Inicio Averiguar el valor del primer número Averiguar el valor del segundo número Si el primer número es mayor que el segundo, visualizar el primero, sino visualizar el segundo Fin Programa: Representación de un algoritmo mediante un lenguaje de programación concreto. Secuencia de instrucciones de un lenguaje de programación que resuelven el problema planteado por un algoritmo. 17

Tema 1: Introducción Implementar: traducir un algoritmo a un programa.
Desarrollo del Software: Diseño del algoritmo. Implementación. Ejecución y validación. Lenguaje de programación: Cjto de reglas, símbolos y palabras especiales empleadas para construir un programa. Instrucción: Cada una de las posibles órdenes que se pueden utilizar en un lenguaje de programación. El conjunto y sintaxis de instrucciones depende del lenguaje utilizado. 18

Tema 1: Introducción El problema debe ser susceptible de ser resuelto por ordenador: Dados dos números visualizar el mayor (lenguaje C) #include <stdio.h> int primer_numero, segundo_numero; main() { scanf("Primer numero: ",&primer_numero); scanf("Segundo numero: ",&segundo_numero); if (primer_numero>segundo_numero) printf("%d",primer_numero); else printf("%d",segundo_numero); } 19

Funcionamiento de un programa
Tema 1: Introducción Funcionamiento de un programa Entrada de datos: el programa solicita los datos necesarios para resolver el programa: los scanf Proceso de la información: el programa opera con los datos para obtener el resultado: una suma Salida de resultados: presentación en pantalla del resultado: los printf 20

Los lenguajes de programación
Los lenguajes de programación pueden dividirse en dos tipos: Lenguajes de alto nivel: Lenguaje en el que un programador escribe el programa. Se caracteriza por: ser independiente de la máquina y del Sistema Operativo para el que se realiza el programa, y ser relativamente sencillo de entender por una persona (programador) que escribe el programa. Lenguajes de bajo nivel: Estos lenguajes se caracterizan justo por lo contrario que los anteriores: son difíciles de entender y manejar por una persona, y son dependientes de un procesador en concreto. 21

Los lenguajes de Alto Nivel (I)
Dentro de los lenguajes de alto nivel pueden distinguirse varios tipos: Imperativos o procedurales (depende de a qué característica se refiera se utiliza un nombre u otro). También llamados lenguajes de 3ª generación. El análisis de los problemas y el planteamiento del diseño de los programas que solucionan un determinado problema se lleva a cabo dividiendo el problema en tareas y subtareas. Ejemplos: C, Pascal, Fortran, ... Orientados a Objetos. También llamados de 4ª generación. El planteamiento de la solución consiste en la identificación de objetos del mundo real con sus características y comportamiento. Ejemplos: C++, Java, Pascal-OO, ... Otros: Plantean la solución del problema de la programación desde otros puntos de vista. Se utilizan a nivel de investigación. 22

Los lenguajes de Alto Nivel (II)
Según el tipo de aplicación que se les da se pueden clasificar de la siguiente manera: De propósito general: BASIC, PASCAL, ADA, C, ... Científicos: FORTRAN, C, ... De gestión: COBOL, PRG, C, ... Educativos: LOGO, ... De Inteligencia Artificial: LISP, PORLOG, C, ... Programación en Internet: JAVA, PERL, HTML El lenguaje C/C++ es de los más utilizados hoy en día. También lo es el PASCAL y los que se refieren a Internet. 23

Los lenguajes de Bajo Nivel
Existen dos lenguajes de Bajo Nivel principalmente: El ensamblador: Lenguaje de símbolos en el que se expresan las instrucciones elementales que ha de realizar el procesador para el que se está programando. El lenguaje máquina: Lenguaje formado por cadenas de 1’s y 0’s que constituyen las instrucciones últimas que ejecuta el procesador. Es el único lenguaje de todos los anteriores que entiende el procesador directamente. 24

Proceso de programación
Una vez el programador escribe un programa en un lenguaje de Alto Nivel, es necesario traducirlo a lenguaje máquina para que el procesador pueda ejecutarlo. La traducción se realiza mediante un programa traductor. Existen dos tipos de traductores: Compiladores: Traducen el programa escrito en un lenguaje de Alto Nivel a lenguaje máquina de un procesador determinado. En un proceso intermedio generan código en lenguaje ensamblador. Intérpretes: Programas que interpretan las instrucciones de un determinado lenguaje de Alto Nivel y las van ejecutando a medida que las descifran. Ejemplo: Un navegador de Internet es un intérprete del lenguaje de Alto Nivel HTML. Código fuente (Editor) Compilador Intérprete Código ejecutable Código intermedio 25

Esquema del proceso de programación
Fichero ejecutable o programa Fichero fuente Lenguaje de programación de Alto Nivel Lenguaje máquina o binario Extensión: *.c, *.pas *.f, etc. Extensión: *.exe 26

Tipos de programas Programas de uso universal
Numéricos Procesadores de texto Gráficos Gestión De información remota Programas de uso particular Informática Ingeniería 27

Tema 1: Introducción Pseudocódigo
Aunque el conjunto de palabras y símbolos de los distintos lenguajes es muy diferente su funcionalidad es similar Nos permite realizar un esbozo del programa final utilizando un lenguaje cercano al natural Después será sencillo traducir al lenguaje elegido. Ejemplo: Dados 2 números, visualizar la suma de ambos Inicio Leer el primer número Leer el segundo número Calcular la suma de ambos Visualizar el resultado Fin 28

Tema 2: Elementos básicos de un programa
Tipos de datos, variable y constantes Operadores y expresiones

Tipos de datos, variable y constantes Tipo de datos: Clasificación disjunta que nos permite distinguir una información de otra según su naturaleza. Dependiendo del tipo se podrán realizar unas operaciones u otras Variable: Simbología que nos permite asociar un nombre a un almacén de información temporal en un programa. Esta información puede variar durante la ejecución Constante: Lo mismo que la variable pero su contenido permanece constante 30

Tipos de datos Numéricos Enteros: Valores numéricos enteros comprendidos entre y ó 0 y para un procesador de 16 bits. Reales: Subconjunto del conjunto matemático de los números reales (parte entera y parte real) Lógicos Sólo pueden tomar los valores cierto y falso. Carácter Valores alfanuméricos del código ASCII Variables Para poder disponer de una información durante la ejecución de un programa es necesario almacenarla en una variable. La mayoría de lenguajes precisan la declaración de la variable 31

Ejemplo: tipo_variable nombre_variable int contador unsigned int edad char sexo La declaración tiene dos funciones: reservar la memoria necesaria para la información y permitir utilizar esa información en el programa para realizar operaciones. Constantes La información que tiene una constante no varía, por lo que se suelen utilizar para definir valores que se repiten a lo lago del programa #define nombre_constante valor_constante #define pi #define titulo “TEXTO FIJO” #define numero_alumnos 100 32

Operadores y expresiones Operador: Símbolo que se asocia a una determinada operación básica que se realiza con los datos en algún punto del programa Expresión: Combinación de variables, constantes, operadores, paréntesis y nombres de función escritas en un determinado orden que tiene la propiedad de ser evaluada y obtener un valor Operadores Operadores aritméticos: realizan operaciones aritméticas, por lo que utilizan valores numéricos o variables numéricas 33

Unarios: Necesitan un único valor numérico para realizar la operación. Disponemos de los siguientes operadores: Signo negativo (-): Se utilizar para indicar que el valor numérico que lo sigue es un valor negativo. Ejemplo: int i = -10; Incremento (++): Se utiliza para aumentar el valor de su operando en una unidad. Ejemplo: (en lenguaje C) int i = 0 ; i++; /*La variable "i" contiene el valor 1 después de esta instrucción*/ Decremento (--): Se utiliza para disminuir el valor de su operando en una unidad. int i = 0 ; i--; /* La variable "i" contiene el valor -1 después de esta instrucción */ 34

Binarios: Necesitan dos valores numéricos para realizar la operación. Suma (+): Se utiliza para sumar dos valores numéricos. Ejemplo: int i = 0 ; j=10 ; k = 7 ; i=j+k; /* La variable "k" contiene la suma de los valores contenidos en las variables "j" y "k", es decir 10+7=17, después de esta instrucció Resta (-): Se utiliza para restar dos valores numéricos. Ejemplo: int i = 0 ; j=10 ; k = 7 ; i=j-k; /* La variable "k" contiene la resta de los valores contenidos en las variables "j" y "k", es decir 10-7=3, después de esta instrucción */ Multiplicación (*): Se utiliza para multiplicar dos valores numéricos. Ejemplo: int i = 0 ; j=10 ; k = 7 ; i=j*k; /* La variable "k" contiene la multiplicación de los valores contenidos en las variables "j" y "k", es decir 10*7=70, después de esta instrucción */ 35

División (/): Se utiliza para dividir dos valores numéricos. Dependiendo del tipo de datos (entero/real) la división obtendrá decimales o no. Ejemplo: int i = 0 ; j=10 ; k = 7 ; i=j/k; /* La variable "k" contiene la división entera de los valores contenidos en las variables "j" y "k", es decir 10/7=1, después de esta instrucción */ Resto módulo (%): Se utiliza para obtener el resto de la división entera dos valores numéricos. Los operandos deben ser necesaramente números enteros. Ejemplo: int i = 0 ; j=10 ; k = 7 ; i=j+k; /* La variable "k" contiene el resto de dividir de los valores contenidos en las variables "j" y "k", es decir resto(10/7)=3, después de esta instrucción */ 36

Operadores relacionales: Sirven para realizar comparaciones sencillas entre valores, el resultado será un valor lógico Menor que (<): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente menor que el segundo operando. Ejemplo: int i = 7 ; j=10 ; if i<j printf(“i es menor que j”); else printf(“j es menor que i”); Menor o igual que (<=): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente menor o igual que el segundo operando. if i<=j printf(“i es menor o igual que j”); else printf(“j es menor o igual que i”); Mayor que (>): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente mayor que el segundo operando. if i>j printf(“i es mayor que j”);else printf(“j es mayor que i”); 37

Mayor o igual que (>=): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente mayor o igual que el segundo operando. Ejemplo: int i = 7 ; j=10 ; if i>=j printf(“i es mayor o igual que j”); else printf(“j es mayor o igual que i”); Igual (= =): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente igual que el segundo operando. if i = = j printf(“i es igual a j”);else printf(“i es distinto de j”); Distinto (! =): Devuelve verdadero si el primer operando es estríctamente distinto del segundo operando. if i != j printf(“i es distinto de j”);else printf(“i es igual a j”); 38

Operadores lógicos: permiten realizar expresiones relacionales o lógicas más complejas Y (AND): Indica que se deben cumplir simultáneamente (a la vez) las dos condiciones o expresiones lógicas que se proporcionan como operandos. Ejemplo: int i = 7 ; j=10 ; k=15; if (i < j) and (i < k) printf(“i es menor que ambas j,k”); else printf(“i no es menor que ambas j,k”); O (OR): Indica que se deben cumplir al menos una de las dos condiciones o expresiones lógicas que se proporcionan como operandos. Ejemplo: int i = 12 ; j=10 ; k=15; if (i < j) or (i < k) printf(“i es menor que j o k”); else printf(“i es menor que ambas j,k”); 39

NO (NOT): Este operador necesita un único operando y su efecto es negar la condición que representa dicho operando. Ejemplo: int i = 7 ; j=10 ; if not (i < j) printf(“i no es menor que j”); else printf(“i es menor que j”); Operadores de asignación: Permiten modificar el valor asignado a una variable Ejemplo: int i ; i=1; /* La variable i tiene el valor 1 despues de esta operación */ i=5; /* La variable i tiene el valor 5 despues de esta operación */ Expresiones: En general, una variable, constante, valor numérico, etc. es una expresión por sí misma, aunque eso sí, muy sencilla. Lo importante de la expresión es que puede ser evaluada y por lo tanto su resultado será de un tipo de datos determinado 40

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