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Indice Modulo Básico

1. Tema 1: Introducción a la Programación:

* Algoritmos y Lógica de la Programación.

* Técnicas para el Diseño y Análisis de Sistemas.

2. Entornos y Tecnologías para el Desarrollo de software.

* Compilador GNU-GCC

* Manejador de Proyectos:

o Integrado: kdevelop.

o Separado: autoconf.

* Repositorios Centralizados: CVS.

1.- Introducción a la programación.

Cómo desarrollar programas?

Una técnica para escribir Programas

Herramientas

● Editor de Texto

Indentación

Resaltado

Autocompletación

● Compilador GCC (GNU Compiler Collection)

● Herramienta de proyectos: autoconf/KDevelop

● ddd: Depurador Gráfico.

Qué dificulta la programación?

Hay problemas que aún no estan resueltos ó en su defecto son complicados de resolver. Se puede resolver buscando los algoritmos y traduciendolos a codigo, reutilizando código GPL. No hay una caracterización del tipo de aplicaciones más necesario.

Resolvamos un problema:

Suponga que se tiene un Robot y solamente obedece 5 ordenes: DER (ir a la derecha), IZQ, ARR, ABA, REC (recoger una pieza).

Cómo hariamos para moverlo a un punto de interes.

Aproximación simple

Aproximación eficiente

Algunas definiciones importantes:

¿Qué es Programar?

Es la acción de escribir instrucciones correctas para que sean interpretadas por una máquina.

¿Qué es el Software?

Son programas. Para que tengan sentido de software deben ser ejecutados sobre una máquina.

¿En qué medida nos compete programar?

Depende de su interes. De todas formas hoy en día es un “must” para cualquier ingeniero.

¿En que medida dependemos de software?

Depende de su estilo de vida, pero para el ciudadano común la dependencia es bastante: celulares, controles remotos (TV, DVD, radios, mp3 players, etc.), cajeros automaticos, etc. ¿Sabia Ud. Que muy pronto será espiado sin darse cuenta?

Lenguajes de programación

¿Qué es un Lenguaje de Programación?

Es un conjunto de reglas para comunicar ideas. Generalmente las ideas se le comunican a una máquina.

De que hay que estar pendiente cuando programamos en un lenguaje:

Sintaxis / Semantica

Sistema de tipos

Errores / Excepciones

Paradigmas de la Programación

Programación Imperativa

Programación Orientada por Objeto

Programación Funcional

Programación por Eventos

Programación Concurrente

etc.

Lenguajes de programación populares:

C, C++, Java, PHP, Perl, XHTML.

Dominios de aplicación importantes:

Programación Sistema

Sistemas de Gestión de Información

Programación Web

Niveles de los lenguajes

● Lenguaje Natural

● Lenguaje de Programación

● Compilador / Interprete

● Lenguaje Máquina

lenguaje C.

C fue diseñado para dar soporte a UNIX a mediados de los 70. Hoy en dia lo encontramos en los mas grandes OS: Linux y FreeBSD.

C esta normalizado por ANSI (1988).

Enlaces a revisar:

yahoo.com: Tutorial de C, curso de C

google.com: Tutorial de C, curso gratis de C, etc.

www.elrincondelc.com

www.emagister.com

gcc.gnu.org

Etapas de la compilación

Lenguaje de Máquina

Lenguaje mas básico, propio de cada computadora, ya que está relacionado con el diseño del hardware de la misma (dependiente de la máquina). Por lo general consisten en cadenas de números al final reducidos a ceros y unos (sistema numérico binario).

Operaciones:

Cargar

Almacenar

Sumar

Restar

Ejemplo:

Código de Dirección Significado operación

00010101 10000001 (a) Cargar contenido de la dir. 129 en Acumulador

00010111 10000010 (b) Sumar contenido de la dir 130 al Acumulador

00010110 10000011 (c) Almacenar contenido del Acumulador en la dir. 131

(c) 10000011 = 27+21+20 = 131.

Lenguaje Ensamblador

Consiste en abreviaturas similares al inglés, llamadas instrucciones mnemotécnicas, que permiten representar las operaciones elementales de la computadora (dependiente de la máquina).

Ejemplo:

Código de Dirección Instrucción en lenguaje ensamblador

operación

00010101 10000001 LOAD A

00010111 10000010 ADD B

00010110 10000011 STORE C

Lenguaje de bajo nivel o ensamblador:

La computadora no entiende directamente lenguaje ensamblador por lo que un programa escrito en este lenguaje tiene que ser traducido a lenguaje de máquina por un programa llamado un ensamblador para que pueda ser ejecutado por la computadora.

Los lenguajes ensambladores todavía requieren que el programador tenga un buen conocimiento de la arquitectura de la computadora.

Como los lenguajes ensambladores son dependientes de la máquina, todo programa escrito en un lenguaje ensamblador particular tendrá que ser reescrito si se va a ejecutar en otro tipo de computadora.

Lenguaje de alto nivel

Permite a los programadores escribir instrucciones en un lenguaje mas familiar para ellos y que contiene notaciones matemáticas comúnmente utilizadas (independiente de la máquina).

Ejemplo:

Código de Dirección Instrucción en Instrucción en

operación lenguaje ensamblador lenguaje de alto nivel

00010101 10000001 LOAD A

00010111 10000010 ADD B

00010110 10000011 STORE C C = A + B

Con este tipo de lenguajes, la programación es mas fácil para los usuarios ya que éste no necesita tener conocimiento de la arquitectura de la computadora.

Lenguaje de Alto Nivel

Como ocurre con los lenguajes ensambladores, la computadora no entiende directamente lenguaje de alto nivel, por lo que un programa escrito en este lenguaje tiene que ser traducido a lenguaje de máquina por un programa llamado un compilador para que pueda ser ejecutado por la computadora. Los lenguajes de alto nivel permiten portabilidad, mejor expresión de las ideas, facilidad de programar ciertas clases de problemas, menos posibilidad de cometer errores, una visión más amplia del problema, etc.

Ejemplos de lenguajes de alto nivel:

- Java - BASIC- C - Visual Basic- C++ - Pascal- COBOL- FORTRAN- PROLOG- LISP- PL/I- SMALLTALK- ADA

Lenguajes de Programación

Importante

Cada CPU tiene su propio lenguaje de máquina interno. La programación a este nivel se realiza generalmente en el lenguaje ensamblador específico de la computadora. Cada instrucción en lenguaje ensamblador corresponde a una instrucción en lenguaje de máquina.

Si existe una estandarización para un lenguaje de alto nivel, cualquier

programa escrito usando este estándar debe poder ejecutarse en cualquier computadora después de compilarlo. Esto se le conoce como portabilidad de programas.

Elementos de un lenguaje de programación

Un sublenguaje para definir los datos

Qué datos tenemos

Cómo les llamamos

Cómo son (tipo y/o estructura)

Qué se puede hacer con ellos

Un sublenguaje para definir los algoritmos

Qué le hacemos a los datos

En qué orden (cuándo se lo hacemos)

Cuántas veces

Metodología de Desarrollo de Programas

El desarrollo de programas sigue hoy en dia distintas metodologías: De arriba hacia abajo, espiral, modular, etc.

En este curso Usted aprendera que lo más importante es comprender el problema cabalmente. Luego Usted podrá encasillarlo en cualquiera de las técnicas existentes.

Para la comprensión de un problema se requiere que Usted este alerta con todos los sentidos.

El proceso del pensamiento y abstracción del problema NO TIENE METODOLOGIA ESPECIFICA.

“NO” CREA EN CUENTOS DE CAMINO. Por ejemplo entrada, proceso y salida. Es posible que funcione pero dese cuenta que lo está castrando!!!

Cuando Usted logre conseguir la explicación más sencilla y la analogia correcta a un problema entonces ya lo habrá resuelto. Ejercicio: Explique la suma de números enteros, la resta, la multiplicación y la división.

Diseño del algoritmo: Descripción de una secuencia finita y ordenada de pasos – sin ambigüedades – que conducen a la solución de un problema dado.

Herramientas de diseño

Diagramas de flujo (para la programación estructurada)

Círculos y canales de mensaje (programación orientada a objetos)

Pseudocódigo

Trazas personales

Grafismos

Formulas matemáticas

Todo aquello que le ayude a representar el problema.

Codificación: Traducción del algoritmo a un programa escrito en un lenguaje de programación adecuado (código fuente).

Corrida en frío del programa: Prueba manual de la correctitud del programa.

Depuración del programa: Identificación y eliminación de errores.

Errores de sintaxis: Violan las reglas del lenguaje de programación. Un buen compilador localizará e identificará la mayoría de estos automáticamente.

Errores lógicos: Equivocaciones que causan que el programa se ejecute de forma inesperada o incorrecta.

Ejecución del programa: Ejecución del código ejecutable (código en lenguaje de máquina) del programa bajo el control del CPU, una instrucción a la vez.

Puesta en operación: Instalación del hardware y software, capacitación, etc..

Mantenimiento del programa: Comienza tan pronto como el producto es lanzado. Permite corregir defectos menores, añadir una mayor funcionalidad, ya sea en respuesta a las demandas del mercado o a las peticiones del usuario.

Análisis E-P-S

Especificaciones de entrada: Información necesaria para la solución del problema.

¿ Qué datos son de entrada ?

¿ Cuántos datos se introducirán ?

¿ Cuáles datos de entrada son válidos ?

Proceso: Operaciones o cálculos necesarios para encontrar la solución del problema.

¿ Qué tipo de ecuaciones ?

¿ Cuántas ecuaciones ?

¿ Qué transformaciones sobre la data?

Análisis E-P-S

Especificaciones de salida: Resultados finales de los cálculos.

¿ Cuáles son los datos de salida

¿ Cuántos datos de salida se producirán

¿ Qué precisión tendrán los resultados

¿ Se debe imprimir un encabezado

Diseño del algoritmo

Un algoritmo debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso.

Un algoritmo debe ser finito . Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento; o sea, debe tener un número finito de pasos.

Ejemplo 1: Supóngase que tiene un examen de PDI. Según una decisión aleatoria, algunos estudiantes estudian antes del examen y otros se van a ver un espectáculo. Realizar el análisis E-P-S y diseñar un algoritmo para representar esta situación.

Análisis E-P-S

Entrada: una moneda para hacer la decisión aleatoria.

Proceso: lanzar la moneda y luego tomar la decisión.

Salida: resultado en el examen.


Algoritmo estudiarONoEstudiar

0. Inicio

1. Lanzar una moneda.

2. Si el resultado es “cara” ir a 5.

3. Si el resultado es sello estudiar para el examen.

4. Ir a 6.

5. Ver un espectáculo.

6. Presentar el examen al día siguiente.

7. Fin

Ejemplo 2: Realizar el análisis E-P-S y diseñar un algoritmo para calcular el área de superficie de un paralelepípedo de dimensiones l (largo), a (ancho) y h (altura)

Análisis E-P-S

Entradas: tres números reales l (largo), a (ancho) y h (altura)

Proceso:

Calcular el área del paralelepípedo

AS = 2 x (l x a + l x h + a x h)

Salidas: número real que representa el área (AS)Diseño del algoritmo

Algoritmo Area

0. Inicio

1. Escribir(“Largo del paralelepipedo = ”)

2. Leer el valor de l

3. Escribir(“Ancho del paralelepipedo = ”)

4. Leer el valor de a

5. Escribir(“Altura del paralelepipedo = ”)

6. Leer el valor de h

7. AS = 2 * (l * a + l * h + a * h)

8. Escribir(“Area del paralelepipedo =”, AS)

9.Fin

Codificación

Traducir el algoritmo producido en el paso anterior en un programa escrito en un lenguaje de programación de alto nivel (programa fuente o código fuente). En nuestro caso C++.

Los diferentes pasos de un algoritmo se expresan en los programas como instrucciones (término usado para los lenguajes de máquina y bajo nivel), sentencias o proposiciones (términos usados para los lenguajes de alto nivel).

Programa: Secuencia de sentencias, cada una de las cuales especifica ciertas operaciones que debe ejecutar la computadora.

Tipos básicos de sentencias:Sentencias de entrada/salidaSentencias aritmético-lógicasSentencias de decisión o selectivasSentencias repetitivas o lazos

Codificación: Tipos básicos de sentenciasSentencias de entrada/salida: Sentencias de transferencia de información y datos entre dispositivos de E/S (teclado, impresora, discos, etc.) y la memoria principal.

Sentencias aritmético-lógicas: Sentencias que ejecutan operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, etc.) o lógicas (y lógico, o lógico, negación).

Sentencias de decisión o selectivas: Sentencias que permiten la selección de tareas alternativas en función de los resultados de diferentes expresiones condicionales.

Sentencias repetitivas o lazos: Sentencias que permiten la repetición de

secuencias de sentencias un número determinado o indeterminado de veces.

Ejemplo 2: Realizar el análisis E-P-S y diseñar un algoritmo para calcular el área de superficie de un paralelepípedo de dimensiones l (largo), a (ancho) y h (altura).


Algoritmo Area0. Inicio

1. Escribir(“Largo del

paralelepipedo = ”)

2. Leer el valor de l

3. Escribir(“Ancho del


4. Leer el valor de a

5. Escribir(“Altura del


6. Leer el valor de h

7. AS = 2 x (l x a + l x h + a x h)

8. Escribir(“Area del

paralelepipedo =”,

AS)

9. Fin

Codificación

float Area()

{

float l, h,a, AS;

printf("Largo del

paralelepipedo = ");

scanf(“%f”,&l);

printf("Ancho del

paralelepipedo= ");

scanf(“%f”,&a);

printf("Altura del

paralelepipedo= ");

scanf(“%f”,&h);

AS = 2 * (l * a + l * h + a * h);

printf("Area de superficie del

paralelepipedo = %f", AS);

}

Corrida en frío del programa

El programador realiza una corrida en frío sobre el programa fuente escogiendo un conjunto de datos de entrada, ejecutando manualmente cada sentencia del programa fuente y verificando que los resultados obtenidos son los esperados de acuerdo al conjunto de datos de entrada.

Como una técnica de depuración, el programador debe realizar este proceso utilizando conjuntos de datos que permitan ejecutar todos los “caminos” posibles del programa.

Ejemplo 2: Realizar el análisis E-P-S y diseñar un algoritmo para calcular el área de superficie de un paralelepípedo de dimensiones l (largo), a (ancho) y h (altura)

Codificación

float Area()

{

float l, h,a, AS;

printf("Largo del

paralelepipedo = ");

scanf(“%f”,&l);

printf("Ancho del

paralelepipedo= ");

scanf(“%f”,&a);

printf("Altura del

paralelepipedo= ");

scanf(“%f”,&h);

AS = 2 * (l * a + l * h + a * h);

printf("Area de superficie del

paralelepipedo = %f", AS);

}

Corrida en frío

l = 3.0

a = 2.5

h = 7.3

AS = 2 x (3.0 x 2.5 + 3.0 x

7.3 +

2.5 x 7.3) = 95.3

● Ejecución del programa

● El programa fuente es introducido a la computadora utilizando un programa llamado editor.

● Una vez editado, el programa fuente es traducido por el compilador a un programa escrito en lenguaje de máquina (código objeto), siempre y cuando el programa no tenga errores de sintaxis (errores de gramática).

Ejemplo

if (a < b // Falta un paréntesis que cierra

Ejecución del programa

Si el programa fuente tiene errores de sintaxis no se genera código objeto. Los errores deben ser corregidos usando el editor y luego se el programa fuente se debe volver a compilar.

Cuando el programa está sintácticamente correcto, el código objeto es encadenado con las funciones de librería (otros programas) requeridas usando un programa llamado encadenador.

El código objeto compilado y encadenado es cargado en la memoria principal para su ejecución por un programa llamado cargador.

El código objeto compilado, enlazado y cargado (código ejecutable) es ejecutado con los datos de entrada.

Comprobación del programa

Comprobar que el programa realiza las tareas para las cuales ha sido diseñado y produce el resultado correcto y esperado.

Si el programa tiene errores de lógica (errores en el método de solución por lo que las salidas obtenidas no corresponden con las salidas esperadas), éstos deben ser corregidos en el programa fuente usando el editor, el cual se debe volver a compilar.

Ejemplo

b = 0;

c = 5/b; // División entre cero

Ejercicios

Suponga que dispone de un Robot que sigue instrucciones muy simples: mover <dirección> <# de pasos>, tomar objeto, dejar objeto.

Proponga como trasladar un objeto desde A hasta B dando instrucciones al Robot.Qué suposiciones esta haciendo acerca del robot: ¿Tiene visión? ¿Escucha?

Busque en diferentes manuales de vehiculos cómo cambiar un caucho.

Busque una receta de cocina.

Busque las instrucciones de como armar algún juguete para niños.

Preguntese acerca del nivel de detalle en cada caso. Hace falta mas o menos detalle. Critique.Realizar el análisis E-P-S y diseñar un algoritmo para resolver los siguientes problemas:

Cambiar el caucho a un carro.

Comprar una entrada para un concierto.

Saber si un número n es primo o no. Correr el algoritmo en frío para los valores de

n = 131, n = 28, n = 7 y n = 1024.

Calcular la circunferencia y superficie de un círculo.

Un corredor de maratón recorre una distancia d en h horas y m minutos. Calcular el tiempo medio en minutos por kilómetros. Correr el programa en frío para los valores d = 42,195 Km., h = 2 y m = 25.

Encontrar la media de una lista indeterminada de números positivos terminada con un número negativo. Correr el programa en frío para la lista 2, 4, 5, 6, 23, 54, 12, 65, -1.

Resolución de EjerciciosCambiar el caucho a un carro.

Algoritmo pinchazo

0. Inicio

1. Si el gato del carro está dañado

Llamar a un amigo

Ir a 2

sino

Sacar el gato

Poner el gato

Levantar el coche con el gato

Aflojar y sacar los tornillos del caucho

Quitar el caucho

Poner el caucho de repuesto

Poner los tornillos y apretarlos

Bajar el gato

Guardar el gato

fin_si

2. Fin

Introducción al Lenguaje de Programación C

Fue diseñado e implementado por Brian Kernighan y Dennis Ritchie en 1972, a partir de los lenguajes BCPL (1967) y B (1970). Su desarrollo está estrechamente vinculado al del sistema operativo UNIX.

Combina características de los lenguajes de alto nivel (sentencias de control y manipulación de datos) y de los lenguajes de bajo nivel (manejo de bits).

Es independiente del hardware.

¿Cual es la diferencia entre C y C++?

C++ es una extensión de C inventado por Bjarne Stroustrup a principio de la década de 1980 en los laboratorios Bell.

Es un lenguaje de programación híbrido. Permite usar tanto la técnica de programación estructurada y como la técnica de programación orientada a objetos.

Enfoques de Programación

● Programación estructurada (evolucionó en los sesenta y setenta)

● Programación orientada a objetos (OOP: Object- Oriented Programming) (evolucionó en los ochenta)

Programación estructurada

Enfoque disciplinado que permite escribir programas estructurados, utilizando las siguientes tres estructuras de control bien definidas:

Secuencial (asignación, lectura, escritura)

Decisión o selección (simple, doble, múltiple)

Repetición (repita-mientras, hacer-mientras, repita-para)

Programación orientada a acciones donde la unidad básica es la función.

Programación orientada a objetos

Encapsula datos (atributos) y métodos (comportamiento) en objetos.

Objetos Computacionales: Componentes de software reutilizables que modelan objetos del mundo real.

Un objeto, en general, es un ente que puede ser percibido con alguno de los sentidos.

La unidad minima en la POO es la clase. Una clase es a un objeto lo que una idea es a un hecho.

Ejemplo:

Clase: Libro. Objetos: El mundo de Sofia. Hostein Gaarder. Piense como Leonardo Da Vinci. Michael Gelb.

Clase: Planeta. Objetos: Mercurio, Venus, La Tierra.

¿ Por qué Programación Estructurada ?

Vamos a estudiar en este curso la programación estructurada por las siguientes razones:

Los objetos se componen en parte de fragmentos de programación estructurada.

Los métodos se implementan usando programación estructurada.

Lenguajes de Programación C/C++Características generales

Simple.

Sintaxis Flexible.

Flujo de control estructurado.

Tipos de datos variados.

Posibilidad de abstracción de datos.

Amplia variedad de operadores.

Elementos sintácticos

Palabras clave

Identificadores

Delimitadores

Comentarios

Palabras reservadas en C

Las palabras listadas a continuación son reservadas del compilador y no pueden ser utilizadas para otro propósito que no sea el predefinido.

Palabras reservadas en C

auto break case char const

continue default do double else

goto if float enum extern

float for int long return

register short signed sizeof static

struct switch typedef union unsigned

void volatile while

Identificadores

Consideraciones Semanticas

● Nombres que permiten señalar, mencionar o hacer referencia a los diferentes objetos manipulados por un programa.

● Deben resultar significativos, sugiriendo lo que representan.

Consideraciones Sintacticas

● No pueden ser palabras reservadas.

● El primer caracter debe ser una letra (ó un underscore).

● Las letras mayusculas y minusculas son diferentes. Ej: “A” es diferente que “a”.

● En la mayoria de los compiladores la máxima longitud es de al menos 31 caracteres.

Ejemplos de identificadoresEjemplos:

Identificadores válidos

promedio, TempMinima, _parametro_auxiliar, __p4,

Color_Pared, _VALMAX, VAL_MINIMO5

Identificadores inválidos

4promedio, -TempMinima, parámetro_auxiliar, =_p4,

8Color_Pared, °_VALMAX, ?VAL_MINIMO5

Delimitadores

Signos especiales que permiten al compilador separar y reconocer las diferentes unidades sintácticas del lenguaje.

; (punto y coma). Se considera el de terminación, que es necesario cuando finaliza cada una de las sentencias o declaraciones.

, (coma). Separa dos elementos consecutivos de una lista.

( ) (paréntesis). Enmarca una lista de parámetros, expresiones o condiciones.

[ ] (corchetes). Enmarca la dimensión o el subíndice de un arreglo.

{ } (llaves). Enmarca un bloque de sentencias o una lista de valores iniciales.

comentarios

● Permiten que el programador documente sus programas.

● Los comentarios dan legilibilidad al programa.

● Deben ser actualizados con regularidad.

● No representan ningún peso para el desempeño final del programa pues son completamente ignorados por el compilador.

Características Semanticas:

Deben ser coherentes con el programa.

Deben ser relevantes.

Deben mantenerse al día.

Siempre deben enriquecer el programa: conceptos, gráficos, relaciones entre funciones, etc..

En C los comentarios empiezan por los caracteres /* y terminan con los caracteres */.

Pueden comprender varias líneas y estar distribuidos de cualquier forma, pero todo aquello que está entre el /* (inicio del comentario) y el */ (fin del comentario) es simplemente ignorado por el compilador.

Sintaxis de un comentario:

Ejemplos:

/* Esto es un comentario simple. */

/* Esto es un comentario más largo,

distribuido en varias líneas. El

texto se suele alinear por la izquierda. */

/****************************************

* Esto es un comentario de varias *

* líneas, encerrado en una caja para *

* llamar la atención. *

*****************************************/

Un programa simple en C

/* Evaluacion del polinomio x*x+x-1 en x=2 */

int main()

{

int x, r; // Declaracion de la variable x y r

r=x*x+x-1; // Calculo del resultado

}

Consideraciones del programa anterior:

La primera linea describe el propósito del programa.

Todo programa debe contener un punto de entrada para su ejecución:

int main()

La llave que abre { indica el comienzo del cuerpo de la función, mientras que la llave que cierra } indica el

final del cuerpo de la función.

{

int x, r; // Declaracion de la variable x y r

r=x*x+x-1; // Calculo del resultado

}

Programas en C++

Esta línea dice al compilador que dos variables del tipo entero x y r, se van a usar en el programa. El compilador reservará espacio en memoria para estas variables durante su ejecución. Toda variable usada en un programa debe ser declarada y se le debe asignar un tipo de dato.

int x, r;

El calculo del valor del polinomio se hace de la forma esperada:

r = x*x+x-1

Programa en C

La función principal y obligatoria de todo programa en C es la función main:

void main( )

{

Aqui va el código.

}

Sintaxis de un Prog. en CSintaxis formal 1

/* Comentarios */

Declaración de importaciones

Definición de constantes ⇐ Opcional

Definición de tipos ⇐ Opcional

Declaración de prototipos ⇐ Opcional

Declaración de variables globales ⇐ Opcional

void main ( )

{

Declaración de variables locales ⇐ Opcional

Declaración de constantes locales ⇐ Opcional

Conjunto de sentencias ⇐ Cuerpo de la función

}

Definición de funciones ⇐ Opcional

Sintaxis formal 2

/* Comentarios */

Declaración de importaciones

Definición de constantes ⇐ Opcional

Definición de tipos ⇐ Opcional

Declaración de variables globales ⇐ Opcional

Definición de funciones ⇐ Opcional

void main ( )

{

Declaración de variables locales ⇐ Opcional

Declaración de constantes locales ⇐ Opcional

Conjunto de sentencias ⇐ Cuerpo de la función

}

Elementos de un lenguaje de programación

Un sublenguaje para definir los datos: Qué datos tenemos Cómo les llamamos Cómo son (tipo y/o estructura) Qué se puede hacer con ellos

Un sublenguaje para definir los algoritmos: Qué le hacemos a los datos En qué orden (cuándo se lo hacemos) Cuántas veces

Según Wirth: Programa = Algoritmo + Datos

Conjunto de sentencias

Estructuras de control

El proceso de diseño del algoritmo y posterior codificación del programa consiste en definir las acciones o sentencias que resolverán el problema.

En un programa las sentencias son ejecutadas de forma secuencial y en el orden en que aparecen escritas, a menos de que exista una indicación de salto abrupto.

Estructuras de Control

Programa lineal: Las sentencias se ejecutan secuencialmente en el orden en que aparecen escritas.

Programa no lineal: Se interrumpe la secuencia mediante sentencias de bifurcación.

Tipos de estructuras de control

La programación estructurada se caracteriza por utilizar tres estructuras de control. Todos los programas pueden ser escritos en términos de estas estructuras de control (Bohm y Jacopini):

● Estructuras secuenciales ● Estructuras de decisión o selección● Estructuras de repetición

Estructuras Secuenciales

Se ejecutan en secuencia sin posibilidad que la sentencia siguiente a ejecutar pueda ser otra diferente de la que sigue en la secuencia.

Tipo de sentencia Pseudocódigo Pseudocódigo Código en inglés en español en C

Comienzo de proceso begin Inicio {Fin de proceso end Fin }Entrada (lectura) read Leer scanfSalida (escritura) write Escribir printfAsignación A ← 5 ó A = 5 A ← 5 ó A = 5 A = 5

Sentencia de Entrada (Lectura)

Permite leer de la entrada estandar determinados valores y asignarlos a determinadas variables. La entrada estandar puede estar determinada por los dispositivos de entrada (teclados, unidades de disco, tarjetas de red, etc.)

Notación algorítmica

Leer (lista de variables de entrada) Leer (a, b, c)

Notación en C

scanf(“tipos”,&var1,&var 2, …,&varn);scanf(“tipos”,&a,&b,&c);

Sentencia de Salida (Escritura)

Permite escribir los resultados de un programa. La salida puede aparecer en un dispositivo de salida (pantalla, impresora, etc.)


Escribir (mensajes y/o variables de salida)Escribir (“El resultado es”, resultado)

Notación en C++

printf(“mensajes + tipos”, var1, var2, ..., varN);printf(“El resultado es %tipo”, resultado).

Ejemplo: ¡Hola Mundo!

#include <stdlib.h>

int main()

{

printf(“¡Hola Mundo! \n”);

return 0;

}

Ejemplo 2: Saludo Personalizado.

#include <stdlib.h>

int main()

{

char nombre[20];

printf(“Ingrese su nombre: ”);

scanf(“%s”, nombre);

printf(“Hola %s\n”, nombre);

return 0;

}

Tipos Básicos de Datos en C

Recordar: Programa = Datos + Algoritmos

Entonces se necesitan:

Un sublenguaje para definir los datos:

Representación del problema en datos

Nombres de las variables

Tipos (enteros, reales, caracteres, ¿nuevos tipos?)

Operaciones sobre los tipos (sumas, restas, juntura, ¿nuevas operaciones?, etc.)

Un sublenguaje para definir los algoritmos:

Qué le hacemos a los datos.

En qué orden (cuándo se lo hacemos).

Cuántas veces.

Conceptos Básicos

DatoDato: En el computador un dato siempre se resume a un conjunto de bits. Un conjunto de reglas sobre esos bits forman un tipo de dato. Por ejemplo: un dato de tipo entero, un dato de tipo caracter.

Dos tipos de datos básicos

1) Números: Entero, punto flotante de precisión variable, dirección de memoria.

2) Carácter: Básicamente su utilizan para formar palabras.

A partir de estas dos clases de datos, los lenguajes de programación incorporan diversos tipos de datos que son reutilizables.

Las propiedades y operadores aplicables a dichos tipos de datos nos permiten modelar problemas del quehacer en la computación (muy amplio hoy en día, practicamente ubicuo).

Conceptos Básicos

● Valor

● Variable

● Memoria

● Nombre

● Tipo de dato

Valor

La definición más intuitiva de valor es similar a la de elemento perteneciente a un conjunto, el cual representa un tipo de dato. Todos los valores del conjunto deben cumplir la misma propiedad, y el conjunto define el tipo de operaciones que se pueden aplicar sobre sus valores.

Ejemplo:

El valor 2 es un elemento perteneciente al conjunto A = {0, 1, 2, 3, 4, ...}

tipo de dato es equivalente a conjunto

valor es equivalente a elemento

Variable

Espacio de memoria que sirve para almacenar un valor, referenciada por un nombre, y perteneciente a un tipo de dato.

A diferencia del valor, la variable tiene propiedades espacio-temporales, es decir, ocupa un espacio determinado de memoria que puede almacenar un valor distinto en cada instante de tiempo.

¿Cómo se define un instante de tiempo?

Las variables que habitan en un programa definen el estado en cualquier instante de tiempo.

1. Se definen (declaración)

2. Se crean

3. Se modifican

Dentro de las modificaciones estan:

Se cargan con un valor inicial (datos de entrada)

Su valor se modifica (programa)

Llegan a un valor final (resultados de salida)

Criterios a seguir con las variables:

● Cada variable debe tener un objetivo claro e inmutable.

● No olvidarse de darles un valor inicial.

● Controlar (y comprobar) que van tomando valores esperados: regularmente aplicar predicados que deben satisfacer y notificar si alguna se sale de lo previsto (programación defensiva).

● Los lenguajes fuertemente tipeados obligan a declarar las variables antes de usarlas, lo que permite chequear su existencia y la coherencia en su uso.

Memoria

Puede ser interpretada como un conjunto de pares (variable, valor) que lleva asociada dos operaciones: Búsqueda y Almacenamiento.

1) Memoria = {(Variable1, Valor1), ...,(Variablen, Valorn)}

2) Búsqueda(Variable, Memoria) = Valor

3) Almacenamiento(Variable, Valor, Memoria)

……...

45

……...

……...

-2

……...

……...

……...

numero

suma

Memoria = {…, (numero, 45), …, (suma, -2), ...}

Memoria: Asignación

Expresión sintáctica de la operación de Almacenamiento. Modifica el contenido de una variable.


Nombre ←Valor ó Nombre = valor

Notación en C

nombre_variable = valor;


numero = 45

Memoria = {…, (numero, 45), …, ...}

suma = -2

Memoria = {…, (numero, 45), …, (suma, -2) ...}

numero = 28

Memoria = {…, (numero, 28), …, (suma, -2) ...}

Cada operación de asignación (Almacenamiento) transforma la memoria de un estado a otro respecto al tiempo.

La ejecución de un programa tendrá como efecto (sin considerar los procesos de E/S) la transformación de la memoria inicial en otra final, realizando un conjunto de asignaciones sobre las n variables que intervienen en el programa, ejecutadas según un flujo de control establecido.

La asignación X ←7 equivale a decir que X es una variable a la que se le asigna el valor 7.

La asignación X ←X + 3 evalúa la expresión derecha, en donde la variable con nombre X tiene el valor de 7, sumándole la constante 3 y asignando el resultado (7 + 3) = 10 a la parte izquierda de la expresión, la variable X.

De acuerdo a la programación estructurada, la asignación es una estructura de control secuencial.

Nombre

identificador que consta de varios caracteres alfanuméricos, de los cuales el primero normalmente es una letra.

Ejemplos

FechaInicio, NumeroDePersonas, Tmp10, direccion_1, direccion_2, _EstaActivado_, Tiempo_De_Ejec_00


Cuádrupla V = < N, T, R, K >, donde N es el nombre de la variable, T su tipo de dato, R una referencia de memoria asignada a la variable para su almacenamiento, y K el valor almacenado.

Ejemplo

V = < X, Entero, 10001, 7 > X ←7

nombre de la variable X

tipo de dato Entero

referencia de memoria 10001

valor 7

Tipo de dato

Es la agrupación de un conjunto de valores, sobre el cual se pueden realizar un conjunto de operaciones.

Toda variable debe estar asociada a un tipo de dato con el que se puede determinar univocamente el dominio de valores.

Ejemplo

El tipo de dato fecha podría estar representado por los atributos DIA, MES y AÑO, siendo los tres de tipo entero.

Las operaciones aplicables sobre el tipo de dato fecha podrían ser:

➢ Mostrar fecha

➢ Incrementar día

➢ Incrementar mes

➢ Incrementar año

➢ Intervalo entre dos fechas

Ejemplo

El tipo de dato coordenada podría estar representado por los atributos X, Y y Z, siendo lostres de tipo entero.

Las operaciones aplicables sobre coordenada podrían ser:

➢ Distancia entre dos coordenadas (puntos)

➢ Desplazar un punto

➢ Mostrar el valor de X

➢ Mostrar el valor de Y

➢ Mostrar el valor de Z

Por el hecho de que distintos valores pertenecientes a diferentes tipos de datos pueden tener la misma representación a nivel de máquina, la especificación del tipo de dato (dominio y operaciones aplicables) nos permite controlar la interpretación para cada uno.

Ejemplo

La secuencia de bits 01000001 (alfabeto binario de longitud 8) puede ser interpretada:

➢ Carácter ‘A’ en el tipo de dato carácter, o

➢ Entero +65 en el tipo de dato entero.

Puede clasificarse como escalar o estructurado.

➢ Escalar o simple: Aquel cuyo dominio presenta una propiedad de orden (entero, real, carácter, lógico).

➢ Estructurado o compuesto: Aquel que se define mediante composición de tipos de datos (vector, cadena de caracteres, matriz, registro).

Tipos de Datos en C

Los lenguajes de programación ofrecen un conjunto completo de tipos de datos escalares y estructurados con las especificaciones del dominio y operaciones.

En este curso vamos a estudiar algunos de los tipos de datos que ofrece el lenguaje de

programación C.

Tipos de Datos Escalares en C

Tipos de Datos Escalares (Numéricos) en C

Tipo Entero

Subconjunto finito de los números enteros. El tamaño del subconjunto dependerá del

número de bits que correspondan al tipo de datos. Mientras más bits mayor será el tamaño

del subconjunto.

Ej:

Entero corto (8 bits) llega hasta 255

Entero (en un Pentium IV, 32 btis) llega hasta el orden de los 4000 Megaunidades.

Tipos de Datos Escalares (Numéricos) en C++

Tipo Entero

Dependiendo del número de bits empleado en cada computadora (n), los dominios del tipo de dato Entero varían en

a) –2 (n – 1), ..., 0, ..., 2 (n – 1) – 1 enteros positivos y negativos

Si el n = 16

–2 (16 – 1), ..., 0, ..., 2 (16 – 1) – 1

= –2 (15), ..., 0, ..., 2 (15) – 1

= -32768, …, 0, …, 32767

b) 0, ..., 2n – 1 enteros positivos

Si n = 16

0, ..., 216 – 1 = 0, ..., 65535

Tipo de Dato Entero en C++

Tipos de Datos Escalares (Numéricos) en C++

Tipo Real

➢ Subconjunto de los números reales limitado no sólo en el tamaño, sino también en cuanto a la precisión. Se conocen como números de punto flotante cuya representación consta de una mantisa (parte fraccional), de una base y de un exponente (potencia a la cual se eleva la base).

➢ Para el número 0.437875x103 se tiene:

mantisa = 0.437875

base = 10

exponente = 3

Ejemplos

0.08 3739.41 -3.7452 52.3244 -8.12 3.0

Tipo de Dato Real

Tipos de Datos Escalares (No-Numéricos)

Tipo Carácter

Tipo # bits RangoInt 32 -2147483648 ... 2147483647Long int 32 IdemUnsigned int 320 ... 4294967295Long long 640 ... 18446744073709551615

Tipo Nro. bits Rango Precisión float 32 1.17x10-38 a 3.4x1038 6 dígitos decimales

double 64 2.22x10-308 a 1.79x10308 15 dígitos

decimales

Conjunto finito y ordenado de los caracteres que la computadora reconoce (letra, dígito, signo de puntuación, etc.)

Un carácter es almacenado en un byte usando el código de 8 bits ASCII (American Standard Code for Information Interchange), lo que da la posibilidad de representar 28 = 256 caracteres diferentes.

Ejemplos ‘v’ ‘.’ ‘A’ ‘a’ ‘)’ ‘{‘ ‘+’ ‘9’ ‘*’

Cada caracter tiene un equivalente en el tipo entero.

Hay otros sistemas de codificación aparte del ASCII, ej UTF-8.

Declaración de VariablesEn C todas las variables que van a ser usadas en un programa deben ser declaradas al principio de la

función o al principio del programa.

Los objetivos de la declaración de variables son:

Asociar un tipo de dato y un identificador único a la variable. Esto también permite que el compilador pueda verificar la correctitud de las operaciones en donde interviene la variable.

Permitir que el compilador sepa cuánto espacio de memoria se necesita para almacenar el valor de la variable, y asignar la dirección de memoria donde este valor se va a almacenar.

tipo_de_dato lista_de_variables;Ejemplos

int dia, mes, anio;int edad;unsigned int A = 347; float pi = 3.14159;double a, b, c; unsigned long int B = 294967295;long int C, distancia;

Ejemplosfloat precio, sub_total;float costo_por_unidad;char am_pm;char letra = ‘Z’, suma = ‘+’;bool error = false;

Tipos de Variables

Tipo Nro. bitschar 8

Variable local

Es aquella que está declarada dentro de un bloque delimitado por { }.

Sólo se puede usar dentro del bloque en el que ha sido declarada.

Variable global

Es aquella que está declarada para todo el programa, es decir, fuera de cualquier bloque o función. Retiene su valor durante la ejecución de todo el programa.

Declaración de Variables Locales: Ejemplo 1

#include <stdio.h> ⇐ importacion de encabezados

int main ()

{

double base = 10.5, ⇐ declaración de vars.

altura = 2.5,

superficie;

CUERPO DE LA FUNCION

} Bloque Función

Declaración de Variables Locales: Ejemplo 2#include <stdlib.h> ⇐ biblioteca

char logico; ⇐ variable global

void main () {

int i, j = 0, k; ⇐ variable local

char car1, car2;

float dividendo, divisor;

int x, y, z;

char indicador = 1;

CUERPO DEL PROGRAMA

}

Declaración de Variables Locales: Ejemplo 3#include <stdio.h>

void main (){

double x = 2.0;printf(“%f”,x); ⇐ imprime 2.0{

printf(“%f”,x); ⇐ imprime 2.0double x = 3.0;printf(“%f”,x); ⇐ imprime 3.0

}

printf(“%f”,x); ⇐ imprime 2.0 }

Declaración de Variables Locales: Ejemplo 4

void main( ){

int miEntero;miEntero = 503;{ int otroEntero; otroEntero = miEntero; }

}

Declaración de Variables Globales y Locales: Ejemplo

#include <stdio.h>

int resultado;

int main(){ int x, y, z;

printf(“Introduzca tres numeros enteros: “); scanf(“%i%i%i”,&x,&y,&z); /* Calcular el producto de los tres numeros */ resultado = x * y * z; printf(“El producto de es %i”, resultado); return 0;}

B1

B2

B1

B2

Ejemplo:#include <stdio.h>

int main()

{

int grad_c, grad_f;

int intervalo;

intervalo = 20;

grad_c = 0;

inicio:

printf("Cantidad de grados centígrados: %i \n", grad_c);

/* NO FUNCIONA ASI: grad_f = 5/9*(grad_c – 32) */

grad_f = 5*(grad_c - 32)/9;

printf("Conversión a grados farenheit: %i \n", grad_f);

grad_c = grad_c + 20;

if (grad_c <= 300)

goto inicio;

printf("Fin de la ejecución\n");

}

Constantes

ConstanteValor que no cambia durante la ejecución de un programa.Puede ser numérica entera, numérica real, lógica, carácter.

Definición de Constantes (Globales)

#define identificador valor

Asigna un valor a un identificador.

Un proceso previo a la compilación sustituirá el identificador por el valor en cualquier parte del programa donde aparezca el identificador.

Definición de Constantes (Globales)

Ejemplos

#define PI 3.14159

#define MAXIMO 256

#define PRIMERALETRA ‘A’

#define MENSAJE "Introduzca su nombre:"

Ejemplo

#include <stdio.h>

#define LONGITUD 32

int main ()

{

int l1 = LONGITUD, x;

x = LONGITUD + 1;

printf(“x = %i“,x);

}

Declaración de Constantes (Locales)

const tipo_de_dato identificador = valor;

void main ( ){ Declaración de constantes // Opcional

Declaración de variables locales // Opcional

Conjunto de sentencias // Cuerpo de la funcion}

void main ( )

{

const int LONGITUD = 32;

int ln = LONGITUD;

CUERPO DEL PROGRAMA

}

Ejemplos

void main(){ const float pi; // Error: pi debe ser inicializada // en la declaracion

pi = 3.14159; // Error: no se puede modificar // el valor de una constante

}

Ejemplo: Dado el radio de una esfera, calcular su área y su volumen

#include <iostream.h> #define CUATRO 4.0 float radio;

int main () {

const float PI = 3.14159; float area, volumen;

printf(“De el radio de la esfera: ”); scanf(“%f”,&radio); area = CUATRO * PI * radio * radio; printf(“Area = %f\n“,area); volumen = area * (radio/3); printf(“Volumen = %f\n“,volumen);

return 0; }

Recuerde.

Al definir o declarar una constante o variable se reserva espacio de memoria principal y se etiqueta con el identificador correspondiente.

Ejercicios

Definir cada una de las siguientes constantes (consulte las fuentes apropiadas para los valores que se necesiten).

A) Como globales

B) Como locales

613 - Número de Avogrado

613.0 - Masa del electrón (en Kg)

-613 - Diámetro atómico (en cm)

‘6’

“PD-10”

-3.012x1015

17x1012

e

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