Programación Aplicada de Computadoras Lección #1 – Introducción Prof. Antonio F. Huertas

¿Qué es computación? El término computación se refiere a la resolución de problemas, ya sean matemáticos o de otra índole. Una persona realiza un cómputo cuando resuelve un problema, cualquiera que sea. En Ciencias de Computadoras nos dedicamos a resolver problemas siguiendo una metodología que maximiza las posibilidades de éxito.

Pasos para resolver un problema Identificar el problema Entender el problema Identificar alternativas para resolver el problema Seleccionar la “mejor” alternativa de entre las identificadas Hacer una lista de instrucciones para llevar a cabo la alternativa seleccionada Evaluar la alternativa seleccionada

Definiciones Algoritmo – es el conjunto de instrucciones que se debe llevar a cabo para resolver un problema. Ciencias de Computadoras – el estudio de los algoritmos. Computadora – máquina que puede ejecutar programas de forma tal que transforme datos en información. Programa – algoritmo escrito usando un lenguaje de programación.

Definiciones (cont.) Datos – valores sin significado por si solos. Información – valores que adquieren un significado como resultado de un proceso. Ej: 2 + 3 = 5 La información que se obtiene como resultado de un procesamiento puede ser considerada como dato para otro problema. dato dato información proceso

Clasificación de las computadoras Microcomputadoras o computadoras personales – un solo usuario Servidores – provee servicios a otras computadoras conectadas en red Mini-computadoras y Mainframes – múltiples usuarios; uso comercial Supercomputadoras – billones de operaciones por segundo; usadas para simulaciones complejas; uso científico

Componentes de una computadora Una computadora tiene dos componentes principales: Hardware – el componente físico. Software – el componente lógico. El hardware incluye dispositivos de entrada, almacenamiento, procesamiento y salida. El software incluye el sistema operativo y los programas de aplicaciones.

Hardware Dispositivo de Almacenamiento Principal Dispositivo de Entrada Dispositivo de Salida CPU Dispositivo de Almacenamiento Secundario

Dispositivos de hardware Dispositivo de Entrada (Input Device) – permite entrar datos e instrucciones a la computadora. Ejemplos: teclado, mouse, microfono, etc. Dispositivo de Almacenamiento (Storage, Memory Device) – almacena los datos e instrucciones. Incluye la memoria principal y la memoria secundaria. Ejemplos de memoria principal – RAM, ROM Ejemplos de memoria secundaria – disco duro, diskette, CD, DVD, USB Memory

Dispositivos de hardware (cont.) Dispositivo de Procesamiento (Processing Device) – interpreta y procesa las instrucciones; además controla los demás dispositivos. La Unidad Central de Procesamiento (CPU o Central Processing Unit) es un dispositivo de procesamiento. Dispositivo de Salida (Output Device) – le muestra información al usuario de la computadora. Ejemplos: monitor, impresora, bocinas, etc.

Memoria principal La memoria principal (main memory o main storage) viene principalmente en dos tipos: RAM (Random-access memory) – memoria de acceso al azar (aleatorio). Permite escribir o leer datos en cualquier localización y en cualquier orden. Es volátil. ROM (Read-only memory) – memoria de lectura solamente. Los programas y datos que contiene fueron colocados por el manufacturero y no se pueden modificar. Es permanente. Los datos e instrucciones que el usuario entra van a memoria RAM.

Memoria secundaria La memoria secundaria (secondary memory o secondary storage) tiene la ventaja de RAM (se pueden leer y escribir datos) y la ventaja de ROM (no es volátil). Además es mucho más barata que la memoria principal. Sin embargo, la memoria secundaria no está conectada directamente el CPU porque es muchísimo más lenta que la memoria principal. Los datos en memoria secundaria se organizan en archivos.

¿Cómo se mide la capacidad de la memoria? Bit (b) – un 0 o un 1 Byte (B) – ocho bits. La capacidad de un registro de mide en bits. Kilobyte (KB) – aproximadamente 1,000 bytes. La capacidad de ROM se mide en kilobytes. Megabyte (MB) – aproximadamente 1,000,000 bytes. La capacidad de RAM, de los diskettes y de CDs se miden en megabytes Gigabyte – aproximadamente 1,000,000,000 bytes. La capacidad de los discos duros y de los DVDs se miden en gigabytes. Hoy en día hay computadoras que su capacidad de RAM se mide en gigabytes.

La unidad central de procesamiento El CPU es el cerebro de la computadora. Sus componentes principales son: Unidad de Aritmética y Lógica (ALU o Arithmetic-Logic Unit) – dispositivo que ejecuta las instrucciones. Unidad de Control (CU o Control Unit) – dispositivo que interpreta las instrucciones y controla los demás dispositivos de hardware. Registros (registers) – memoria interna del CPU. Están conectados directamente al ALU y al CU. Mucho más rápidos que la memoria principal pero mucho más caros.

Pirámide de memoria Velocidad Costo Capacidad Registros Memoria Principal Memoria Secundaria

Software Es el conjunto de programas de una computadora. Tipos de Software: Sistema Operativo – conjunto de programas que manejan el hardware y controlan la ejecución de las aplicaciones. Ejs.: Windows XP, Unix, Linux Aplicaciones – aquellos programas que utilizan los servicios del sistema operativo para realizar tareas útiles. Ejs: Procesadores de palabras como Word, hojas de cálculo como Excel.

Lenguajes de Programación Un lenguaje de programación es un conjunto de palabras, símbolos y reglas que permiten construir programas de computadoras. Los lenguajes se clasifican en: Lenguajes de bajo nivel Lenguajes de alto nivel

Lenguajes de bajo nivel Los lenguajes de programación de bajo nivel son aquellos que están más cerca de la computadora. Consisten del conjunto de instrucciones que el CPU puede ejecutar directamente. El lenguaje de máquina y el lenguaje de ensamblaje son de bajo nivel.

Lenguajes de alto nivel Los lenguajes de programación de alto nivel son aquellos que están más cerca del ser humano. Cada instrucción corresponde a una o varias instrucciones en lenguajes de bajo nivel. Estas instrucciones usan un formato parecido al de un lenguaje natural (en la mayoría de los casos el Inglés). Lenguajes como Basic, C, C++, Cobol, Fortran, Lisp y Java son de alto nivel.

Lenguajes de alto y bajo nivel Problema: Sumar los números 2 y 3; colocar el resultado en la variable res. Lenguaje de alto nivel: res = 2 + 3 Lenguaje de ensamblaje: MOVE 2, R1 mueve el 2 al registro R1 MOVE 3, R2 mueve el 3 al registro R1 ADD R1, R2 suma los registros; coloca resultado en R2 MOVE R2, res almacena resultado en variable res Lenguaje de máquina: Cuatro instrucciones escritas usando números binarios

Sobre Visual Basic Visual Basic es un lenguaje de alto nivel propiedad de la compañía Microsoft. Salió al mercado en 1991. Visual Basic .NET salió al mercado en 2002 y permite crear aplicaciones para Windows y para el Web que usen una interfaz gráfica (GUI, en inglés por Graphical User Interface). La versión más reciente es Visual Basic .NET 2003.

Sobre Visual Basic (cont.) Visual Basic permite crear programas usando: Un editor visual (windows form designer) para dibujar la interfaz del usuario. Un editor de código (code editor) para escribir las instrucciones que le dan funcionalidad a la interfaz del usuario. Visual Basic se basa en BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) desarrollado en 1964 por Kemeny y Kurtz.