Metodología de la Programación Elementos Básicos Otoño 2014

Definiciones Sistema: Conjunto de Unidades que colaboran entre si para realizar una función general y donde cada unidad efectúa un trabajo específico. Computadora: Sistema de Procesamiento de Información que recibe datos como entrada, los modifica (procesa) y produce resultados como salida. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Arquitectura básica El diseño básico operacional de un sistema de cómputo se conoce como arquitectura A. John Von Neumann (NVA), un pionero del diseño de la computadora. Un sistema típico de NVA tiene tres componentes: memoria, una unidad central de procesamiento (CPU) y dispositivos de entrada/salida (I/O). MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Arquitectura básica Dispositivos de E/S Registros ALU Memoria Programa Buses del Sistema Dispositivos de E/S Área de Datos 101010101010101010101011000110101010110101 Área de Código 0101101010101010110001101011 Registros ALU Unidad de Control MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Datos El ser humano realiza los razonamientos a partir de información adquirida que está almacenada en su cerebro. La computadora tiene que almacenar en su interior toda la información necesaria para realizar el proceso automático que le pedimos que ejecute. La parte de la computadora que realiza esta función es la Memoria principal, interna o central. Es la denominada memoria R.A.M. (memoria de acceso directo). MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Tipos de datos Los tipos de datos se agrupan en tipos simples o bien en tipos estructurados, nosotros vamos a empezar viendo los tipos simples de datos. Los valores que se pueden almacenar en memoria vamos a dividirlos en los siguientes tipos: Numéricos (enteros y reales). Lógicos. Carácter. Cadenas. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Constantes y variables En una computadora se pueden distinguir ciertos valores que no cambian durante la ejecución de un proceso, a estos valores se les denominan constantes. De la misma forma existen valores que van cambiando durante el proceso y a estos se les denominan variables. Las variables se identifican por un nombre que se le asigna y el tipo que indica los valores que puede contener para un uso correcto de la variable. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Constantes y variables Área de almacenamiento, de tamaño fijo y que sirve para guardar un tipo de dato específico. Las variables tiene dos elementos: El Nombre de la variable y el Contenido de la variable. El nombre de la variable sirve para distinguirla de otras variables y el contenido se refiere al dato que es guardado en ese lugar. La variable puede almacenar un sólo tipo de dato como puede ser datos enteros, reales, booleanos, caracteres, etc. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Operadores y expresiones Son los elementos que permiten indicar la realización de una operación entre determinados valores. La sintaxis de estas expresiones con operadores será siempre de la siguiente forma:  Expresión1 operador Expresión2 Cada expresión puede ser un solo valor, constante o variable, o una expresión como conjunto de valores relacionados mediante operadores, por lo que es necesario que existan unas reglas que indiquen en que orden deben efectuarse las operaciones. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Prioridad Operadores aritméticos: Esta relación de operadores aritméticos es la más usual, pero siempre es conveniente consultar el manual del lenguaje de programación que se utilice en cada momento. Operador Significado ^ Exponenciación * Multiplicación / División Div División entera Mod Resto + Suma - Resta MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Prioridad Operadores relacionales: Estos operadores actúan sobre valores numéricos y sobre valores tipo cadenas. El resultado es un valor lógico. Significado Símbolo Igual que = Menor que < Mayor que > Menor o igual que <= Mayor o igual que >= Diferente <>,  MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Prioridad Operadores Lógicos: Estos operadores actúan sobre valores lógicos, es decir, entre el valor verdadero y el valor falso. A not A T F A B A and B A or B A xor B T F MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Prioridad Nivel de prioridad de los operadores. Las dos reglas principales para evaluar expresiones son: Se empieza a evaluar por la izquierda. Los paréntesis siempre tienen la mayor prioridad, teniendo en cuenta que pueden estar anidados, en cuyo caso se evaluará primero el más interno. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Asignación de variables Es una de las acciones básicas que se puede ejecutar en la computadora. Una variable está relacionada con posiciones de memoria que van a contener valores que pueden cambiar durante la ejecución del proceso. Por tanto es necesario tener una acción que permita dar valores adecuados a cada variable para obtener al final del proceso los resultados correctos. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Asignación de variables Se debe tener en cuenta el tipo de variable para no cometer errores a la hora de la asignación. La asignación de un valor a una variable supone una escritura en memoria y por tanto una operación destructiva del valor que tuviera la variable anteriormente. El símbolo utilizado para indicar esta acción de asignación será “”, de forma que la operación se señalará de la siguiente manera: variable  valor o expresión. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Expresiones Una expresión es una combinación de operandos (variables), constantes y operadores. La expresión debe estar bien escrita, es decir, siguiendo las reglas de los operadores. Las expresiones se pueden dividir en expresiones aritméticas o expresiones lógicas. Ejemplos de expresiones aritméticas: 25 (50 * 2) + 10 Salario * 0.15 MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Expresiones Ejemplos de proposiciones con expresiones aritméticas: Base  (500 * 2) + 100 Salario  DiasTrabajados * SalarioDiario Impuesto  Salario * 0.15 Ejemplos de proposiciones con expresiones lógicas: Mayor  a > b Menor  ( a < b ) and ( b < c ) MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Ejercicio Obtener los resultados de las siguientes expresiones: c) (“abc” + “de”) > “abcde” d) 7>6 AND 5=5 OR 4<0 e) 2^3+6/3-4^2 f) (2^(3+6/3)-4)^2 g) NOT (5<6 OR 7=0) AND Falso h) 5.25 + 8.5 / 5 - 3.2 * 7.25 MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Metodología de la Programación Herramientas de Representación Otoño 2014

Resolución de problemas Fases de Resolución del Problema: Análisis del problema. Consiste en la definición concisa a fin de que sea analizado en todo detalle. Diseño o desarrollo del algoritmo. Es el procedimiento, paso a paso, para la solucionar el problema dado. Resolución del algoritmo por computadora. Es la codificación del algoritmo en un algún lenguaje de programación. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Diseño de un algoritmo Las Fases para el Diseño del Algoritmo son: Diseño Descendente (Algoritmo Narrado). Refinamiento por pasos (Algoritmo detallado). Herramientas de Programación (Representación del Algoritmo en una herramienta). Diseño de un Algoritmo Diseño Descendente Refinamiento por pasos Herramientas de programación: Diagramas de Flujo Pseudocódigo Pruebas de escritorio MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Algoritmo Narrado Este algoritmo es caracterizado porque sigue un proceso de ejecución común y lógico, describiendo textualmente paso a paso cada una de las actividades a realizar dentro de una actividad determinada. INICIO Situar escalera bajo el foco quemado. Elegir un foco de reemplazo (de la misma potencia que el anterior). Subir por la escalera hasta alcanzar el foco. Girar el foco contra las manecillas del reloj hasta que esté suelto. Ubicar el foco nuevo en el mismo lugar que el anterior. Enroscar en el sentido de las manecillas del reloj hasta que quede apretado. Bajar de la escalera. FIN MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Refinamiento por pasos En esta fase consiste en descomponer en pasos más simples cada uno de los pasos del algoritmo narrado, donde se deberá especificar las acciones en forma detalladas y sus datos de forma precisa. Características del Refinamiento de pasos Se detallan acciones de selección, de repetición. Otra característica es el uso de indentación (sangrado o justificación del texto) para escribir los pasos del algoritmo. Además se pueden establecer la identificación de las entradas, salidas, constantes y variables previamente definidas. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Refinamiento por pasos Algoritmo para determinar los números menores que 90 y múltiplos de 9. Inicio Inicializar Num9 Mientras Num<90 3.1 Escribir Num. 3.2 Num Num+9 Fin MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Herramientas de programación Para representar un algoritmo se debe utilizar algún método que permita independizar dicho algoritmo del lenguaje de programación elegido. Permitiendo su representación y su transformación a un programa para su codificación: Su representación gráfica puede ser utilizando: Diagramas de flujo. Lenguaje de especificación de algoritmos: Pseudocódigo. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Diagramas de Flujo Un diagrama de flujo (flowchart): Es una de las técnicas de representación de algoritmos más antiguas y la vez mas utilizada, aunque su empleo ha disminuido. Es un diagrama que utiliza los símbolos (cajas) estándar y que tiene escritos en cada caja los pasos del algoritmo las cuales están unidas por flechas denominadas líneas de flujo. Debidamente realizado permite altos niveles de estructuración, para mantener las nuevas corrientes de diseño y modularización. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Diagramas de Flujo Reglas para la construcción de diagramas de flujo: Todo diagrama de flujo debe tener un inicio y un fin. Las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del diagrama deben ser rectas, verticales y horizontales. Todas las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del diagrama deben estar conectadas a alguno de los símbolos. El diagrama de flujo debe ser construido de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha. Si el diagrama de flujo requiriera más de una hoja para su construcción, debemos utilizar los conectores. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Pseudocódigo Es una herramienta de programación en la que las instrucciones se escriben en palabras similares al inglés o español, que facilitan tanto la escritura como la lectura de programas. Las palabras reservadas comúnmente utilizadas en pseudocódigo son: Inicio, Fin, Leer, Escribir, Si, Entonces, Sino, FinSi, Según, FinSegun, Mientras, Hacer, FinMientras, Repetir, HastaQue, Para, FinPara, Desde, entre otras. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014

Pseudocódigo Características del pseudocódigo: Mantiene una indentación o sangría adecuada para facilitar la identificación de los elementos que lo componen. Permite la declaración de los datos (constantes y/o variables) manipulados por el algoritmo. Dispone de un conjunto pequeño de palabras reservadas para expresar las acciones del algoritmo. Supera las dos principales desventajas del diagrama de flujo: lento de crear y difícil de modificar. Permite el seguimiento de la lógica de un algoritmo. MC Beatriz Beltrán Martínez FCC - BUAP Otoño 2014