Introducción FundamProgramación
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El documento presenta una introducción a la programación, incluyendo una descripción de los componentes de una computadora, cómo representa y almacena la información, qué es un programa y algoritmo, y diferentes tipos de lenguajes de programación como lenguajes de máquina, ensamblador y de alto nivel como Java.
Introducción FundamProgramación
- 2. Clase de introducción ¿Qué es un ordenador? Programas y algoritmos Lenguajes de programación Java
- 3. ¿Qué es un ordenador? “ Un sistema digital con tecnología microelectrónica capaz de procesar información a partir de un grupo de instrucciones denominado programa” Componentes principales: Procesador (CPU: Central Processing Unit) Memoria (RAM: Random Access Memory) Componentes auxiliares: Disco duro Lector CD-ROM Teclado Pantalla etc.
- 4. Elementos de un ordenador Memoria Principal (RAM) Unidad de Control (CU) Unidad aritmetica y logica (ALU) Programa Dispositivos de entrada Dispositivos de salida Dispositivos de almacenamiento de datos teclado rat ó n pantalla impresora disco duro lector/grabador de CD-ROM lector/grabador de disquete Procesador (CPU) (hardware)
- 5. Representación de los datos en el ordenador El ú nico c ó digo que entiende la CPU son los bits . Los bits son representados en circuitos electrónicos que pueden estar en estado “on” (1) u “off” (0) Las instrucciones se mandan a la CPU en forma de bytes , que son palabras de 8 bits 1 byte = 8 bits 1 kilobyte = 1 024 bytes 1 megabyte = 1 024 kilobytes = 1 048 576 bytes
- 6. Representación de los datos en el ordenador Base 10: Dígitos = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 1111 = 1*10 3 + 1*10 2 + 1*10 1 + 1*10 0 Base 2: Dígitos = {0, 1} 1111 = 1*2 3 + 1*2 2 + 1*2 1 + 1*2 0 = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 ¿Cuántos valores puede representar un byte? 1 byte = 8 bits (Ej: 01100101) Cada bit puede representar 2 valores (0 y 1) Un byte puede representar 2 8 = 256 valores
- 7. Representaci ó n de textos TEXTO: My name is Anders. ASCII: 77-121-32-110-97-109-101-32-105-115-32-65-110-100-101-114-115-46 18 bytes
- 8. Representaci ó n de imagen División de la imagen en una matriz de pixels (unidad de la imagen) Cada pixel asociado con un color 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
- 9. Representación de sonido Discretización de la amplitud Un byte para cada valor 4 8 12 13 12 10 8…
- 10. ¿Qué es un programa? Un programa es una secuencia de instrucciones a la CPU Cada instrucción es un conjunto de bytes Ejemplos de instrucciones: Leer un dato del teclado Guardar un dato en la memoria Ejecutar una operación sobre dos datos Mostrar un dato en la pantalla etc.
- 11. Acceso a la memoria RAM CPU 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15 64 32 10 0 2 45 125 12
- 12. Algoritmo Un esquema para resolver cierto tipo de problema Se puede traducir en un programa para ejecutarlo en un ordenador Pasos para la resolución de un problema con ordenador: Diseño de un algoritmo Codificación de un programa Ejecución y validación
- 13. Algoritmo Componentes: Entrada: datos del problema a resolver Salida: el resultado de la resolución Proceso: pasos a seguir para la resolución Propiedades: Preciso: orden estricto + expresiones precisas Definido: con la misma entrada, siempre resulta la misma salida Finito: número finito de pasos
- 14. Algoritmo 1 Problema: Sumar dos números Solución: Entrada: dos números Salida: guardar la suma en la memoria y imprimirla por pantalla Proceso: Añadir los dos números Guardar el resultado en la memoria Imprimir el resultado por pantalla
- 15. Algoritmo 2 Problema: hacer una taza de té a la inglesa Solución: Entrada: agua, bolsa de té, leche, tetera, taza, cuchara Salida: una taza de té a la inglesa Proceso: Poner la bolsa de té en la taza Poner el agua a hervir en la tetera Verter el agua hervida en la taza Añadir leche Remover
- 16. Algoritmo 3 Problema: averiguar la solvencia de un cliente que ejecuta un pedido a una fábrica. Solución: Entrada: el pedido Salida: mensaje de aceptación o rechazo Proceso: Leer el pedido Examinar la ficha del cliente Si el cliente es solvente, aceptar pedido En caso contrario, rechazar pedido
- 17. Lenguajes de programación Lenguajes máquina Lenguajes ensamblador Lenguajes de alto nivel: C, C++, Visual Basic, Java, Pascal, Prolog, LISP,…
- 18. Lenguajes máquina Programas son secuencias de instrucciones compuestas de bytes: 16 29 156 9 82 75 Ventajas: La CPU entiende estos programas Desventajas: Pensar en modo de 0’s y 1’s es muy difícil para nosotros
- 19. Lenguajes ensamblador Instrucciones compuestas de palabras cortas y números: LOD 15 6 LOD 16 8 ADD 15 16 17 JMP 10 Ventajas: Más fácil a entender Desventajas: Todavía bastante abstracto Necesita traducir el código a lenguajes máquina
- 20. Lenguajes de alto nivel Diseñados para ser más parecidos a lenguaje natural Ventajas: Mucho más fácil de dar instrucciones Desventajas: Más complicado convertir en lenguajes máquina
- 21. Lenguajes de programación: ¿ Por qué hay tantos? ¿Cómo nacen, sobreviven y caducan? Diferentes dominios de aplicación: Programación de sistemas – rapidez y acceso de bajo nivel: C Inteligencia artificial – computación simbólica: LISP, Prolog Programación científica – fórmulas matemáticas: Fortran Negocios – transacciones: COBOL Uso específico: SQL (bases de datos), Perl (manipulación de textos), JavaScript (páginas web), Pascal (formación)
- 22. Lenguajes de programación: ¿ Por qué hay tantos? ¿Cómo nacen, sobreviven y caducan? Diferentes necesidades: Fiabilidad: Ada Escabilidad, paradigma orientado a objeto: C C++ Portabilidad: Java Evolución: Mejora del hardware Mejor comprensión de como reforzar criterios de legibilidad, facilidad de aprender y escribir, fiabilidad… Importancia de la estandardización ¡Número de usuarios!
- 23. Traductores de lenguaje: intérpretes PROGRAMA FUENTE INTERPRETE EJECUCION DE LA(S) INSTRUCCION(ES) INTERPRETADA(S)
- 24. Traductores de lenguaje: compiladores PROGRAMA FUENTE COMPILADOR ENLAZADOR (binder, linker) EJECUCION Fase de compilación Fase de ejecución OPCION 1 programa ejecutable Fase de compilación Fase de ejecución OPCION 2 programa objeto
- 25. Componentes de un lenguaje Sintaxis (gramática): reglas que determinan de manera estricta el vocabulario, orden y formato de las instrucciones permitidas Errores sintácticos: el programa no compila y/o no se puede interpretar Semántica (sentido): el programa, al ejecutarlo, produce el resultado correcto que uno quiere
- 26. Errores de programación Modificar o crear un archivo .java Editar para corregir errores Ejecutar programa Depurar (debugging) errores de compilación (sintaxis) no hay errores errores de ejecución (semántica) Compilar