U1. Introducción a la programación Lenguajes de programación Fases en el desarrollo de programas. Estrategias de resolución de problemas Elementos de un lenguaje de programación Entornos de desarrollo Ejecución de un programa Interfaz gráfica de usuario

Algoritmo 1 . Programación Algoritmo Palabra que proviene del nombre de un matemático y astrónomo árabe Al-Khôwarizmi del sigo IX, que escribió un tratado sobre la manipulación de números y ecuaciones llamado Kitab al-jabr w’almugabala.

Algoritmo 1 . Programación Un algoritmo es una secuencia ordenada de pasos, no ambiguos, expresados en lenguaje natural que conducen a la solución de un problema dado. Los algoritmos deben cumplir con algunas características: Preciso. Indica el orden de realización de cada uno de los pasos. Definido. Si a un algoritmo se le suministra varias veces los mismosdatos los resultados deben ser los mismos. Finito. El algoritmo debe terminar en algún momento. Ejemplos. Calculo de la raíz cuadrada, sumar dos números, recetas de cocina, …

Programación 1 . Programación Se llama Programación a la implementación de un algoritmo en un determinado lenguaje de programación, para realizar un programa. Programa es una secuencia de instrucciones que una computadora puede interpretar y ejecutar. Las computadoras son un ejemplo de sistemas basados en programa almacenado, todos estos sistemas poseen un procesador central, cuya actividad de una forma simple puede resumirse a: 1. Obtener una instrucción. 2. Determinar que instrucción es. 3. Ejecutar la instrucción 4. Ir al paso número 1

Estructura de un ordenador 1 . Programación Estructura de un ordenador El conjunto de instrucciones que se desea que el sistema ejecute se almacena en algún tipo de memoria, RAM, por el sistema operativo.

Sistema Operativo 1 . Programación Un sistema operativo (SO, frecuentemente OS, del inglés Operating System) es un programa o conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación.

Lenguajes de programación Un lenguaje de programación es un lenguaje formal diseñado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana. Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila (de ser necesario) y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación.

Historia 2 . Lenguajes de programación Para que la computadora entienda nuestras instrucciones debe usarse un lenguaje específico conocido como código máquina, el cual la máquina comprende fácilmente, pero que lo hace excesivamente complicado para las personas. De hecho sólo consiste en cadenas extensas de números 0 y 1. Para facilitar el trabajo, los primeros operadores de computadoras decidieron hacer un traductor para reemplazar los 0 y 1 por palabras o abstracción de palabras y letras provenientes del inglés; éste se conoce como lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la letra A de la palabra inglesa add (sumar). El lenguaje ensamblador sigue la misma estructura del lenguaje máquina, pero las letras y palabras son más fáciles de recordar y entender que los números.

Historia 2 . Lenguajes de programación A finales de 1953, John Backus sometió una propuesta a sus superiores en IBM para desarrollar una alternativa más práctica al lenguaje ensamblador para programar la computadora central IBM 704, desarrollando el lenguaje Fortran. El primer manual para el lenguaje Fortran apareció en octubre de 1956, con el primer compilador Fortran entregado en abril de 1957. Esto era un compilador optimizado, porque los clientes eran reacios a usar un lenguaje de alto nivel a menos que su compilador pudiera generar código cuyo desempeño fuera comparable al de un código hecho a mano en lenguaje ensamblador. En 1960, se creó COBOL, uno de los lenguajes usados aún en la actualidad, en informática de gestión.

Historia 2 . Lenguajes de programación Lista de los lenguajes de programación: http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Lenguajes_de_programaci%C3%B3n

Paradigmas de programación 2 . Lenguajes de programación Paradigmas de programación Un paradigma de programación es una propuesta tecnológica que es adoptada por una comunidad de programadores cuyo núcleo central es incuestionable en cuanto a que únicamente trata de resolver uno o varios problemas claramente delimitados. Es un estilo de programación empleado. La resolución de estos problemas debe suponer consecuentemente un avance significativo en al menos un parámetro que afecte a la ingeniería de software. Tiene una estrecha relación con la formalización de determinados lenguajes en su momento de definición. Un paradigma de programación está delimitado en el tiempo en cuanto a aceptación y uso ya que nuevos paradigmas aportan nuevas o mejores soluciones que la sustituyen parcial o totalmente.

Paradigmas de programación 2 . Lenguajes de programación Paradigmas de programación Imperativo o por procedimientos: es considerado el más común y está representado, por ejemplo, por C, BASIC o Pascal Funcional: está representado por Scheme o Haskell. Este es un caso del paradigma declarativo. Lógico: está representado por Prolog. Este es otro caso del paradigma declarativo. Modular, en su vertiente gráfica estaría como Pure Data o Max. Orientado a objetos: está representado por Smalltalk y Java, un lenguaje completamente orientado a objetos.

3 . Fases en el desarrollo de un programa Ciclo de vida

Análisis del problema 3 . Fases en el desarrollo de un programa En esta fase debemos especificar cuáles son los requisitos a los que se debe dar solución desde el programa a realizar. El problema debe estar completamente especificado y se entiende perfectamente. Debe responder a la pregunta ¿Qué queremos resolver de forma clara? Ejemplo. Escribir un programa para sumar dos números. ¿Este enunciado esta perfectamente especificado?

Diseño y verificación 3 . Fases en el desarrollo de un programa En esta fase pasamos a establecer el diseño de una de las posibles soluciones al problema, mediante un algoritmo. Si el problema es muy complejo se establecen las ideas generales de diseño, la arquitectura de la solución Básicamente debemos responder a la pregunta ¿Cómo resolvemos el problema? Se trata de buscar soluciones. Usando un método que sea correcto. Ejemplo. Resolver el problema de multiplicar dos números enteros usando el método de la multiplicación rusa.

Codificación o implementación 3 . Fases en el desarrollo de un programa Codificación o implementación En esta fase se implementa el diseño del algoritmo mediante un lenguaje de programación . Una vez hemos realizado la codificación pasamos a la fase de prueba y validación del programa. Antes de esto como ya habíamos comentado hay que traducir el código a lenguaje máquina, a este proceso se le denomina compilación. Para poder traducir el programa a código máquina primero tendremos que depurarlo sintácticamente. Aunque sobre este tema hay varios enfoques que veremos a continuación.

Compilación 3 . Fases en el desarrollo de un programa La compilación consiste en coger los ficheros fuente que conforman un programa y, línea por línea, traducir cada instrucción de alto nivel por varias instrucciones en código máquina que realicen lo que la instrucción de alto nivel expresa. Si se repite esa traducción para todas las líneas del código fuente, obtendremos un conjunto de instrucciones máquina. Grabando esas instrucciones máquina en un fichero que contiene una estructura interna que un determinado sistema operativo es capaz de entender, obtenemos un fichero binario ejecutable, o simplemente, "un ejecutable".

Interpretación 3 . Fases en el desarrollo de un programa A diferencia del compilador, el intérprete no produce una traducción a código máquina. El intérprete intenta realizar "al vuelo" lo que se expresa en los ficheros fuente. Cuando un programa es interpretado, el proceso que se sigue es el siguiente: el intérprete obtiene una instrucción del fichero fuente y la realiza inmediatamente. Repitiendo esta secuencia para todas las líneas, el intérprete realiza lo que los ficheros fuente expresan... es decir, ejecuta el programa. Programas escritos en lenguajes como C o Pascal prácticamente siempre se compilan, y otros como Perl o Python prácticamente siempre se interpretan.

El enfoque de máquina virtual 3 . Fases en el desarrollo de un programa El enfoque de máquina virtual La filosofía de la máquina virtual es la siguiente: el código fuente se compila, detectando los errores sintácticos, y se genera una especie de ejecutable, con un código máquina dirigido a una CPU imaginaria. A esta especie de código máquina se le denomina código intermedio, lenguaje intermedio, p-code, o byte-code (según quién nos lo cuente). Como esa CPU imaginaria no existe, para poder ejecutar ese ejecutable, se construye un intérprete. Este intérprete es capaz de leer cada una de las instrucciones de código máquina imaginario y ejecutarlas en una CPU real. A este intérprete se le denomina máquina virtual.

El enfoque de máquina virtual 3 . Fases en el desarrollo de un programa El enfoque de máquina virtual

Verificación y depuración 3 . Fases en el desarrollo de un programa Verificación y depuración En esta fase es donde se buscan errores producidos en las fases anteriores y se eliminan. Hay que tratar de diferenciar entre los errores de compilación que son errores sintácticos y los errores de ejecución que son semánticos. Por último es importante establecer un buen juego de pruebas con la finalidad de verificar que el programa funciona bien para todos los casos.

Documentación y mantenimiento 3 . Fases en el desarrollo de un programa Documentación y mantenimiento En la fase de documentación se creará la documentación del programa realizado, tanto técnica como a nivel de usuario (manuales). Esta fase es muy importante tanto para el usuario final como para posteriores ampliaciones. En la fase de mantenimiento iremos ampliando las funcionalidades del programa. Siempre hay algo que mejorar.

Ejemplos de algoritmos 3 . Fases en el desarrollo de un programa Ejemplos de algoritmos Escribir un algoritmo para encontrar el número mas pequeño de un conjunto de tres. Escribir un algoritmo para encontrar el número de veces que aparece la letra “a” en una oración. Escribir un algoritmo para subir el volumen un fichero de sonido digital. Escribir un algoritmo para dibujar figuras geométricas en un lienzo. Escribir un algoritmo para sumar dos números.