conceptos básicos de programación
Introducción
- Lenguaje Máquina: Son aquellos cuyas instrucciones son directamente entendibles por la computadora y no necesitan traducción posterior para que la CPU pueda comprender y ejecutar el programa. Las instrucciones en lenguaje maquina se expresan en términos de la unidad de memoria más pequeña el bit (dígito binario 0 ó 1).
- Lenguaje de Bajo Nivel (Ensamblador): En este lenguaje las instrucciones se escriben en códigos alfabéticos conocidos como mnemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas.
- Lenguaje de Alto Nivel: Los lenguajes de programación de alto nivel (BASIC, pascal, cobol, fortran, etc.) son aquellos en los que las instrucciones o sentencias a la computadora son escritas con palabras similares a los lenguajes humanos (en general en ingles), lo que facilita la escritura y comprensión del programa.
- Salir de la cama
- Quitarse la pijamas
- Darse un baño
- Vestirse
- Desayunar
- Secuencia de instrucciones mediante las cuales se ejecutan diferentes acciones de acuerdo con los datos que se estén procesando.
- Es un algoritmo desarrollado para ser utilizado por la computadora
- Expresión de un algoritmo en un lenguaje preciso que puede llegar a entender una máquina de cómputo.
- Utilizar el transporte ( autobús, carro , bicicleta, etc)
- Documentación Interna: Son los comentarios o mensaje que se añaden al código fuente para hacer mas claro el entendimiento de un proceso.
- Documentación Externa: Se define en un documento escrito los siguientes puntos:
- Manual del Usuario: Describe paso a paso la manera como funciona el programa, con el fin de que el usuario obtenga el resultado deseado.
Se pueden utilizar muchos lenguajes para programar una computadora. El más básico es el lenguaje de maquina, una colección de instrucciones muy detallada que controla la circuiteria interna de la maquina. Este es el dialecto natural de la maquina. Muy pocos programas se escriben actualmente en lenguaje de maquina por dos razones importantes: primero, porque el lenguaje de maquina es muy incomodo para trabajar y segundo por que la mayoría de las maquinas se pide programar en diversos tipos de lenguajes, que son lenguajes de alto nivel, cuyas instrucciones son más compatibles con los lenguajes y la forma de pensar humanos como lo es el lenguaje c que además es de propósito general.
Debido a que los programas diseñados en este lenguaje se pueden ejecutar en cualquier maquina , casi sin modificaciones. Por tanto el uso del lenguaje de alto nivel ofrece tres ventajas importantes, sencillez, uniformidad y portabilidad.
1.1. Lenguaje de programación: Sistema de símbolos y reglas que permite la construcción de programas con los que la computadora puede operar así como resolver problemas de manera eficaz.
Estos contienen un conjunto de instrucciones que nos permiten realizar operaciones de entrada / salida, calculo, manipulación de textos, lógica / comparación y almacenamiento / recuperación.
Los lenguajes de programación se clasifican en:
1.2. Algoritmo. La palabra algoritmo se deriva de la traducción al latín de la palabra árabe alkhowarizmi, nombre de un matemático y astrónomo árabe que escribió un tratado sobre manipulación de números y ecuaciones en el siglo IX.
La solución a cualquier problema de cómputo involucra la ejecución de una serie de acciones en orden especifico. Un procedimiento para resolver un problema en términos de: a) Las acciones a ejecutarse y b) el orden en el cual estas acciones deben ejecutarse se llama algoritmo.
Un ejemplo de un algoritmo para llegar a la escuela
1.3 Programa.
- Secuencia de instrucciones mediante las cuales se ejecutan diferentes acciones de acuerdo con los datos que se estén procesando.
- Es un algoritmo desarrollado para ser utilizado por la computadora
- Expresión de un algoritmo en un lenguaje preciso que puede llegar a entender una máquina de cómputo.
2.1 Definición del Problema
Esta fase está dada por el enunciado del problema, el cual requiere una definición clara y precisa. Es importante que se conozca lo que se desea que realice la computadora; mientras esto no se conozca del todo no tiene mucho caso continuar con la siguiente etapa.
2.2 Análisis del Problema
Una vez que se ha comprendido lo que se desea de la computadora, es necesario definir:
Los datos de entrada.
Cual es la información que se desea producir (salida)
Los métodos y fórmulas que se necesitan para procesar los datos.
Una recomendación muy practica es el que nos pongamos en el lugar de la computadora y analicemos que es lo que necesitamos que nos ordenen y en que secuencia para producir los resultados esperados.
2.3 Diseño del Algoritmo
Las características de un buen algoritmo son:
Debe tener un punto particular de inicio.
Debe ser definido, no debe permitir dobles interpretaciones.
Debe ser general, es decir, soportar la mayoría de las variantes que se puedan presentar en la definición del problema.
Debe ser finito en tamaño y tiempo de ejecución.
Codificación
La codificación es la operación de escribir la solución del problema (de acuerdo a la lógica del diagrama de flujo o pseudocódigo), en una serie de instrucciones detalladas, en un código reconocible por la computadora, la serie de instrucciones detalladas se le conoce como código fuente, el cual se escribe en un lenguaje de programación o lenguaje de alto nivel.
2.5 Prueba y Depuración
Los errores humanos dentro de la programación de computadoras son muchos y aumentan considerablemente con la complejidad del problema. El proceso de identificar y eliminar errores, para dar paso a una solución sin errores se le llama depuración.
La prueba consiste en la captura de datos hasta que el programa no presente errores (los más comunes son los sintácticos y lógicos).
2.6 Documentación
Es la guía o comunicación escrita es sus variadas formas, ya sea en enunciados, procedimientos, dibujos o diagramas.
A menudo un programa escrito por una persona, es usado por otra. Por ello la documentación sirve para ayudar a comprender o usar un programa o para facilitar futuras modificaciones (mantenimiento).
La documentación se divide en tres partes:
Documentación Interna
Documentación Externa
Manual del Usuario
Descripción del Problema
Nombre del Autor
Algoritmo (diagrama de flujo o pseudocódigo)
Diccionario de Datos
Código Fuente (programa)
2.7 Mantenimiento
Se lleva acabo después de terminado el programa, cuando se detecta que es necesario hacer algún cambio, ajuste o complementación al programa para que siga trabajando de manera correcta. Para poder realizar este trabajo se requiere que el programa este correctamente documentado.
Estructuras de programación
Selección o decisión: acciones en las que la ejecución de alguna dependerá de que se cumplan una o varias condiciones. Repetición, Iteración: cuando un proceso se repite en tanto cierta condición sea establecida para finalizar ese proceso.
ESTRUCTURAS BÁSICAS.
Estructura Secuencial.
Se caracteriza porque una acción se ejecuta detrás de otra. El flujo del programa coincide con el orden físico en el que se han ido poniendo las instrucciones. Dentro de este tipo podemos encontrar operaciones de inicio/fin, inicialización de variables, operaciones de asignación, cálculo, sumarización, etc. Este tipo de estructura se basa en las 5 fases de que consta todo algoritmo o programa:
Definición de variables (Declaración)
Inicialización de variables.
Lectura de datos
Cálculo
Salida
Ejemplo 1.
Se desea encontrar la longitud y el área de un círculo de radio 5.
Solución.
El objetivo del ejercicio es encontrar la longitud y el área de un círculo con un radio conocido y de valor 5. Las salidas serán entonces la longitud y el área. (Fase 5 del algoritmo) Sabemos que la longitud de un círculo viene dada por la fórmula 2 * pi * radio y que el área viene dada por pi * radio al cuadrado. (Fase 4 del algoritmo) Si definimos las variables como: (fase 1 del algoritmo)
L = Longitud A = área R = radio pi = 3.1416 hagamos el algoritmo:
Inicio
Pi ¬ 3.1416 (definición de un valor constante)
R ¬ 5 (radio constante ya que es conocido su valor)
A ¬ pi * R ^ ² (asignación del valor del área)
L ¬ 2 * pi * R (asignación del valor de la longitud)
Escribir (A, L) (salida del algoritmo)
Fin
Representación en Diagrama de Flujo para el ejemplo:
Representación en Diagrama Nassi Schneiderman:
Los problemas secuenciales en diagramas N-S se representan solamente por cajas con líneas horizontales
En este ejercicio no existen datos de entrada ya que para calcular el área y la longitud necesitamos únicamente el radio y el valor de Pi los cuales ya son dados en el problema Modificar el problema anterior para que sea capaz de calcular el área y la longitud de un círculo de cualquier radio requerido.
Solución.
El problema es el mismo con la variante de que ahora ya existe un dato de entrada, puesto que el radio puede ser cualquiera y será necesario que el usuario sea quien lo introduzca de teclado. Usando las misma definición de variables tenemos:
Algoritmo:
Inicio
Pi ¬ 3.1416 (fase de inicialización)
Leer (R) (fase de lectura)
Area ¬ pi * R ^ ² (fase de cálculos)
L ¬ 2 * pi * R
Escribir ( A, L ) (fase de salida)
Fin
Note que la instrucción de asignación fue cambiada por la instrucción leer. En el flujograma deberán cambiarse también los símbolos que los representan:
Ejemplo 3.
Leer el sueldo de tres empleados y aplicarles un aumento del 10, 12 y 15% respectivamente. Desplegar el resultado.
Salidas: Sueldos finales
Entradas: Salarios de los empleados
Datos adicionales: aumentos del 10, 12 y 15%
Cálculos:
Sueldo final = sueldo inicial + aumento
Aumento = sueldo inicial * porcentaje/100
Definición de variables:
Sf1, Sf2, Sf3 = los sueldos finales
S1, S2, S3 = salarios de los empleados
Aum1, aum2, aum3 = aumentos
ALGORITMO
Inicio
Leer (S1,S2,S3)
Aum1 ¬ S1 * 0.10
Aum2 ¬ S2 * 0.12
Aum3 ¬ S3 * 0.15
Sf1 ¬ S1 + Aum1
Sf2 ¬ S2 + Aum2
Sf3 ¬ S3 + Aum3
Escribir (SF1,SF2,SF3)
Fin
FLUJOGRAMA
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