SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR DIRECCIÓN GENERAL DEL BACHILLERATO   ESCUELA PREPARATORIA FEDERAL POR COOPERACIÓN “DAVID ALFARO SIQUEIROS” CLAVE EMS – 2/70

LÓGICA COMPUTACIONAL Y PROGRAMACIÓN

UNIDAD I LÓGICA COMPUTACIONAL

LÓGICA COMPUTACIONAL

¿QUÉ ES LA LÓGICA COMPUTACIONAL?

DEFINICIÓN La lógica computacional es una disciplina que estudia la aplicación de la lógica clásica formal para la representación computacional de argumentos, las técnicas de deducción automática y asistida por computadora; sus fundamentos relacionados con validez y completes de sistemas de proposiciones; y las aplicaciones de esas técnicas a las diferentes áreas de las ciencias computacionales en todas las etapas de desarrollo de software, es decir, en la especificación, diseño, construcción y verificación formal de programas. En este objetivo concurre junto con la teoría de la computación y el análisis de algoritmos.

EN POCAS PALABRAS LO QUE TRATAREMOS EN ESTA MATERIA ES PROGRAMACIÓN; PERO… ¿QUÉ ES LA PROGRAMACIÓN?

Es el proceso de planificar una secuencia de instrucciones que ha de seguir una computadora. DEFINICIÓN

PARA QUE EXISTA LA PROGRAMACIÓN SE REQUIERE DE UN PROGRAMA QUE SE DEDIQUE A CREAR LOS PROGRAMAS

Y… ¿QUÉ ES UN PROGRAMA Y QUÉ HACE EL PROGRAMADOR?

PROGRAMA DEFINICIONES Conjunto de instrucciones de acuerdo con un formato llamado lenguaje que permite da instrucciones a la computadora para que las realice en forma automática, convirtiendo datos o valores en información importante para tomar decisiones. Conjunto de instrucciones que tienen como propósito generar los resultados o salidas deseadas por el usuario de la computadora a partir de la realización de una serie de operaciones sobre un conjunto de datos proporcionado o entradas. Conjunto de instrucciones que al ser ejecutadas realizan una tarea específica. Es la secuencia de instrucciones que indica las acciones que ha de ejecutar la computadora. DEFINICIONES

Para que exista un programa se requiere del Programador. Persona que se encarga de crear el código fuente o código del programa mediante un procesador de texto o una ventana de edición. Para que exista un programa se requiere del Programador.

EL PROGRAMA DEBE CUMPLIR UN CICLO DE DESARROLLO

Planeación: Consiste en entender el problema y establecer soluciones. CICLO DE DESARROLLO Planeación: Consiste en entender el problema y establecer soluciones. Diseño: Se crea la interfaz mediante la cual el usuario interactúa con la aplicación. Programación: Se personaliza la función de los controles, asociando instrucciones.

PARA PODER REALIZAR TODO LO ANTERIOR SE UTILIZAN ALGUNOS LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN BAJO NIVEL O CÓDIGO MÁQUINA Conjunto de Ceros y Unos, es decir señales binarias que, por ejemplo, un procesador podrá “entender” a una alta velocidad. Ejemplo: Pascal, Cobol, C, C++ y Java. ALTO NIVEL Son un conjunto de palabras u órdenes que poseen una determinada sintaxis, es decir, una norma predefinida para escribir un programa. Ejemplo: Visual Basic

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN Pascal: Fue desarrollado por Niklaus Wirth y el grupo de Zurich a principios de los años 70. Este lenguaje es muy apropiado para la enseñanza de la programación, puesto que su sintaxis es muy simple y es un lenguaje muy estructurado, lo que facilita la lectura e interpretación de los programas. Cobol: Es un lenguaje de programación muy portable entre diferentes sistemas operativos, orientado a la gestión de datos. Sus usos más comunes son el desarrollo de software en las áreas administrativas y contables. C: Es un lenguaje de programación estructurado y muy portable, se ha empleado en el desarrollo de sistemas operativos, estructuras de datos, programas científicos, aplicaciones gráficas, análisis numérico, etc. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN C++: Este lenguaje es una extensión del C, es decir, incluye algunas mejoras y características que el C clásico no posee. Se emplea en el desarrollo de aplicaciones complejas y a gran escala, tanto en el ámbito académico como en el industrial. JAVA: Los inicios se remontan a los años 70 pero fue a mediados de los años 90 que Sun Microsystems le dio el aspecto que tiene hoy. Desde un comienzo Java fue diseñado como un Lenguaje Orientado a Objetos. Se puede ejecutar en entornos heterogéneos, en diferentes tipos de computadoras, con cualquier tipo de sistema operativo o puede interactuar con otras aplicaciones independientes. La interactividad, la integración de sonidos e imágenes en una página Web son características de este lenguaje. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

TAMBIÉN UTILIZAREMOS DIFERENTES TIPOS DE DATOS, VARIABLES, OPERADORES ARITMÉTICOS, OPERADORES LÓGICOS, OPERADORES RELACIONALES Y COMANDOS

TIPOS DE DATOS TIPO DE DATO TAMAÑO RANGO Integer (Entero) 2 bytes Long Integer (Entero largo) 4 bytes -2,147,483.648 a 2,147,483.647 Float (Flotante-Decimales) 8 bytes -1,80e308 a 1,80e308 Char (cadena) 1 carácter/byte 2 billones de caracteres Boolean (Boleano) True o False Date 1 de enero de 100 a 31 de diciembre, 9999 TIPOS DE DATOS

Son las literales que se ocupan durante la ejecución del programa y pueden tener diferentes valores. Es una ubicación de almacenamiento temporal de información a la que se le asigna un nombre nemotécnico y que guarda un tipo de dato específico. Como su nombre lo indica, toman diferentes valores durante la ejecución del programa. VARIABLES

Operador: Es un símbolo aritmético, lógico, aritmético/lógico o relacional que identifica el tipo de operación a realizar. Un operador por sí solo es inservible pero en combinación con variables, constantes o números genera un resultado; a esta combinación se le denomina instrucción o fórmula. OPERADORES

OPERADORES ARITMÉTICOS Operación matemática + Suma - Resta * Multiplicación / División \ División entera Mod Residuo de la división (Módulo) ^ Potenciación & Concatenación OPERADORES ARITMÉTICOS

OPERADORES LÓGICOS Operador Descripción And Conjunción (y) Or Disyunción (o) Not Negación (No) OPERADORES LÓGICOS

OPERADORES RELACIONALES Descripción = Igualdad <> Diferencia < Menor que > Mayor que <= Menor o igual que >= Mayor o igual que OPERADORES RELACIONALES

Realizar un Organizador Gráfico del tema expuesto en su cuaderno. Realizar el Organizador Gráfico a computadora en el programa que más guste y anéxelo al Portafolio de Evidencias. ACTIVIDAD

DIAGRAMA IPO

¿QUÉ ES UN DIAGRAMA IPO?

entrada proceso salida DEFINICIÓN IPO debe su nombre a las siglas en inglés, INPUT-PROCESS-OUTPUT; en castellano ENTRADA-PROCESO-SALIDA. Es, por mucho, la más simple y práctica forma para planear la programación desarrollada, ya que el término de complejidad no significa necesariamente superioridad. La manera en que funciona es realmente clara, todo lo que hay que hacer es comenzar con un plan básico. Todos los programas tienen algún grado de entrada, algún grado de procesamiento de entrada y algún tipo de salida, que puede ser una pantalla, una impresora, otro programa, etc. entrada proceso salida

ENTRADA PROCESO SALIDA Incluye 3 tipos: 1. Leer datos desde un archivo de configuración. 2. Pedirle al usuario el ingreso de algún dato. 3. Leer datos que ingresan desde un escáner, una cámara o cualquier otro dispositivo de entrada conectado al sistema. PROCESO Involucra todo aquello que se hace para manipular o alterar los datos de entrada recibidos (por ejemplo, ordenarlos, operarlos matemáticamente, etc.). Esto es, por lo general, la mayor parte del programa. SALIDA Es la parte inversa de la entrada. Podemos grabar la configuración actual, mostrar al usuario algún mensaje, imprimir algo, enviar los datos al disco o a la entrada de otro programa.

Realizar un Organizador Gráfico en su cuaderno del tema tratado anteriormente. Realizar el Organizador Gráfico en la computadora en el programa que más guste y anéxelo a su Portafolio de Evidencias. Resuelva los ejercicios en su cuaderno y posteriormente páselos a computadora para anexarlos en su portafolio de evidencias. ACTIVIDAD

ALGORITMOS

AHORA VEREMOS LO QUE SON LOS ALGORITMOS, SU HISTORIA, SUS CARACTERÍSTICAS, CLASIFICACIÓN Y EXPRESIÓN

La palabra Algoritmo se deriva del nombre latinizado del gran matemático árabe Mohamed Ibn Al Kow Rizmi (780-850), el cual escribió entre los años 800 y 825 su obra Quitad Al Mugabala, un tratado sobre manipulación de números y ecuaciones donde se recogía el sistema de numeración hindú y el concepto del cero. También alcanzó gran reputación por el enunciado de las reglas para sumar, restar, multiplicar y dividir números decimales. Junto con Euclídes el gran matemático griego (siglo IV a. C.) que inventó un método para encontrar el máximo común divisor de los números, se les considera los padres de la algoritmia (ciencia que trata de los algoritmos). Fue Fibonacci quien tradujo la obra al latín e inició con la palabra: Algoritmi Dicit. ANTECEDENTES

Conjunto de pasos que nos permite obtener la solución a un problema. DEFINICIÓN Es una serie de operaciones detalladas y no ambiguas, a ejecutar paso a paso, y que conducen a la resolución de un problema. Es un conjunto de reglas para resolver una cierta clase de problema o una forma de describir la solución de un problema. Conjunto de pasos que nos permite obtener la solución a un problema.

Con símbolos, utilizando diagramas de flujo. EXPRESIÓN GRÁFICA Con símbolos, utilizando diagramas de flujo. NO GRÁFICA Describiendo las operaciones que llevará a cabo, utilizando un pseudocódigo. CLASIFICACIÓN DETERMINISTAS En cada paso del algoritmo se determina, de forma única, el siguiente paso. NO DETERMINISTAS Debe decidir en cada paso de la ejecución entre varias alternativas y agotarlas, todas antes de encontrar la solución.

El algoritmo debe acabar tras un número finito de pasos. CARACTERÍSTICAS FINITO El algoritmo debe acabar tras un número finito de pasos. DEFINIDO El algoritmo debe definirse de forma precisa para cada paso, es decir, hay que vitar toda ambigüedad al definir cada paso, de modo que si se sigue dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez. PRECISO Todas las operaciones que el algoritmo realizará deben ser lo suficientemente básicas, de modo que puedan, en un principio, ser llevadas a cabo en forma exacta, y en un tiempo finito, por una persona usando papel y lápiz.

Investigar las biografías de Euclídes y Fibonacci en su cuaderno. Realizar un Organizador Gráfico en su cuaderno del tema tratado. Realizar el mismo Organizador Gráfico en la computadora con el programa que más guste y anéxelo al Portafolio de Evidencias. Resuelva los ejercicios en su cuaderno y posteriormente páselos a computadora para anexarlos en su portafolio de evidencias. ACTIVIDAD

Realizar una pequeña investigación del tema Metodologías para la construcción de programas en su cuaderno. Realizar un Organizador Gráfico en la computadora de la información investigada y anexarlo al Portafolio de Evidencias. ACTIVIDAD

PROGRAMACIÓN LINEAL

COMENCEMOS CON LA PROGRAMACIÓN Y LA PRIMERA QUE ESTUDIAREMOS SERÁ LA PROGRAMACIÓN LINEAL

PROGRAMACIÓN LINEAL DEFINICIÓN Técnica matemática y de investigación de operaciones que se utiliza en la planificación administrativa y económica para maximizar las funciones lineales de un gran número de variables sujetas a determinadas restricciones. PROGRAMACIÓN LINEAL

CARACTERÍSTICAS CORRECTO/FIEL LEGIBLE MODIFICABLE DEPURABLE Producir resultados requeridos. LEGIBLE Debe ser entendido por cualquier programador, que permita fáciles modificaciones. MODIFICABLE El diseño nunca es definitivo y por ello su estructura debe permitir modificaciones. DEPURABLE Debe ser fácil la localización y corrección de errores.

EN LA PROGRAMACIÓN LINEAL SE UTILIZAN LOS LLAMADOS DIAGRAMAS DE FLUJO… MMM… PERO… ¿CÓMO LOS DEFINIMOS Y CUÁL ES LA SIMBOLOGÍA QUE SE UTILIZA?

DIAGRAMA DE FLUJO DEFINICIÓN Es una de las técnicas de representación de algoritmos más antigua y, a la vez, más utilizada, aunque su empleo ha disminuido considerablemente, sobre todo desde la aparición de lenguajes de programación estructurados. Utiliza los símbolos (cajas) estándar que tienen los pasos escritos en cajas unidas por flechas, denominadas líneas de flujo, que indican la secuencia en que se debe ejecutar. DIAGRAMA DE FLUJO

Desde que surgieron los diagramas de flujo se inventaron diversas simbologías. Gane y Sarsons (1983) sintetizan una metodología para el estudio se los sistemas, utilizando cuatro símbolos básicos: ENTE EXTERNO PROCESO ARCHIVO FLUJO DE INFORMACIÓN SIMBOLOGÍA

Proceso predeterminado Actualmente, la simbología se ha ido estandarizando y dentro de los símbolos más comunes podemos mencionar los siguientes: Proceso Terminal Decisión Conector Proceso predeterminado Proceso manual Flujo de información Pantalla Entrada / Salida Impresora SIMBOLOGÍA Anotación

RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE DIAGRAMAS DE FLUJO Se debe usar solamente líneas de flujo horizontales o verticales. Se debe evitar el cruce de líneas utilizando conectores. Se debe usar conectores sólo cuando sea necesario. No deben quedar líneas de flujo sin conectar. Se debe trazar los símbolos de manera que se puedan leer de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha. Todo texto incluido dentro de un símbolo, deberá ser escrito de manera clara y concisa. RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE DIAGRAMAS DE FLUJO

Realizar un Organizador Gráfico del tema tratado en su cuaderno. Realizar el mismo Organizador Gráfico a computadora en el programa que gusten y anéxelo a su Portafolio de evidencias. Resuelva los ejercicios en su cuaderno y posteriormente páselos a computadora para anexarlos en su portafolio de evidencias. ACTIVIDAD

PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

POR ÚLTIMO VEREMOS LA PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

Técnica de construcción top-down (Arriba-Abajo) de programas que utilizan al máximo los recursos del lenguaje, limita el conjunto de estructuras aplicables a leer y presenta una serie de reglas que coordinan adecuadamente el desarrollo de las diferentes frases de la programación. Edgar W. Dijkstra es considerado el padre de la Programación Estructurada. DEFINICIÓN

TÉCNICA DESCENDENTE (top-down) DEFINICIÓN Consiste en establecer una serie de niveles de menor a mayor complejidad que den solución al problema.

Descripción: Funciones y objetivos. MÓDULO DEFINICIÓN Constituido por una o varias instrucciones físicamente contiguas y lógicamente encadenadas, las cuales se pueden referenciar mediante un nombre y pueden ser llamadas desde diferentes puntos del programa. Puede ser: Un programa, una función o una subrutina (procedimiento). CARACTERÍSTICAS Máxima cohesión. Mínimo acoplamiento. Descripción: Funciones y objetivos. Rendimiento: Realizar el proceso aprovechando al máximo todos los recursos con los que se dispone. Diseño: Comprueba la estructura del módulo, de los datos y la comunicación. TIPOS Módulos tipo raíz, director o principal. Módulos tipo subraíz. Módulos de entrad (captura de datos). Módulos de variación de entradas. Módulos de proceso. Módulos de creación y formatos de salida.

DIAGRAMA DE ÁRBOL

DEFINICIÓN DIAGRAMA DE ÁRBOL Figura para definir el espacio muestral de experimentos aleatorios de pasos múltiples. DIAGRAMA DE ÁRBOL

Resuelva los ejercicios en su cuaderno y posteriormente páselos a computadora para anexarlos en su portafolio de evidencias. ACTIVIDAD

ESTRUCTURAS DE CONTROL

POR ÚLTIMO VEREMOS LAS ESTRUCTURAS DE CONTROL QUE FORMAN PARTE DE TODO TIPO DE PROGRAMACIÓN

TEOREMA DE LA ESTRUCTURA Bohm y Jacopini demostraron que cualquier problema con un solo punto de entrada y un punto de salida puede resolverse con tres únicos tipos de estructuras de control. TEOREMA DE LA ESTRUCTURA

ESTRUCTURAS BÁSICAS DE CONTROL ESTRUCTURA ALTERNATIVA ESTRUCTURA SECUENCIAL: Ejecuta las acciones sucesivamente unas a continuación de otras sin posibilidad de omitir ninguna. ESTRUCTURA ALTERNATIVA (Condicional): Únicamente se realiza una alternativa dependiendo del valor de una determinada condición o predicado. ESTRUCTURAS REPETITIVAS: Son aquellas en las que las acciones se ejecutan un número determinado de veces y dependen de un valor predefinido o el cumplimiento de una determinada condición.

ESTRUCTURA SECUENCIAL INICIO ENTRADA DE DATOS PROCESO IMPRIMIR FIN ESTRUCTURA SECUENCIAL

ESTRUCTURA ALTERNATIVA ALTERNATIVA SIMPLE La existencia o cumplimiento de la condición implica la ruptura de la secuencia y la ejecución de una determinada acción. ALTERNATIVA DOBLE Permite la elección entre dos acciones o tratamientos en función de que se cumpla o no determinada condición. ALTERNATIVA MÚLTIPLE Se adoptan cuando la condición puede tomar n valores enteros: 1, 2, 3, … n.

ESTRUCTURA ALTERNATIVA SIMPLE INICIO ENTRADA DE DATOS CONDICIÓN PROCESO IMPRIMIR FIN SI NO ESTRUCTURA ALTERNATIVA SIMPLE

ESTRUCTURA ALTERNATIVA DOBLE INICIO ENTRADA DE DATOS CONDICIÓN PROCESO IMPRIMIR FIN SI NO ESTRUCTURA ALTERNATIVA DOBLE

ESTRUCTURA ALTERNATIVA MÚLTIPLE INICIO ENTRADA DE DATOS CONDICIÓN PROCESO IMPRIMIR SI NO FIN ESTRUCTURA ALTERNATIVA MÚLTIPLE

ESTRUCTURAS REPETITIVAS HACER MIENTRAS DO_WHILE Determina la repetición de un grupo de instrucciones mientras la condición se cumpla inicialmente. REPETIR HASTA DO_UNTIL Estructura en la que el número de iteraciones o repeticiones del grupo de instrucciones se ejecuta hasta que la condición deje de cumplirse. Esta condición se cumple al final. DESDE_HASTA FOR_TO Es aquella que se repite un número fijo de veces.

ESTRUCTURA WHILE_DO INICIO NO CONDICIÓN SI PROCESO FIN IMPRIMIR ENTRADA DE DATOS CONDICIÓN PROCESO IMPRIMIR SI FIN NO ESTRUCTURA WHILE_DO

ESTRUCTURA DO_UNTIL INICIO PROCESO NO CONDICIÓN SI IMPRIMIR FIN ENTRADA DE DATOS PROCESO CONDICIÓN IMPRIMIR FIN SI NO ESTRUCTURA DO_UNTIL

DEFINICIÓN DE PSEUDOCÓDIGO Pseudo o Seudo significa falso, imitación y código se refiere a las instrucciones escritas en un lenguaje de programación; pseudocódigo no es realmente un código sino una imitación y una versión abreviada de instrucciones reales para las computadoras. DEFINICIÓN DE PSEUDOCÓDIGO

Resuelva los ejercicios en su cuaderno y posteriormente páselos a la computadora y anéxelos a su portafolio de evidencias. ACTIVIDAD

Investigue el tema Programación Orientada a Objetos (POO), realizando un Organizador Gráfico en la computadora y anéxelo a su Portafolio de Evidencias. Temas a investigar: Fundamentos. Objetos y clases. Métodos. Propiedades: Herencia Paso de mensajes Encapsulamiento Polimorfismo ACTIVIDAD