2 unidad programacion comput

Módulo 1
Introducción

rogramación de
omputadores

Facultad Ingeniería UN - Virtual
Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial 2008

Programación de Computadores
Modulo 1. Introducción

CONTENIDO
1. Arquitectura de un Computador

2. Problemas

3. Algoritmo

4. Solución de problemas Algorítmicos



1. Arquitectura de un Computador
Está dividida en dos
partes importantes:
CPU
Hardware: Es la que
hace referencia a la
parte física de un
computador y de
cualquier dispositivo
electrónico. La Arquitectura Von
Newman
Software: Es la que
hace referencia a la
parte lógica de un
computador.



Hardware
• Unidad central de Proceso
• Dispositivos de entrada, salida, almacenamiento,
comunicación y cómputo
• Memoria

CPU

La Arquitectura Von Newman

Facultad Ingeniería 1. Arquitectura de Computador
Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial


Unidad Central de Proceso
(CPU)

Micropocesador
Athlon 64 X2 E6 3800+

Facultad Ingeniería 1. Arquitectura del Computador


Dispositivos
Entrada Salida

Cómputo

Almacenamiento
Comunicación

Facultad Ingeniería 1. Arquitectura de un
Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial Computador


Tipos de memoria
•RAM (Random Access Memory): Memoria de escritura y
lectura. El contenido solo se mantiene mientras el
computador está encendido.

•ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura, es
permanente y no se afecta por el encendido o apagado del
computador.

•Caché: Memoria de acceso muy rápido, usada como
puente entre la UCP y la memoria RAM, para evitar las
demoras en la consulta de la memoria RAM.



Representación en Memoria

Elementos que pueden estar en dos estados
(prendidos o apagados).

El sistema de numeración binario:
representación de este tipo de datos. Utiliza
dos símbolos el 1 y el 0.


Código Binario
Cada 1 en un número binario representa
una potencia de 2 según su posición

Ejemplo: El número binario 100110 representa
el valor 38

1 0 0 1 1 0
25 24 23 22 21 20
1*32 + 0*16+ 0*8+ 1*4+ 1*2+ 0*1= 38



Medida de la Memoria
Unidad básica de información: BIT que
corresponde a un único dígito binario (puede
tomar los valores 1 o 0).

BYTE: conjunto de 8 bits. 256 valores
diferentes: desde el 00000000 (0 en decimal) al
11111111 (255 en decimal).



Cantidades de Memoria

Ejemplos:

1 Kilo Byte = 210 Bytes = 1024 Bytes
1 Mega Byte = 210 KBytes = 220 Bytes
= 1048576 Bytes
1 Giga Byte = 210 MBytes = 230 Bytes
1 Tera Byte = 210 GBytes = 240 Bytes



Software
Software: conjunto de instrucciones que le dicen
al hardware que hacer.
Sistema Operativo

Herramientas de Desarrollo

Aplicaciones



Arquitectura de Software
Lenguaje Lenguaje Lenguaje Hardware
Alto Nivel Ensamblador Maquina

Sistema Operativo

Aplicaciones Herramientas



Sistema Operativo

Software encargado de administrar los recursos del
sistema.
Ofrece un conjunto de comandos a los humanos,
para interactuar con la máquina.
Puede ser escrito en lenguaje de alto nivel, en
lenguaje ensamblador y/o en lenguaje máquina.



Lenguaje de Máquina

Único lenguaje que entiende el hardware
(máquina).

Específico para cada hardware (procesador,
dispositivos, etc.).

Programa: almacenado en memoria, contiene
instrucciones y datos.



Lenguaje Ensamblador
Software, generalmente escrito en lenguaje de
máquina, capaz de traducir de lenguaje ensamblador
a lenguaje de máquina.

Usa mnemónicos para codificar las operaciones. Los
datos y/o direcciones son codificados generalmente
como números en sistema hexadecimal.

Es específico (aunque no único) para cada lenguaje
de máquina.


Lenguaje de Alto Nivel
Es un lenguaje con una estructura sintáctica mas
rica que le permite mayor expresividad.

Cuenta con un conjunto de palabras reservadas,
para codificar estructuras de control e
instrucciones.

Permite el uso de expresiones aritméticas y
relacionales.


Lenguaje de Alto Nivel

COMPILADORES e INTERPRETES: software
capaz de traducir de un lenguaje de alto nivel al
lenguaje de máquina.

C++ Java Python



Aplicaciones
APLICACIÓN: software que le permite al
computador realizar una tarea específica.

Procesadores de Texto Video Juegos Hojas de Calculo



Herramientas de Desarrollo
Es una aplicación que presenta un ambiente en el
que, empleando un lenguaje de programación, se
puede desarrollar nuevo software.

Ejemplos: ambientes integrados de desarrollo
como DevC++, Visual C++, en los que se emplea
el lenguaje C++.



2. Problemas

Se tiene un problema cuando se desea
encontrar uno o varios objetos desconocidos
(ya sean estos números, símbolos, diagramas,
figuras, u otras cosas), que cumplen
condiciones o relaciones, previamente
definidas, respecto a uno o varios objetos
conocidos.

Facultad Ingeniería UN-Virtual


Solución de problema
Solucionar el problema es encontrar los
objetos desconocidos.

Para solucionar un problema se debe
determinar de manera clara y concisa: cuáles
son los objetos conocidos, las condiciones y
de que tipo son los objetos desconocidos.

Facultad Ingeniería 2. Problemas


Tipos de problemas

Problemas bien condicionados

Problemas mal condicionados

Problemas indecidibles



Ejemplo de problema bien
condicionado

Un granjero tiene cincuenta animales entre
conejos y gansos. Si la cantidad de patas de
los animales es ciento cuarenta, Cuantos
conejos y cuantos gansos tiene el granjero?



Ejemplos de problemas mal
condicionados
De las siguientes imágenes, cuál
es la más llamativa?


Módulo 1
Introducción

Ejemplos de problemas
indecidible

¿Existe en la expansión decimal de Pi una secuencia de
tamaño n para cualquier número natural n?



3. Algoritmo

Secuencia bien definida y finita de tareas
bien definidas, cada una de las cuales se
puede realizar con una cantidad de
recursos finitos.

Facultad Ingeniería UN- Virtual


Características de un Algoritmo
De finitud o
Precisión Finitud
Determinismo

Hay un orden Todas las veces que se El algoritmo
preciso en el realicen las tareas o debe terminar
cual deben pasos de un algoritmo, en algún mo-
ejecutarse las con las mismas condi- mento y debe
tareas que ciones iniciales, se de- usar una can-
conforman el ben obtener resultados tidad finita de
algoritmo. idénticos. recursos.


Estructura de un Algoritmo

Datos Instrucciones Estructuras de
control
Para almacenar Las acciones o Las que determinan
información: da- procesos que el el orden en que se
tos de entrada, algoritmo realiza ejecutarán las ins-
de salida o inter- sobre los datos. trucciones del algo-
medios. ritmo.



Ejemplo de algoritmo

Un estudiante se encuentra en su casa
(durmiendo) y debe ir a la universidad (a tomar
la clase de programación!!),
¿Que debe hacer el estudiante?



1. Dormir hasta que suene el
despertador (o lo llame la mamá).
2. Mirar la hora.
3. Hay tiempo suficiente?
3.1. Si, entonces
3.1.1. Bañarse.
3.1.2. Vestirse.
3.1.3. Desayunar.
3.2. No, entonces
3.2.1. Vestirse.


Módulo 1
Introducción

4. Lavarse la boca.
5. Despedirse de la mamá y el papá.
6. Hay tiempo suficiente?
6.1. Si, entonces
6.1.1. Caminar al paradero.
6.2. No, entonces
6.2.1. Correr al paradero.
7. Hasta que pase un bus para la universidad
hacer:
7.1. Esperar el bus
7.2. Ver a las demás personas que
esperan un bus.
Facultad Ingeniería 3. Algoritmos


8. Tomar el bus.
9. Mientras que no llegue a la universidad
hacer:
9.1. Seguir en el bus.
9.2. Pelear mentalmente con el conductor.
10. Timbrar.
11. Bajarse.
12. Entrar a la universidad.
13. Caminar hasta llegar al salón donde se
dicta su curso de programación.
14. Ingresar al salón.


Representación de
Algoritmos
Las representaciones más conocidas
son:

Diagramas de flujo.

Pseudo-código.



Diagramas de Flujo

Esquema de representación gráfico de
algoritmos.

Usa elementos gráficos como rectángulos y
rombos.

Se pueden usar operaciones matemáticas.



Pseudo Código

Esquema de representación de algoritmos que
usa un subconjunto del lenguaje natural del
diseñador de algoritmos.

Elimina posibles ambigüedades empleando una
notación que aunque libre es más restringida
que la del lenguaje natural.



Pseudo Código
leer A, B, C sino
si A>B si B>C
si A>C Mayor ← B
Mayor ← A sino
sino
Mayor ← C
Mayor ← C
fin_si
fin_si
fin_si
escribir Mayor

Módulo 1
Introducción

4. Solución de Problemas
Algorítmicos

Problema

Metodología

Programa



Metodología de
Programación
 Análisis del problema.
 Especificación del problema.
 Diseño del algoritmo.
 Prueba del algoritmo y refinamiento.
 Codificación.
 Prueba y verificación.
Facultad Ingeniería 4. Solución de Problemas
Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial Algoritmicos


Análisis del Problema
Entender de manera clara el problema que se
esta resolviendo.

Esta fase de la metodología concuerda con el
proceso de identificación de objetos conocidos,
objetos desconocidos y condiciones usado en la
sección de problemas.



Especificación del Problema
Descripción clara y precisa de:

Las entradas del problema.
Las salidas del problema.
Las condiciones, es decir la dependencia que
mantendrán las salidas obtenidas con las
entradas recibidas.



Ejemplo de Especificación
Entradas: La cantidad total de animales (50),
cantidad de patas totales (140).

Salidas: La cantidad de conejos y la cantidad de
gansos.

Condiciones: La suma de conejos y gansos es
igual a cincuenta. La suma de las patas de los
conejos (cuatro por cada uno) y de los gansos
(dos por cada uno) es igual a ciento cuarenta.


Ejemplo de Especificación
Problema:
Construir un algoritmo que determine el mayor de tres
números enteros.

Especificación:

Entradas: A,B,C (números de entrada) de tipo entero.

Salidas: Mayor de tipo entero.

Condiciones: Mayor debe ser el valor máximo
de A, B y C.


Diseño del algoritmo
Es la fase en la que se construye el algoritmo
que permitirá encontrar la solución al
problema.

La forma adecuada de realizar este proceso
es subdividirlo.



Prueba del Algoritmo y
Refinamiento

Proceso de seguimiento del algoritmo para
verificar que cumple con la especificación. Si
no se cumple con la especificación se va
refinando hasta lograr el objetivo.



Codificación

Proceso en el cual se escribe el algoritmo en
un lenguaje de programación, utilizando el
editor de la herramienta.



Prueba y
Verificación

Proceso en el cual se corrigen los errores de
sintaxis y de lógica del programa, hasta lograr
que el programa resuelva el problema.



FIN
Gracias por la atención
prestada

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