EIP Intro Lógica Programación (b) 2014-2015

Introduccin a la lgica de programacin y entorno Matlab (II) Manuel Dez Minguito

Grupo de Dinmica de Flujos Ambientales

Universidad de Granada

ndice

Lgica de programacin Programacin estructurada Diagramas de flujo Pseudocdigo Elementos de programacin

Inicio y fin Tipos de datos Estructuras de control del flujo

Estructuras de seleccin Simple Doble Anidada Mltiple

Estructuras iterativas Controladas por contador Controladas por centinela I Controladas por centinela II

Problemas propuestos

Lenguajes de alto y bajo nivel, intrpretes y compiladores

La programacin de ordenadores es un conjunto de tcnicas, mtodos y reglas para poder

construir programas de ordenador legibles, correctos y eficientes

Un programa es una secuencia de instrucciones (tambin llamadas sentencias u rdenes)

escritas en un lenguaje determinado que el ordenador (el SO) es capaz de comprender. Las

instrucciones que forman un programa desencadenan una serie de acciones por parte del

ordenador.

Lenguaje de programacin es un lenguaje utilizado para construir programas de ordenador.

- Se especifican smbolos y reglas para construir rdenes sintctica (cmo se escriben) y

semnticamente (significado) correctas, para que las interprete el ordenador.

- Diferentes lenguajes de programacin segn su aplicacin (Fortran, C, C++, SQL, etc.)

- Lenguajes de ato y bajo nivel.

Algoritmo: Secuencia de pasos que permite, sin ambigedad, obtener la solucin a un

problema en un nmero finito de pasos:

- Repetitividad: son deterministas.

- Finitos

- Precisin (sin ambigedad)

Problema Algoritmo

Programa Resultado

Anlisis

Ejecucin

Codificacin Problema

Anlisis Algoritmo Problema

Programa

Algoritmo Problema

Resultado Programa

Algoritmo Problema Anlisis

Ejecucin

Algoritmos por doquier:

Un algoritmo de ejemplo para cocinar una tarta de queso Inicio

Aadir 200gr queso fresco

Aadir 150gr azcar

Aadir 50gr harina

Aadir 2 huevos

Batir

Masa fina? s

no

T = 0 min.

Al horno

Hecho?

T = T+5 min.

Fin

s

no

Sacar del horno

Lgica de programacin

Programacin estructurada

Cdigos legibles, no solo para iniciados Buena estructura (formato que se usa al redactar un programa)

Estructurado o constituido en bloques

Cada bloque realiza una funcin bien definida

Entradas y salidas bien definidas

No saltos entre instrucciones tipo GOTO (Basic, Fortran)

Tipos de bloques

(suficientes)

Secuencial

Bucle o iteracin

Seleccin

(Otros: programacin orientada a objetos, a eventos...)

Diagramas de flujo

Diagramas de flujo u organigramas son esquemas que se emplean para representar grficamente un algoritmo.

Representan el flujo de informacin.

Smbolos estndar:

Los Diagramas de flujo deben escribirse de arriba hacia abajo, y/o de izquierda a derecha.

Los smbolos se unen con lneas, las cuales tienen en la punta una flecha que indica la direccin que fluye la informacin, se deben de utilizar solamente lneas de flujo

horizontal o verticales (nunca diagonales).

Se debe evitar el cruce de lneas, para lo cual se quisiera separar el flujo del diagrama a un sitio distinto, se pudiera realizar utilizando los conectores.

Se debe tener en cuenta que solo se deben utilizar conectores cuando sea estrictamente necesario.

No deben quedar lneas de flujo sin conectar.

Todo texto escrito dentro de un smbolo debe ser legible, preciso, evitando el uso de muchas palabras.

Todos los smbolos pueden tener ms de una lnea de entrada, a excepcin del smbolo final.

Solo los smbolos de decisin pueden y deben tener ms de una lnea de flujo de salida. El smbolo inicial slo tiene una salida.

Reglas

Pseudocdigo

Lenguaje de alto nivel para describir algoritmos, aunque algo ms prximos a la computadora que

los diagramas de flujo.

Emplea palabras y convenciones como lenguajes de programacin tipo C o Fortran, pero

omite declaracin de variables y no sigue reglas

estructurales estrictas.

El pseudocdigo vara de un programador a otro (sintxis y semntica personal).

Print Aadir 200gr de queso fresco Print Aadir 150gr de azcar Print Aadir 50gr de harina Print Aadir 2 huevos Do

Batir

While Masa_no_fina

Print Mezcla al horno

Do

If Hecho

Else

End If

While

Print Sacar del horno

End

0Tiempo

0Listo

5min.Tiempo Tiempo

1Listo

0Listo

1Listo

Elementos de programacin (con Diagramas de flujo y Pseudocdigo)

Cmo poner en funcionamiento un algoritmo

Inicio / Fin

Todos los programas tienen un

inicio y un final: son finitos

% En pseudo cdigo no es

usual indicar el principio y

el final de un algoritmo

Diagramas de Flujo Pseudocdigo

Tipos de datos % Los datos no es necesario declararlos (i.e. especificar el

tipo), pero es conveniente

inicializarlos (asignacin)


% Los datos no es necesario

declararlos (i.e. especificar el

tipo), pero es conveniente

inicializarlos

5.0N

Print N

(vase Sistemas numricos y errores)

Tipo Long. palabra Mantisa en bits Exponente en bits Rango representado Precisin en dgitos

double 64 52 (+1) 10 (+1) ~ 15

float 32 23 (+1) 7 (+1) ~ 7 38 3810 ,10

308 30810 ,10

Tipo Tamao en bits Rango representado

byte / char 8

short int 16

int 32

long int 64

7 72 ,2 1 128,127

15 152 ,2 1 32768,3276731 31 9 92 ,2 1 2.1 10 ,2.1 1063 63 18 182 ,2 1 9 10 ,9 10

Tipos de datos enteros

Tipos de datos reales

Operadores aritmticos

Suma

Resta

Producto

Divisin

Potencia

Parntesis (precedencia)

... ...

Operaciones artimticos

Operadores lgicos

Igual a (distinguir de asignacin)

Mayor que

Menor que

Mayor o igual que

Menor o igual que

Distinto de

Producto lgico

Suma lgica

... ...

Resultado: 1 0 (TRUE o FALSE)

AND

OR

*

/

^

Estructuras de control del flujo

Estructuras de seleccin (operacin lgica y decisin)

Simple


Input

If

Output Mayor que 5.

End If

numero

5numero

La estructura general es

If < condicin >

Bloque_if

End If

Doble


Input

If

Output Mayor que 5.

Else

Output Menor que 5.

End If

numero

5numero


If < condicin >

Bloque_if

Else

Bloque_else

End If

Anidada


Input

If

Output Mayor que 5.

Else

Output Menor o igual a 5.

If

Output Igual a 5.

Else

Output Menor que 5.

End If

End If

numero

5numero


If < condicin1 >

Bloque_if1

Else

If < condicin2 >

Bloque_if2

Else

Bloque_else

End If

End If

4numero

Mltiple


Input

Switch

Case 4:

Output Igual a 4. End Case

Case 3:


Case 2:


Case 1:


Default :

Output Otro caso. End Case

End Switch

numero

Para enteros o carcteres La estructura general es

Switch ()

Case :

Bloque_valor1

End Case

Case :

Bloque_valor2

End Case

Default :

Bloque_default

End Case

End Switch

numero

Controladas por contador


% Contiene 4 partes importantes:

1. El valor en el que comienza el bucle

2. La condicin bajo la cual el bucle

continua

3. Los cambios que tienen lugar en cada

bucle

4. Las instrucciones del bucle

For i=1 To i=10

Print I

End For

Instrucciones se ejecutan una o varias veces Se sabe el nmero de veces que se va a ejecutar La estructura general es:

For To

Bloque_for

End For

Estructuras de iterativas

Controladas por centinela I (while)


i = 1

While i

Controladas por centinela II (do-while)


i = 1

do

Print I

i = i +1

While i

Ejercicios propuestos: Se pide representar mediante diagramas de flujo y pseudocdigo

los algoritmos asociados a los siguientes programas, que piden:

1. Sumar los primeros 50 nmeros (con ciclos for, while y do-while)

2. Determinar el producto escalar de dos vectores (ciclo for)

3. Determinar el mximo de un vector

4. Calcular una aproximacin a orden N para la funcin exponencial

5. Calcular una aproximacin a orden N para la funcin coseno

Problemas (slo en pseudocdigo)

1. Un laboratorio encuentra un polmero que puede implantarse para liberar una

determinada hormona en cantidades dadas por la ecuacin

estando h dada en nanogramos por decilitro de sangre (ng/dl) y t en das. Encuentre

la mxima concentracin de esta hormona en el cuerpo y el instante en el que ocurre.

Ayuda: represente la funcin y determine el mximo analticamente.

2. Suponga que dispone de un fichero de entrada con datos de precipitacin en la

cuenca del ro Guadalfeo ordenados por columnas. La primera columna representa

la fecha, la segunda la duracin del evento de lluvia y la tercera los valores de la

precipitacin total.

1. Ordene de mayor a menor los valores de precipitacin.

2. Determina el mximo y el mnimo de precipitacin y la fecha en que se

produjeron.

3. Determina cuntos valores estn por encima de la media y el percentil 9.

0.005 0.15( ) 40

t th t e e

Las rdenes que se le suministran a una computadora tienen un sintxis estricta y una semntica bien

definida (despus de todo son mquinas). En analoga a un lenguaje hablado y escrito, todo lo

relacionado con las reglas y los smbolos que pueden utilizarse para desarrollar un programa constituyen

un lenguaje de programacin.

Lenguaje Mquina: La computadora slo entiende de unos y ceros 1010001010101001.... Acorde a las seales discretas internas de un ordenador +5V (1), -5V (0) El inconveniente es que es casi ininteligible para el usuario (no hay diferencia entre datos e instrucciones).

.... 10101101 10111100 ....

Lenguaje Ensamblador: Es un intermedio entre un lenguaje mquina y el que nosotros empleamos Incorporan caracteres. Reglas nemotcnica para especificar operaciones a nivel de registro y direccin de memoria. .... MOV r1, d3

ADD d3, d6

....

Lenguajes de bajo nivel (prximos a la mquina):

Si el computador slo es capaz de entender 1s y 0s qu ocurre con los

programas escritos en ensamblador? (programas traductores)

Ms naturales que el lenguaje ensamblador. Facilitan la labor del programador Proporcionan un repertorio de instrucciones amplio, potente y fcilmente comprensible.

....

if (tiempo == 1800){

printf(Saca tarta del horno. \n); }

else{

printf(Incrementa el tiempo. \n); tiempo = tiempo + 600;

}

....

Lenguajes de alto nivel (prximos al lenguaje hablado y escrito):

Programas traductores

Intrpretes

Trata un programa fuente instruccin a instruccin Comprueba el lxico y la semntica Y va ejecutando las instrucciones una a una p.ej Basic, Matlab (ojo)

Compiladores

A partir del programa fuente genera un programa objeto (en binario o lenguaje mquina) Comprueba el lxico y la semntica Slo realiza una vez la traduccin A veces, no genera directamente la traduccin a L. Mquina, sino a un lenguaje intermedio.

....

if (tiempo == 1800){

printf(Saca tarta del horno. \n); }

else{

printf(Incrementa el tiempo. \n); tiempo = tiempo + 600;

}

....

....

10101101

10111100

....

Intrprete

Compilador Programa Objeto

Instruccin en leng. mquina

(Lenguajes)

(Mquinas)

L1

M1

L2 L3

M2 M3 x9 t

radu

cto

res

L1

M1

L2 L3

M2 M3

x6 t

radu

cto

res

(Lenguajes)

(Mquinas)

(L. Intermedio)

Cdigo fuente

Objeto

Ejecutable

Compilador

Editor de texto

Enlazador

Otros objetos

y bibliotecas

Interpretado por el SO.

Compilador: es un programa que toma un cdigo fuente y genera un programa

en lenguaje mquina (en binario) llamado cdigo objeto.

Intrprete: es un programa que toma el cdigo fuente y lo traduce y ejecuta

instruccin a instruccin.

Traductor: realiza la conversin de un programa escrito en lenguaje de alto nivel

aun programa en lenguaje mquina.

Enlazador: es un programa que toma uno o ms objetos generados por un

compilador y los junta en un nico programa ejecutable.

Cdigo objeto: programa en lenguaje mquina generado por un compilador o

ensamblador a partir de un cdigo fuente.

Cdigo fuente: serie de sentencias o instrucciones escritas mediante reglas

asociadas a lenguajes de alto nivel

Definiciones

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