PDF de programación - Tema 1: Introducción a la Computación

Tema 1: Introducción a la
Computación

Programación - 2003/04

1

Contenido

Información. Soportes. Codificación.
Estructura básica y funcionamiento de
un computador digital
Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.
Lenguajes de programación
El lenguaje C

Programación - 2003/04

2

1. Información. Soportes. Codificación.

Información: acción y efecto de informar, de dar noticia

de algo. Se produce un tratamiento.

Se distingue: la información inicial (dato) y el resultado

del tratamiento de los datos (información).

Informática: término que aparece en los diccionarios

hacia 1972, ligado al término información.

“Conjunto de conocimientos científicos y técnicas
que hacen posible el tratamiento automático de
la información por medio de ordenadores”

Programación - 2003/04

3

1. Información. Soportes. Codificación.

El tratamiento consta de 3 etapas básicas:

Entrada: recogida de datos.
Proceso: tratamiento de los datos.
Salida: obtención de la información resultante.

ENTRADA

Datos

PROCESO

Información

SALIDA

Programación - 2003/04

4

1. Información. Soportes. Codificación.

El tratamiento de la información puede automatizarse

mediante el empleo del ordenador.

El comportamiento y el pensamiento humano se da en

secuencias lógicas.

Esta ordenación se adquiere a través de un proceso que

podemos llamar programación.

Los portadores de la información que recibimos a través
de nuestros sentidos son fenómenos energéticos, ondas
lumínicas, mecanismos químicos, …

Programación - 2003/04

5

1. Información. Soportes. Codificación.

Los mensajes recibidos suelen tener formato de

información analógica.

Por razones tecnológicas, este tipo de formato no es

fácil de procesar salvo por los seres humanos.

Esto llevó a la transformación de la información a

digital.

La información discretizada, se denomina digital.

Programación - 2003/04

6

1. Información. Soportes. Codificación.

Los dispositivos de tratamiento de la información
actuales son binarios. Tienen la capacidad de permanecer
en solo dos estados.

Generalmente se denominan 0 y 1 y corresponden a los

dos dígitos de representación del sistema binario.

Bit: uno cualquiera de dichos valores. Representa la

unidad mínima de información.

¿Cuántos mensajes distintos son codificables mediante

una secuencia de 8 bits?

Programación - 2003/04

7

1. Información. Soportes. Codificación.

Byte: una secuencia de 8 bits
1 Kb = 210 = 1024 bytes
1 Mb = 1024 Kb
1 Gb = 1024 Mb
1 Tb = 1024 Gb

Una secuencia de bits suficientemente larga denota

cualquier número natural.

Mediante secuencias de bits podemos representar

cualquier elemento de un conjunto enumerable.

Programación - 2003/04

8

1. Información. Soportes. Codificación.

No podemos representar de forma precisa todos los

elementos de conjuntos no enumerables.

Codificación: Representación de símbolos de un

alfabeto mediante los de otro.

Sistema de codificación: tablas de correspondencia
entre caracteres alfanuméricos y cadenas de dígitos
binarios.

La elección depende del tamaño del conjunto de
caracteres y de consideraciones estadísticas: BCD, ASCII,
EBCDIC, …

Programación - 2003/04

9

2. Estructura básica y funcionamiento
de un computador digital

Necesitamos un lugar donde almacenar los datos de

entrada.

El tratamiento de los datos precisa realizar una serie de
acciones
(instrucciones) sobre ellos en un orden
determinado (programa) que también se debe almacenar.

Por tanto, dos tipos de información a almacenar en un
ordenador: datos de entrada y el programa que los
maneja.

Programación - 2003/04

10

2. Estructura básica y funcionamiento
de un computador digital

Una vez almacenados, se deben tratar de forma

adecuada. Necesitamos un mecanismo de control.

Un primer esquema de ordenador:

MECANISMO
DE CONTROL

ALMACENAMIENTO
DE INFORMACIÓN

OPERACIONES

ARITMÉTICO-LÓGICAS

Programación - 2003/04

11

2. Estructura básica y funcionamiento
de un computador digital

A partir del esquema, un ordenador es una máquina

compuesta por los siguientes dispositivos físicos:

Memoria:
información.

zona de almacenamiento de

la

Unidad aritmético-lógica: parte encargada de

realizar las operaciones.

Unidad de control: dirige todas las operaciones

del ordenador.

Programación - 2003/04

12

2. Estructura básica y funcionamiento
de un computador digital

Un ordenador consta de 3 módulos principales:
Memoria Central
Unidad Central de Proceso (CPU):

La Unidad de Control (CU)
La Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

Unidades de entrada/salida

Programación - 2003/04

13

2. Estructura básica y funcionamiento
de un computador digital

Gráficamente:

Bus de Datos

E / S

Bus de Control

CPU

Bus de Control

Memoria

Bus de Datos

Programación - 2003/04

14

3. Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.

Algoritmo: lista o secuencia de instrucciones que
especifican la secuencia de operaciones elementales
necesarias para resolver en un tiempo finito cualquier
problema de un tipo específico dado.

Ejemplo: las reglas para efectuar las 4 operaciones con

números escritos en forma decimal (siglo IX).

El primer algoritmo conocido fue debido a Euclides (300

AC).

Programación - 2003/04

15

3. Concepto de algoritmo. El proceso
de la programación.

Ejemplo: algoritmo para obtener el máximo

común divisorde dos números enteros:
1) Sean a y b dos números enteros dados
2) Comparar los dos números de forma que:
3) Si son iguales, es el resultado. Finalizar.
4) Si a < b, intercambiar a y b.
5) Restar el segundo del primero, sustituyéndolos
por el sustraendo y el residuo, respectivamente.
Volver al paso 2).

Programación - 2003/04

16

3. Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.

Todo algoritmo debe cumplir estas condiciones:
1) Finitud: todo algoritmo debe acabar siempre tras

un número finito de pasos.

2) Definibilidad: toda regla debe definir sin

ambigüedad la acción a desarrollar.

3) Generalidad: un algoritmo debe resolver toda
una clase de problemas y no un problema aislado
particular.

4) Eficacia: se debe pretender que la ejecución de
un algoritmo resuelva el problema de forma rápida y
eficiente.

Programación - 2003/04

17

3. Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.

Un buen algoritmo debe ser:
finito, no ambiguo, general y eficaz.

Técnicas de representación y diseño de algoritmos:
Pseudocódigo.
Diagramas de flujo.

En Matemáticas, una clase de problemas está resuelta
cuando se encuentra un algoritmo que la resuelve. Si
existe, la clase se denomina decidible o computable.

Existen muchas clases de problemas no decidibles.

Programación - 2003/04

18

3. Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.

Dado un problema:

Fase de resolución: determinar el algoritmo que lo

resuelve.

Fase de

implementación del algoritmo:
traducción del mismo a un lenguaje determinado
(codificación).

El término programación se asocia comúnmente con el

de codificación y es un error.

Programación - 2003/04

19

3. Concepto de algoritmo. El proceso de
la programación.

El desarrollo de un programa pasa por las fases de:
Análisis: definición del problema.
Algoritmo: desarrollo de la secuencia lógica de

pasos para la resolución del problema.

Codificación: conversión del algoritmo en un

programa escrito en un lenguaje de programación.

Ejecución y prueba.
Mantenimiento.

Estas 5 etapas constituyen el ciclo de vida de un

proyecto informático.

Programación - 2003/04

20

4. Lenguajes de programación

Lenguaje de programación: conjunto de

reglas,
símbolos y palabras especiales usadas para construir un
programa.

Los lenguajes de programación se clasifican de acuerdo

a lo próximos que estén a la máquina o al hombre:

Lenguaje máquina

Lenguaje ensamblador

Lenguaje de alto nivel

Ensamblador

Compilador

Programa Objeto

Programa Fuente

Programación - 2003/04

21

5. El lenguaje C

Ha alcanzado una gran popularidad debido a que está
ligado a otro fenómeno de la informática de los años 80:
el sistema UNIX.

Tanto el sistema UNIX como el lenguaje empleado para
su implementación fueron creados por los Laboratorios
Bell: Ken Thompson y Dennis Ritchie.

C es un lenguaje estructurado de alto nivel de propósito
general pero también es relativamente cercano a la
arquitectura real de las máquinas.

Programación - 2003/04

22

5. El lenguaje C

Ejemplo: suma de dos números enteros en C.

#include <stdio.h>
int main() {

int a, b, c ;

scanf(“%d %d”, &a, &b) ;
c = a + b ;
printf(“La suma de %d y %d es %d\n”, a, b, c) ;
return ;

}

Programación - 2003/04

23

Tema 2: Elementos básicos de
un programa

Programación - 2003/04

1

Contenido

Estructura de un programa en C
Variables
Tipos de datos
Expresiones
La instrucción de asignación
Constantes
Entrada y Salida en C

Programación - 2003/04

2

1. Estructura de un programa en C

La estructura principal de un programa es:

main ( )
{

instrucción_1 ;
instrucción_2 ;
…
instrucción_n ;

}

Programación - 2003/04

3

2. Variables

Para denominar a los elementos que intervienen en un

programa se usan identificadores.

Algunos están definidos en el lenguaje y tienen un uso

predeterminado: palabras reservadas.

Identificadores: nombres que están asociados con

procesos y objetos y se usan para referenciarlo