Conferencia1 - Programacion de Computadores

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Facultad IngenieríaDepartamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial

UN - Virtual2008

Módulo 1Introducción

• ¿Por qué se inventaron los computadores?

• ¿Encuentra alguna relación entre como se encuentran diseñados los computadores y el ser humano?

• ¿Qué cree que es la programación de computadores?


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Programación de ComputadoresModulo 1. Introducción

CONTENIDO1. Arquitectura de un Computador

2. Problemas

3. Algoritmo

4. Solución de problemasAlgorítmicos


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Los precursores del Computador


Abaco

La maquina calculadora de

Pascal

1642 Motor de diferencias de

Babbage

1812 Mark I

1944Eniac

1947

PC

…


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1. Arquitectura de un ComputadorEstá dividida en dos

partes importantes:

Hardware: Es la que hace referencia a la parte física de un computador y de cualquier dispositivo electrónico.

Software: Es la que hace referencia a la parte lógica de un computador.


CPU


1. Arquitectura de Computador

Hardware

La Arquitectura Von Newman

• Unidad central de Proceso

• Dispositivos de entrada, salida, almacenamiento, comunicación y cómputo

• Memoria


CPU

Unidad Central de Proceso (CPU)


1. Arquitectura del Computador

Microprocesador Athlon 64 X2 E6 3800+


Dispositivos


1. Arquitectura de un Computador

Entrada Salida

AlmacenamientoComunicación

Cómputo


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.

Tipos de memoria




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 BinarioCada 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

1 Kilo Byte = 210 Bytes = 1024 Bytes1 Mega Byte = 210 KBytes = 220 Bytes = 1048576 Bytes1 Giga Byte = 210 MBytes = 230 Bytes1 Tera Byte = 210 GBytes = 240 Bytes

Ejemplos:




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

Software




Sistema Operativo

Herramientas de Desarrollo

Aplicaciones

LenguajeMaquina

LenguajeAlto Nivel

HardwareLenguajeEnsamblador

Sistema Operativo

Aplicaciones

Herramientas

Arquitectura de Software




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 MáquinaÚnico lenguaje que entiende el hardware (máquina).

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

Programa: almacenado en memoria, contiene instrucciones y datos.




Lenguaje EnsambladorUsa 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 NivelEs 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.




Compiladores e interpretes

Software capaz de traducir de un lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina.



C++ Java Python


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



Video Juegos Hojas de CalculoProcesadores de Texto


Herramientas de Desarrollo

Son aplicaciones con las cuales 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.


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Solución de problemaSolucionar 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.


2. Problemas


Tipos de problemas

Problemas bien condicionados

Problemas mal condicionados

Problemas indecidibles


2. Problemas


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?


2. Problemas


Ejemplos de problemas mal condicionados

De las siguientes imágenes, cuál es la más llamativa?


2. Problemas


Ejemplos de problemas indecidible

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


2. Problemas


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.


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Características de un Algoritmo

PrecisiónDefinitud o Determinismo

Finitud

Hay un orden preciso en el cual deben ejecutarse las tareas que conforman el algoritmo.

Todas las veces que se realicen las tareas o pasos de un algoritmo, con las mismas condi-ciones iniciales, se de-ben obtener resultados idénticos.

El algoritmo debe terminar en algún mo-mento y debe usar una can-tidad finita de recursos.Facultad Ingeniería

Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial 2. Problemas


Datos Instrucciones

Estructuras de control

Para almacenar información: da-tos de entrada, de salida o inter-medios.

Las acciones o procesos que el algoritmo realiza sobre los datos.

Las que determinan el orden en que se ejecutarán las ins-trucciones del algo-ritmo.

Estructura de un Algoritmo


2. Problemas


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?


2. Problemas


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, entonces3.2.1. Vestirse.



2. Problemas


4. Lavarse la boca.5. Despedirse de la mamá y el papá.6. Hay tiempo suficiente?

6.1. Si, entonces6.1.1. Caminar al paradero.

6.2. No, entonces6.2.1. Correr al paradero.

7. Hasta que pase un bus para la universidad hacer:

7.1. Esperar el bus7.2. Ver a las demás personas que esperan un bus.



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.



3. Algoritmos


Representación de Algoritmos

Las representaciones más conocidas son:

Diagramas de flujo.

Pseudo-código.


3. Algoritmos


Diagramas de Flujo

Esquema de representación gráfico de algoritmos.

Usa elementos gráficos como rectángulos y rombos.

Se pueden usar operaciones matemáticas.


3. Algoritmos


Pseudo Código

Esquema de representación de algoritmos similar al lenguaje natural y cercana a la utilizada en los lenguajes de programación.

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


3. Algoritmos


sino si B>C

Mayor B

sino

Mayor C

fin_sifin_siescribir Mayor

Pseudo Códigoleer A, B, Csi A>B si A>C Mayor A sino Mayor C fin_si


3. Algoritmos


4. Solución de Problemas

AlgorítmicosProblema

Programa

Metodología


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Análisis del problema. Especificación del problema. Diseño del algoritmo. Prueba del algoritmo y

refinamiento. Codificación. Prueba y verificación.

Metodología de Programación


4. Solución de Problemas Algoritmicos


Análisis del ProblemaEntender 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.




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.

Especificación del Problema




Ejemplo de EspecificaciónEntradas: 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.Facultad Ingeniería

Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial 4. Solución de Problemas

Algoritmicos


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 máximode A, B y C.

Ejemplo de Especificación




Diseño del algoritmoEs 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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