Programación Programación Aplicada de Aplicada de ComputadorasComputadoras

Lección #1 – IntroducciónLección #1 – Introducción

Prof. Antonio F. HuertasProf. Antonio F. Huertas

¿Qué es computación?¿Qué es computación?

El término El término computacióncomputación se refiere a la se refiere a la resolución de problemas, ya sean resolución de problemas, ya sean matemáticos o de otra índole.matemáticos o de otra índole.

Una persona realiza un Una persona realiza un cómputocómputo cuando cuando resuelve un problema, cualquiera que resuelve un problema, cualquiera que sea.sea.

En Ciencias de Computadoras nos En Ciencias de Computadoras nos dedicamos a resolver problemas dedicamos a resolver problemas siguiendo una metodología que maximiza siguiendo una metodología que maximiza las posibilidades de éxito.las posibilidades de éxito.

Pasos para resolver un Pasos para resolver un problemaproblema1.1. Identificar el problemaIdentificar el problema2.2. Entender el problemaEntender el problema3.3. Identificar alternativas para resolver el Identificar alternativas para resolver el

problemaproblema4.4. Seleccionar la “mejor” alternativa de Seleccionar la “mejor” alternativa de

entre las identificadasentre las identificadas5.5. Hacer una lista de instrucciones para Hacer una lista de instrucciones para

llevar a cabo la alternativa llevar a cabo la alternativa seleccionadaseleccionada

6.6. Evaluar la alternativa seleccionadaEvaluar la alternativa seleccionada

DefinicionesDefiniciones

Algoritmo – es el conjunto de Algoritmo – es el conjunto de instrucciones que se debe llevar a instrucciones que se debe llevar a cabo para resolver un problema.cabo para resolver un problema.

Ciencias de Computadoras – el estudio Ciencias de Computadoras – el estudio de los algoritmos.de los algoritmos.

Computadora – máquina que puede Computadora – máquina que puede ejecutar programas de forma tal que ejecutar programas de forma tal que transforme datos en información.transforme datos en información.

Programa – algoritmo escrito usando Programa – algoritmo escrito usando un lenguaje de programación.un lenguaje de programación.

Definiciones (cont.)Definiciones (cont.)

Datos – valores sin significado por si solos.Datos – valores sin significado por si solos. Información – valores que adquieren un Información – valores que adquieren un

significado como resultado de un proceso.significado como resultado de un proceso.– Ej: 2 + 3 = 5Ej: 2 + 3 = 5

La información que se obtiene como La información que se obtiene como resultado de un procesamiento puede ser resultado de un procesamiento puede ser considerada como dato para otro problema.considerada como dato para otro problema.

dato

dato

información

proceso

Clasificación de las Clasificación de las computadorascomputadoras Microcomputadoras o computadoras Microcomputadoras o computadoras

personales – un solo usuariopersonales – un solo usuario Servidores – provee servicios a otras Servidores – provee servicios a otras

computadoras conectadas en redcomputadoras conectadas en red Mini-computadoras y Mini-computadoras y MainframesMainframes – –

múltiples usuarios; uso comercialmúltiples usuarios; uso comercial Supercomputadoras – billones de Supercomputadoras – billones de

operaciones por segundo; usadas para operaciones por segundo; usadas para simulaciones complejas; uso científicosimulaciones complejas; uso científico

Componentes de una Componentes de una computadoracomputadora Una computadora tiene dos Una computadora tiene dos

componentes principales:componentes principales:– Hardware – el componente físico.Hardware – el componente físico.– Software – el componente lógico.Software – el componente lógico.

El El hardwarehardware incluye dispositivos de incluye dispositivos de entrada, almacenamiento, entrada, almacenamiento, procesamiento y salida.procesamiento y salida.

El El softwaresoftware incluye el sistema operativo incluye el sistema operativo y los programas de aplicaciones.y los programas de aplicaciones.

HardwareHardware

Dispositivo de Entrada

Dispositivo de Almacenamiento Principal

CPU

Dispositivo de Almacenamiento Secundario

Dispositivo de Salida

Dispositivos de Dispositivos de hardwarehardware Dispositivo de Entrada (Dispositivo de Entrada (Input DeviceInput Device) – ) –

permite entrar datos e instrucciones a permite entrar datos e instrucciones a la computadora.la computadora.– Ejemplos: teclado, Ejemplos: teclado, mousemouse, microfono, etc., microfono, etc.

Dispositivo de Almacenamiento Dispositivo de Almacenamiento ((Storage, Memory DeviceStorage, Memory Device) – almacena ) – almacena los datos e instrucciones. Incluye la los datos e instrucciones. Incluye la memoria principal y la memoria memoria principal y la memoria secundaria.secundaria.– Ejemplos de memoria principal – RAM, ROMEjemplos de memoria principal – RAM, ROM– Ejemplos de memoria secundaria – disco Ejemplos de memoria secundaria – disco

duro, diskette, CD, DVD, USB Memoryduro, diskette, CD, DVD, USB Memory

Dispositivos de Dispositivos de hardware (cont.)hardware (cont.) Dispositivo de Procesamiento Dispositivo de Procesamiento

((Processing DeviceProcessing Device) ) –– interpreta y interpreta y procesa las instrucciones; además procesa las instrucciones; además controla los demás dispositivos.controla los demás dispositivos.– La Unidad Central de Procesamiento (CPU o La Unidad Central de Procesamiento (CPU o

Central Processing UnitCentral Processing Unit) es un dispositivo de ) es un dispositivo de procesamiento.procesamiento.

Dispositivo de Salida (Dispositivo de Salida (Output DeviceOutput Device) – ) – le muestra información al usuario de la le muestra información al usuario de la computadora.computadora.– Ejemplos: monitor, impresora, bocinas, etc.Ejemplos: monitor, impresora, bocinas, etc.

Memoria principalMemoria principal

La memoria principal (La memoria principal (main memory main memory oo main storagemain storage) viene principalmente en dos ) viene principalmente en dos tipos:tipos:– RAM (RAM (Random-access memoryRandom-access memory) – memoria de ) – memoria de

acceso al azar (aleatorio). Permite escribir o acceso al azar (aleatorio). Permite escribir o leer datos en cualquier localización y en leer datos en cualquier localización y en cualquier orden. Es volátil.cualquier orden. Es volátil.

– ROM (ROM (Read-only memoryRead-only memory) – memoria de lectura ) – memoria de lectura solamente. Los programas y datos que solamente. Los programas y datos que contiene fueron colocados por el manufacturero contiene fueron colocados por el manufacturero y no se pueden modificar. Es permanente.y no se pueden modificar. Es permanente.

Los datos e instrucciones que el usuario Los datos e instrucciones que el usuario entra van a memoria RAM.entra van a memoria RAM.

Memoria secundariaMemoria secundaria

La memoria secundaria (La memoria secundaria (secondary secondary memory memory oo secondary storage secondary storage) tiene la ) tiene la ventaja de RAM (se pueden leer y escribir ventaja de RAM (se pueden leer y escribir datos) y la ventaja de ROM (no es volátil). datos) y la ventaja de ROM (no es volátil). Además es mucho más barata que la Además es mucho más barata que la memoria principal.memoria principal.

Sin embargo, la memoria secundaria no Sin embargo, la memoria secundaria no está conectada directamente el CPU está conectada directamente el CPU porque es muchísimo más lenta que la porque es muchísimo más lenta que la memoria principal.memoria principal.

Los datos en memoria secundaria se Los datos en memoria secundaria se organizan en archivos.organizan en archivos.

¿Cómo se mide la ¿Cómo se mide la capacidad de la capacidad de la memoria?memoria? Bit (b) – un 0 o un 1Bit (b) – un 0 o un 1 Byte (B) – ocho Byte (B) – ocho bitsbits. La capacidad de un . La capacidad de un

registro de mide en bits.registro de mide en bits. Kilobyte (KB) – aproximadamente 1,000 Kilobyte (KB) – aproximadamente 1,000 bytesbytes. .

La capacidad de ROM se mide en kilobytes. La capacidad de ROM se mide en kilobytes. Megabyte (MB) – aproximadamente 1,000,000 Megabyte (MB) – aproximadamente 1,000,000

bytes. La capacidad de RAM, de los diskettes bytes. La capacidad de RAM, de los diskettes y de CDs se miden en megabytesy de CDs se miden en megabytes

Gigabyte – aproximadamente 1,000,000,000 Gigabyte – aproximadamente 1,000,000,000 bytes. La capacidad de los discos duros y de bytes. La capacidad de los discos duros y de los DVDs se miden en gigabytes. Hoy en día los DVDs se miden en gigabytes. Hoy en día hay computadoras que su capacidad de RAM hay computadoras que su capacidad de RAM se mide en gigabytes.se mide en gigabytes.

La unidad central de La unidad central de procesamientoprocesamiento El CPU es el cerebro de la computadora. El CPU es el cerebro de la computadora.

Sus componentes principales son:Sus componentes principales son:– Unidad de Aritmética y Lógica (ALU o Unidad de Aritmética y Lógica (ALU o

Arithmetic-Logic UnitArithmetic-Logic Unit) – dispositivo que ) – dispositivo que ejecuta las instrucciones.ejecuta las instrucciones.

– Unidad de Control (CU o Unidad de Control (CU o Control UnitControl Unit) – ) – dispositivo que interpreta las instrucciones y dispositivo que interpreta las instrucciones y controla los demás dispositivos de controla los demás dispositivos de hardwarehardware..

– Registros (Registros (registersregisters) – memoria interna del ) – memoria interna del CPU. Están conectados directamente al ALU CPU. Están conectados directamente al ALU y al CU. Mucho más rápidos que la memoria y al CU. Mucho más rápidos que la memoria principal pero mucho más caros.principal pero mucho más caros.

Pirámide de memoriaPirámide de memoria

Memoria Secundaria

Memoria Principal

Registros

Velocidad

Costo

Capacidad

SoftwareSoftware

Es el conjunto de programas de una Es el conjunto de programas de una computadora.computadora.

Tipos de Software:Tipos de Software:– Sistema Operativo – conjunto de programas que Sistema Operativo – conjunto de programas que

manejan el hardware y controlan la ejecución manejan el hardware y controlan la ejecución de las aplicaciones. Ejs.: Windows XP, Unix, de las aplicaciones. Ejs.: Windows XP, Unix, LinuxLinux

– Aplicaciones – aquellos programas que utilizan Aplicaciones – aquellos programas que utilizan los servicios del sistema operativo para realizar los servicios del sistema operativo para realizar tareas útiles. Ejs: Procesadores de palabras tareas útiles. Ejs: Procesadores de palabras como Word, hojas de cálculo como Excel.como Word, hojas de cálculo como Excel.

Lenguajes de Lenguajes de ProgramaciónProgramación Un lenguaje de programación es un Un lenguaje de programación es un

conjunto de palabras, símbolos y conjunto de palabras, símbolos y reglas que permiten construir reglas que permiten construir programas de computadoras.programas de computadoras.

Los lenguajes se clasifican en:Los lenguajes se clasifican en:– Lenguajes de bajo nivelLenguajes de bajo nivel– Lenguajes de alto nivelLenguajes de alto nivel

Lenguajes de bajo Lenguajes de bajo nivelnivel Los lenguajes de programación de bajo Los lenguajes de programación de bajo

nivel son aquellos que están más cerca nivel son aquellos que están más cerca de la computadora.de la computadora.

Consisten del conjunto de instrucciones Consisten del conjunto de instrucciones que el CPU puede ejecutar que el CPU puede ejecutar directamente. directamente.

El lenguaje de máquina y el lenguaje de El lenguaje de máquina y el lenguaje de ensamblaje son de bajo nivel.ensamblaje son de bajo nivel.

Lenguajes de alto nivelLenguajes de alto nivel

Los lenguajes de programación de alto Los lenguajes de programación de alto nivel son aquellos que están más cerca nivel son aquellos que están más cerca del ser humano.del ser humano.

Cada instrucción corresponde a una o Cada instrucción corresponde a una o varias instrucciones en lenguajes de varias instrucciones en lenguajes de bajo nivel.bajo nivel.

Estas instrucciones usan un formato Estas instrucciones usan un formato parecido al de un lenguaje natural (en la parecido al de un lenguaje natural (en la mayoría de los casos el Inglés).mayoría de los casos el Inglés).

Lenguajes como Basic, C, C++, Cobol, Lenguajes como Basic, C, C++, Cobol, Fortran, Lisp y Java son de alto nivel.Fortran, Lisp y Java son de alto nivel.

Lenguajes de alto y Lenguajes de alto y bajo nivelbajo nivel Problema: Sumar los números 2 y 3; colocar el Problema: Sumar los números 2 y 3; colocar el

resultado en la variable resultado en la variable resres.. Lenguaje de alto nivel:Lenguaje de alto nivel:

– res = 2 + 3res = 2 + 3 Lenguaje de ensamblaje:Lenguaje de ensamblaje:

– MOVE 2, R1MOVE 2, R1 mueve el 2 al registro R1mueve el 2 al registro R1– MOVE 3, R2MOVE 3, R2 mueve el 3 al registro R1mueve el 3 al registro R1– ADD R1, R2ADD R1, R2 suma los registros; coloca resultado en suma los registros; coloca resultado en

R2R2– MOVE R2, resMOVE R2, res almacena resultado en variable resalmacena resultado en variable res

Lenguaje de máquina:Lenguaje de máquina:– Cuatro instrucciones escritas usando números Cuatro instrucciones escritas usando números

binariosbinarios

Sobre Visual BasicSobre Visual Basic

Visual Basic es un lenguaje de alto nivel Visual Basic es un lenguaje de alto nivel propiedad de la compañía Microsoft. propiedad de la compañía Microsoft. Salió al mercado en 1991.Salió al mercado en 1991.

Visual Basic .NET salió al mercado en Visual Basic .NET salió al mercado en 2002 y permite crear aplicaciones para 2002 y permite crear aplicaciones para Windows y para el Web que usen una Windows y para el Web que usen una interfaz gráfica (GUI, en inglés por interfaz gráfica (GUI, en inglés por Graphical User InterfaceGraphical User Interface).).

La versión más reciente es Visual La versión más reciente es Visual Basic .NET 2003.Basic .NET 2003.

Sobre Visual Basic Sobre Visual Basic (cont.)(cont.) Visual Basic permite crear programas Visual Basic permite crear programas

usando:usando:– Un editor visual (Un editor visual (windows form designerwindows form designer) )

para dibujar la interfaz del usuario.para dibujar la interfaz del usuario.– Un editor de código (Un editor de código (code editorcode editor)) para para

escribir las instrucciones que le dan escribir las instrucciones que le dan funcionalidad a la interfaz del usuario.funcionalidad a la interfaz del usuario.

Visual Basic se basa en BASIC Visual Basic se basa en BASIC ((Beginners All-purpose Symbolic Beginners All-purpose Symbolic Instruction CodeInstruction Code) desarrollado en 1964 ) desarrollado en 1964 por Kemeny y Kurtz.por Kemeny y Kurtz.