Fundamentos de programación

Unidad 4. Introducción a la programación.

4.1 Clasificación del software.

Definición de software.

• Es el conjunto de los programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de computación.

Capas del software.

Tipos de software.

• Software de sistema. Como Sistemas operativos, controladores de dispositivo, herramientas de diagnóstico, etc.

• Software de programación. Editores de texto, compiladores, IDE – como Netbeans-, etc.

• Software de aplicación. Aplicaciones ofimáticas, bases de datos, sistemas de control, videojuegos, etc.

4.1.1 Software del sistema.

• Su objetivo es desvincular adecuadamente al usuario y al programador de los detalles del computador en particular, aislándolo especialmente del procesamiento referido a las características internas de: memoria, discos, puertos y dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc.

• El software de sistema le procura al usuario y programador adecuadas interfaces de alto nivel, herramientas y utilidades de apoyo que permiten su mantenimiento.

Ejemplos de software del sistema.

• Sistemas operativos

• Controladores de dispositivo

• Herramientas de diagnóstico

• Herramientas de Corrección y Optimización

• Servidores

• Utilidades

4.1.2 Software de aplicación.

• Aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios.

Ejemplos de software de aplicación.

• Aplicaciones de Sistema de control y automatización industrial • Aplicaciones ofimáticas • Software educativo • Software empresarial • Bases de datos • Telecomunicaciones (p.ej. internet y toda su estructura lógica) • Videojuegos • Software médico • Software de Cálculo Numérico • Software de Diseño Asistido (CAD) • Software de Control Numérico (CAM)

4.2 Conceptos de programación.

• 4.2.1 Definición de programa.• Un programa, o también

llamado programa informático, programa de computación o programa de ordenador, es simplemente un conjunto de instrucciones para una computadora.

Programa

• Las computadoras necesitan de los programas para funcionar, y un programa no hace nada a menos que sus instrucciones sean ejecutadas por el procesador.

• Un programa se puede referir tanto a un programa ejecutable como a su código fuente, el cual es transformado en un ejecutable cuando es compilado.

4.2.2 Definición de programación.

•La programación es un proceso el cual consiste en escribir o editar el código fuente.

•Editar el código fuente significa poner a prueba, analizar y redefinir.

•La persona que tiene la habilidad para programar se le llama programador o desarrollador de software.

La primer programadora.

• Ada Lovelace, hija del prestigioso poeta Lord Byron, es considerada la primera programadora de la historia. Su contribución consistió en un método para calcular los números de Bernoulli en la máquina analítica de Charles Babbage, matemático con el que colaboraba en 1842.

El programador hoy.

• Hoy por hoy, un programador requiere profundos conocimientos que incluyen: matemáticas, electrónica, algorítmica, ingeniería del software, teoría de la computación, interacción persona-ordenador, etc. Por tanto, se trata de una profesión de alta calificación.

4.2.3 Definición de lenguaje de programación.

• Un lenguaje de programación es un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Es utilizado para controlar el comportamiento físico y lógico de una máquina.

Algunos “lenguajes de programación”.

4.3 Datos

• 4.3.1 Definición.• El dato (del latín datum), es una

representación simbólica (numérica, alfabética, algorítmica etc.), atributo o característica de una entidad.

• En programación un dato es la expresión general que describe las características de las entidades sobre las cuales opera un algoritmo.

Datos

• Un dato por sí mismo no constituye información, es el procesado de los datos lo que nos proporciona información.

4.3.2 Tipos de datos.• En Java los tipos de datos básicos son:

4.3.2 Tipos de datos.

Otros tipos de datos en Java:

• String. Para cadenas de caracteres (texto).

• class. Para declarar clases.

• Arreglos. Para agrupar varios datos del mismo tipo.

Tipos de datos, ejemplo en Java.

public class UsoVariables{

public static void main(String args[]) {

String saludo;

saludo = "Hola Mundo!"; System.out.println( saludo );

saludo = "Estoy utilizando variables"; System.out.println( saludo );

}

}

4.3.3 Identificadores.

• Un identificador es un nombre que el programador selecciona para diferentes elementos del programa.

• Los identificadores se pueden definir para:– Variables (atributos).– Constantes.– Nombre del programa.– Nombres de métodos.– Argumentos o parámetros de los métodos.

Recomendaciones sobre el uso de identificadores.

• No deben usarse las palabras reservadas del lenguaje, ejemplo: class, if, for, etc.

• Deben ser nombres descriptivos, por ejemplo: “area” en vez de “a”.

• No deben usarse espacios en blanco, ni caracteres especiales.

• Tener en cuenta que Java hace diferencia entre mayúsculas y minúsculas. Por lo tanto, “area” es diferente que “Area”.

Subrayar los identificadores del programa.

4.3.4 Almacenamiento, direccionamiento y representación en memoria.

• La computadora digital utiliza internamente el sistema binario (0, 1) (encendido, apagado) para el almacenamiento y acceso a los datos.

• Un número binario (0 ó 1) se representa mediante un bit. Las equivalencias son:– 1 byte = 8 bits.– 1 KiloByte (KB) = 1024 bytes.– 1 MegaByte(MB) = 1024 KB.– 1 GigaByte(GB) = 1024 MB.

• En la práctica la computadora digital utiliza el sistema de numeración binario y sistemas relacionados (octal y hexadecimal).

Almacenamiento.

• La memoria esta compuesta por celdas que almacenan información.

• Cada celda se reconoce de manera única por una dirección.

• Para acceder a una dirección, el CPU envía señales en el bus de dirección .

Almacenamiento

• Un tamaño normal del bus es de 32 bits, este permite acceder a 4,294,967,296 direcciones diferentes (232).

• Las direcciones de memoria se representan mediante el sistema numérico hexadecimal.

Java y el almacenamiento.• En Java para almacenar un dato se tiene que definir de que tipo

será, ejemplo:– double area;

• Para asignarle un valor usamos el operador de asignación:– area = lado1 * lado2;

• Java almacena en una dirección de memoria ese dato, usando una representación en memoria que depende del tipo de datos (int, double, String, etc.).

• El programador puede acceder al dato, con el nombre de la variable (realmente el nombre es una referencia a la dirección de memoria real donde se almacena el valor). Ejemplo de acceso:– System.out.println(“Área = “ + area);

4.3.5 Sistema de numeración binaria y hexadecimal.

• La computadora digital usa estos sistemas.

• Java proporciona operadores a nivel de bits.

4.4 Operadores, operandos y expresiones.

• Operadores. Permiten realizar diferentes tipos de operaciones. Se clasifican en:– Aritméticos.– De asignación.– Relacionales o de comparación.– Lógicos o booleanos.

Operadores aritméticos.

• Pemiten realizar operaciones aritméticas básicas:– Suma (+)– Resta (-)– Multiplicación (*)– División (/)– Módulo (%)

– Ejemplos:a = b * c / 2;d = 11 % 3;

Operadores de asignación.

• Permiten asignar un valor a una variable.

• El operador de asignación es “=“

• Otros operadores:

Operadores de comparación o relacionales.

• Permiten realizar comparaciones y regresan un resultado booleano (true o false).

Operadores lógicos.

• Para construir expresiones lógicas. Generan un resultado booleano (true o false).

Operadores (otros)• Unitarios (+, -). Ejemplo: -x

• Incrementales (++, --). Ejemplo:int x = 10;

x++;

System.out.println(“x = “ + x);

Concatenación de caracteres (+). Ejemplo:String nombre;

nombre = “Pedro ” + “Perez”;

Operadores (otros)

• Condicional ?. Su formato es:expresionBooleana ? res1 : res2;

Donde se evalúa expresionBooleana y se devuelve res1 si el resultado es true y res2 si el resultado es false. Ejemplo:

x = 1; y = 10; z = (x < y) ? X + 3 : y + 8;

(asigna a z el valor de 4, es decir x + 3)

Operandos.

• Son los valores constantes, variables o expresiones sobre los cuales trabajan los operadores. Identificar los operandos del código:

boolean x;

x = ( 20 > y / 3) || ( m * 3 <= a / b);

Expresiones.

• Una expresión es un conjunto de variables unidos por operadores.

• Son ordenes que se le dan a la computadora para que realice una tarea determinada.

Sentencia.

• En Java, una sentencia es una expresión que termina con punto y coma (;).

• Se pueden incluir varias sentencias en una línea, aunque lo habitual es usar una línea para cada sentencia. Ejemplo:

• i = 0; j = 5; x = i + j; // Línea de tres // sentencias

4.5 Prioridad de operadores, evaluación de expresiones.

• Java usa un orden de prioridad para evaluar los operadores. Ese orden de mayor a menor es:

Evaluación de expresiones.

• Por lo anterior, para escribir una expresión de manera correcta en Java, se debe considerar los operadores disponibles y la prioridad. Ejercicio, escribir en Java las expresiones:

4.6 Estructura básica de un programa.

• Ejemplo de un programa en Java:

Elementos principales del programa.

• Paquete.

• Importar librerías.

• Clase que define el programa.

• Método principal (main) de la clase.

• Variables globales y locales.

• Sentencias.

4.7 Proceso de creación de un ejecutable.

• ¿Java permite crear ejecutables directamente para una plataforma particular?

• ¿Qué es la JVM?

4.7 Proceso de creación de un ejecutable.

• Programa fuente: Main.java

• Archivo en código intermedio: Main.class

• Archivo “ejecutable” de Java: Main.jar

• Si la computadora tiene instalada la JVM, se puede ejecutar el programa Java mediante el archivo “.jar”

Para crear un archivo .jar en Java.

• Una vez terminado el programa, seleccionar del menú principal la opción “Build” y “Build Main Project F11”.

• Lo anterior, crea una carpeta llamada “dist” dentro de la carpeta del proyecto.

• Abrir dicha carpeta y ejecutar desde ahí el programa con doble clic: