presentacion

1. Fundamentos de
Programación/Programación I
Anders Jonsson
2007-2008

2. 2
Administración
• Página web: http://www.tecn.upf.es/~jonsson/fp07
(en construcción)
• Teoría: Miércoles 17-18:30, Aula 119
• Práctica: P1 Jueves 18:40-19:25, Aula 202
P2 Jueves 19:35-20:20, Aula 202
• Tutoría: Para confirmar
• anders.jonsson@upf.edu, Edificio França 399

3. 3
Administración
• Evaluación:
Prácticas: 40%
Controles: 20%
Examen final: 40%
• Las prácticas se hacen en grupos de dos
• Después de cada dos prácticas hay un control en
clase sobre el conocimiento de estas prácticas
(últimos 15 minutos de teoría)

4. 4
Clase de introducción
1. ¿Qué es un ordenador?
2. Programas y algoritmos
3. Lenguajes de programación
4. Java

5. 5
¿Qué es un ordenador?
• “Un sistema digital con tecnología microelectrónica
capaz de procesar información a partir de un grupo
de instrucciones denominado programa”
• Componentes principales:
– Procesador (CPU: Central Processing Unit)
– Memoria (RAM: Random Access Memory)
• Componentes auxiliares:
– Disco duro
– Lector CD-ROM
– Teclado
– Pantalla
– etc.

6. 6
Elementos de un ordenador
Memoria Principal
(RAM)
Unidad de
Control (CU)
Unidad aritmetica
y logica (ALU)
Programa
Dispositivos de entrada Dispositivos de salida Dispositivos de
almacenamiento de datos
teclado
ratón
pantalla
impresora disco duro
lector/grabador de CD-ROM
lector/grabador de disquete
Procesador
(CPU)
(hardware)

7. 7
Representación de los datos
en el ordenador
• El único código que entiende la CPU son los bits.
• Los bits son representados en circuitos electrónicos
que pueden estar en estado “on” (1) u “off” (0)
• Las instrucciones se mandan a la CPU en forma de
bytes, que son palabras de 8 bits
• 1 byte = 8 bits
• 1 kilobyte = 1 024 bytes
• 1 megabyte = 1 024 kilobytes = 1 048 576 bytes

8. 8
Representación de los datos
en el ordenador
• Base 10:
– Dígitos = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
– 1111 = 1*103 + 1*102 + 1*101 + 1*100
• Base 2:
– Dígitos = {0, 1}
– 1111 = 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 8 + 4 + 2 + 1 = 15
• ¿Cuántos valores puede representar un byte?
– 1 byte = 8 bits (Ej: 01100101)
– Cada bit puede representar 2 valores (0 y 1)
– Un byte puede representar 28 = 256 valores

9. 9
Representación de textos
TEXTO: My name is Anders.
ASCII: 77-121-32-110-97-109-101-32-105-115-32-65-110-100-101-114-115-46
18 bytes

10. 10
Representación de imagen
• División de la imagen en una matriz de pixels (unidad
de la imagen)
• Cada pixel asociado con un color
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 1 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0

11. 11
Representación de sonido
• Discretización de la amplitud
• Un byte para cada valor
4 8 12 13 12 10 8…

12. 12
¿Qué es un programa?
• Un programa es una secuencia de instrucciones a
la CPU
• Cada instrucción es un conjunto de bytes
• Ejemplos de instrucciones:
– Leer un dato del teclado
– Guardar un dato en la memoria
– Ejecutar una operación sobre dos datos
– Mostrar un dato en la pantalla
– etc.

13. 13
Acceso a la memoria
9
8
7
6
5
4
3
2
1
15
64
32
10
0
2
45
125
12
RAM
CPU

14. 14
Algoritmo
• Un esquema para resolver cierto tipo de problema
• Se puede traducir en un programa para ejecutarlo
en un ordenador
• Pasos para la resolución de un problema con
ordenador:
1. Diseño de un algoritmo
2. Codificación de un programa
3. Ejecución y validación

15. 15
Algoritmo
• Componentes:
– Entrada: datos del problema a resolver
– Salida: el resultado de la resolución
– Proceso: pasos a seguir para la resolución
• Propiedades:
– Preciso: orden estricto + expresiones precisas
– Definido: con la misma entrada, siempre resulta la
misma salida
– Finito: número finito de pasos

16. 16
Algoritmo 1
• Problema: Sumar dos números
• Solución:
– Entrada: dos números
– Salida: guardar la suma en la memoria y
imprimirla por pantalla
– Proceso:
1) Añadir los dos números
2) Guardar el resultado en la memoria
3) Imprimir el resultado por pantalla

17. 17
Algoritmo 2
• Problema: hacer una taza de té a la inglesa
• Solución:
– Entrada: agua, bolsa de té, leche, tetera, taza,
cuchara
– Salida: una taza de té a la inglesa
– Proceso:
1. Poner la bolsa de té en la taza
2. Poner el agua a hervir en la tetera
3. Verter el agua hervida en la taza
4. Añadir leche
5. Remover

18. 18
Algoritmo 3
• Problema: averiguar la solvencia de un cliente que
ejecuta un pedido a una fábrica.
• Solución:
– Entrada: el pedido
– Salida: mensaje de aceptación o rechazo
– Proceso:
1. Leer el pedido
2. Examinar la ficha del cliente
3. Si el cliente es solvente, aceptar pedido
4. En caso contrario, rechazar pedido

19. 19
Lenguajes de programación
• Lenguajes máquina
• Lenguajes ensamblador
• Lenguajes de alto nivel: C, C++, Visual Basic, Java,
Pascal, Prolog, LISP,…

20. 20
Lenguajes máquina
• Programas son secuencias de instrucciones compuestas de
bytes:
– 16 29 156 9 82 75
• Ventajas:
– La CPU entiende estos programas
• Desventajas:
– Pensar en modo de 0’s y 1’s es muy difícil para nosotros

21. 21
Lenguajes ensamblador
• Instrucciones compuestas de palabras cortas y números:
– LOD 15 6
– LOD 16 8
– ADD 15 16 17
– JMP 10
• Ventajas:
– Más fácil a entender
• Desventajas:
– Todavía bastante abstracto
– Necesita traducir el código a lenguajes máquina

22. 22
Lenguajes de alto nivel
• Diseñados para ser más parecidos a lenguaje natural
• Ventajas:
– Mucho más fácil de dar instrucciones
• Desventajas:
– Más complicado convertir en lenguajes máquina

23. 23
Lenguajes de programación:
¿Por qué hay tantos?
¿Cómo nacen, sobreviven y caducan?
1. Diferentes dominios de aplicación:
• Programación de sistemas – rapidez y acceso de
bajo nivel: C
• Inteligencia artificial – computación simbólica: LISP,
Prolog
• Programación científica – fórmulas matemáticas:
Fortran
• Negocios – transacciones: COBOL
• Uso específico: SQL (bases de datos), Perl
(manipulación de textos), JavaScript (páginas web),
Pascal (formación)

24. 24
Lenguajes de programación:
¿Por qué hay tantos?
¿Cómo nacen, sobreviven y caducan?
1. Diferentes necesidades:
• Fiabilidad: Ada
• Escabilidad, paradigma orientado a objeto: C  C++
• Portabilidad: Java
2. Evolución:
• Mejora del hardware
• Mejor comprensión de como reforzar criterios de
legibilidad, facilidad de aprender y escribir,
fiabilidad…
3. Importancia de la estandardización
4. ¡Número de usuarios!

25. 25
Traductores de lenguaje:
intérpretes
PROGRAMA FUENTE
INTERPRETE
EJECUCION DE LA(S)
INSTRUCCION(ES)
INTERPRETADA(S)

26. 26
Traductores de lenguaje:
compiladores
PROGRAMA FUENTE
COMPILADOR
ENLAZADOR
(binder, linker)
EJECUCION
Fase de compilación
Fase de ejecución
OPCION 1
programa
ejecutable
Fase de compilación
Fase de ejecución
OPCION 2
programa
objeto

27. 27
Java
• Se desarrolló en los comienzos de los años 1990
• La intención era crear una herramienta para escribir
programas cortos y efectivos
• Ventajas:
– Básico, fácil de entender
– Portátil: el mismo código sirve para todos los sistemas operativos
– Soporta interfaz gráfica de usuario (GUI)
– Apropiado para programas en Internet
• Desventajas:
– La ejecución es más lenta que algunos otros lenguajes

28. 28
Java
• El código fuente se guarda en un archivo con extensión
.java
• Un compilador traduce el código fuente en código de byte,
y lo guarda en un archivo con extensión .class
• Las instrucciones son diferentes para diferentes sistemas
operativos
• Un intérprete específico al sistema operativo interpreta el
código byte para ejecutar el programa
• Un programa puede ser compuesto de varios archivos

29. 29
La Máquina Virtual Java (JVM)
PROGRAMA FUENTE
COMPILADOR JAVA
PROGRAMA OBJETO
.java
.class
Programa bytecode para JVM
INTERPRETE (JVM)
para Windows
INTERPRETE (JVM)
para Linux
INTERPRETE (JVM)
para Macintosh
WINDOWS LINUX MACINTOSH

30. 30
Ejecución de un programa Java
HolaMundo.java
HolaMundo.class
javac HolaMundo.java
System.class
java HolaMundo
SISTEMA OPERATIVO
compilador Java
llamar a la JVM
crear el programa
en un editor

31. 31
Componentes de un lenguaje
• Sintaxis (gramática): reglas que determinan de
manera estricta el vocabulario, orden y formato de
las instrucciones permitidas
– Errores sintácticos: el programa no compila y/o no se puede
interpretar
• Semántica (sentido): el programa, al ejecutarlo,
produce el resultado correcto que uno quiere

32. 32
Errores de programación
Modificar o crear un
archivo .java
Editar para
corregir errores
Compilar
Ejecutar programa
Depurar
(debugging)
errores de compilación (sintaxis)
no hay errores
errores de ejecución (semántica)