programacion estructurada

Programacin Estructurada

Concepto de algoritmo (I)

Un algoritmo es un procedimiento para resolver un problema.

ste describe un conjunto finito y ordenado de pasos, reglas o

instrucciones para producir la solucin a un problema dado.

Un algoritmo puede ser definido como una secuencia de

instrucciones bien definidas y efectivas, y finaliza con la

produccin del resultado esperado a partir de las entradas

dadas.

Concepto de algoritmo (II)

Algoritmo

Especificacin

de las

entradas

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Descripcin

del resultado o

efecto

. . .

Un primer ejemplo de algoritmo

El siguiente algoritmo calcula el rea y el permetro de un rectngulo

1. Inicio

2. Leer base y altura (b, a)

3. ar b*a

4. pe 2*(b + a)

5. Escribir rea del rectngulo: , ar

6. Escribir Permetro del rectngulo: , pe

7. Fin

Datos de entrada: b y a (base y altura)

Datos de salida: ar y pe (rea y permetro)

Procesos: ar = b*a, pe = 2*(b + a)

Anlisis resumido

del problema

Caractersticas de los algoritmos (I)

Son precisos. Deben indicar el orden de realizacin de cada paso, as como especificar con precisin las

entradas y cada paso o etapa

Estn bien definidos. Etapas bien definidas y concretas

Exactitud y correccin. Se debe demostrar que el algoritmo resuelve el problema para el cual fue escrito

Son finitos. Deben tener un nmero finito de pasos y deben terminar

Deben describir el resultado o efecto final. La salida esperada del algoritmo debe estar completamente

especificada

Caractersticas de los algoritmos (II)

Entrada

Proceso

Salida

Partes que debe describir la definicin de un algoritmo:

Entrada Salida Proceso

Caractersticas de los algoritmos (III)

Son independientes tanto del lenguaje de programacin en el que se expresan como del hardware en que se

ejecutan los programas

Algoritmo

Cdigo en C

Cdigo en

Pascal

Cdigo en

Fortran

Computadora con

los compiladores

de C y Pascal

Computadora con

el compilador de

Fortran

Expresado

en

Ejecutado

en

El rol del algoritmo en la resolucin de

problemas (I)

Descripcin y

anlisis del

problema

Diseo del

algoritmo

Programa en un

lenguaje de

programacin

La resolucin de un problema en computadora requiere como

paso previo el diseo de un algoritmo que especifique el

procedimiento para resolver el problema. Es decir, antes de

codificar un programa se requiere disear el algoritmo.

Ejemplos de algoritmos (I.a.)

Definicin del problema

Calcular los porcentajes de hombres y mujeres en un grupo de N

deportistas

Anlisis del problema

Datos a considerar:

Sexo de la persona (S)

Nmero de personas del sexo masculino (CM)

Nmero de personas del sexo femenino (CF)

Total de deportistas (N)

Porcentaje de hombres (PM)

Porcentaje de mujeres (PF)

Ejemplos de algoritmos (I.b.)

Datos de entrada:

Total de deportistas (N)

Sexo de la persona (S)

Datos de salida:

Porcentaje de hombres (PM)

Porcentaje de mujeres (PF)

Procesos:

Contar la cantidad de personas del sexo masculino (CM = CM + 1)

Contar la cantidad de personas del sexo femenino (CF = CF + 1)

Calcular el porcentaje de hombres en el grupo (PM = CM/N*100)

Calcular el porcentaje de mujeres en el grupo (PF = CF/N*100)

Continuamos con el

anlisis del problema

Ejemplos de algoritmos (I.c.)

Algoritmo:

1. Inicio

2. Inicializar en cero el total de personas del sexo masculino: CM 0

3. Inicializar en cero el total de personas del sexo femenino: CF 0

4. Inicializar en cero el total de personas procesadas: TP 0

5. Leer total de deportistas (N)

6. MIENTRAS TP < N

FIN-MIENTRAS

6.1 Leer sexo de la persona (S)

6.2 SI S =M, entonces CM CM + 1 6.3 SI S = F, entonces CF CF + 1 6.4 Incrementar en 1 el contador: TP TP + 1

Ejemplos de algoritmos (I.d.)

Algoritmo (continuacin):

7. Calcular porcentaje de hombres en el grupo: PM CM/N*100

8. Calcular porcentaje de mujeres en el grupo: PF CF/N*100

9. Escribir Porcentaje de hombres en el grupo: , PM

10. Escribir Porcentaje de mujeres en el grupo: , PF

11. Fin

En este algoritmo se puede apreciar el uso de las tres

estructuras de control de la programacin estructurada:

Estructura secuencial

Estructura selectiva

Estructura iterativa

Diseo de algoritmos (I)

Diseo del

algoritmo

Diseo

descendente Refinamiento Representacin

grfica

Diseo de algoritmos (II)

Diseo descendente (I)

El diseo descendente (top down) es un procedimiento de

refinamiento iterativo de un problema, en el cual se parte del

mayor nivel de abstraccin del problema (sistema o tarea) y

se prosigue hacia los niveles inferiores a travs de un proceso

de descomposicin del problema en subproblemas.

En el diseo descendente se parte de una visin estructural

del problema sin especificar detalles para ninguna de sus

partes componentes. Cada componente del sistema es

entonces refinado, mostrando ms detalles en cada nivel de

refinamiento.

Diseo de algoritmos (III)

Diseo descendente (II)

. . .

Problema

Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema

Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema

Subproblema Subproblema

Diseo de algoritmos (IV)

Diseo descendente (III)

El diseo descendente efecta una relacin entre las

sucesivas etapas de refinamiento, de forma tal que stas se

relacionen unas con otras a travs de los flujos de entrada y

de salida de informacin.

X Y P

P1

P2

P3

P4 X Y

U

V

P

Q

P31 P32 P33 V Q R S

Diseo de algoritmos (V)

Diseo descendente (IV)

Ejemplo: el problema del cajero automtico

Cajero

automtico

Lectura y

validacin

del NIP

Seleccin de

tipo de

cuenta

Seleccin de

tipo de

operacin

Finalizar

Consulta de

saldo

Traspaso

entre cuentas

propias

Retiro de

efectivo Pago de

servicios . . .

. . .

Diseo de algoritmos (VI)

Refinamiento del algoritmo (I)

Comnmente, la primera versin de un algoritmo no

constituye una versin completa ni especfica del mismo. El

refinamiento del algoritmo se refiere a la conversin del

primer esbozo/versin del algoritmo en una versin ms

detallada y completa, haciendo los pasos del algoritmo ms

especficos. Este proceso conduce a la obtencin de un

algoritmo claro, preciso y completo.

Diseo de algoritmos (VII)

Refinamiento del algoritmo (II)

1. Inicio

2. Leer cantidad de estudiantes

3. Leer edad y peso de los estudiantes

4. Calcular las medias de la edad y del peso

5. Escribir resultados

Algoritmo para el clculo de la media de la edad y peso de un grupo de

estudiantes (primer esbozo)

Diseo de algoritmos (VIII)

Refinamiento del algoritmo (III)

1. Inicio

2. Leer cantidad de estudiantes (N)

3. NE 0, SE 0, SP 0

4. MIENTRAS NE < N

4.1 Leer edad y peso del estudiante (E, P)

4.2 SE SE + E

4.3 SP SP + P

4.4 Incrementar el contador: NE NE + 1

FIN-MIENTRAS

Algoritmo para el clculo de la media de la edad y peso de un grupo de

estudiantes (versin refinada)

Diseo de algoritmos (IX)

Refinamiento del algoritmo (IV)

5. Calcular la media de la edad: ME SE/N

6. Calcular la media del peso: MP SP/N

7. Escribir La edad promedio es: , ME

8. Escribir El peso promedio es: , MP

9. Fin

Algoritmo para el clculo de la media y desviacin estndar de la edad y

peso de un grupo de estudiantes (versin refinada)

Diseo de algoritmos (X)

Especificacin y representacin grfica del

algoritmo

Pseudocdigo

Diagramas de flujo

Diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S)

Diseo de algoritmos (XI)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (I)

El pseudocdigo es un lenguaje de especificacin de

algoritmos, comnmente con una sintaxis para las estructuras

de control similar a la expresada en el lenguaje de

programacin al que ser traducido el algoritmo. Cuando un

algoritmo es expresado en pseudocdigo, entonces la

traduccin de ste al lenguaje de programacin seleccionado

resultar relativamente fcil.

Algoritmo Especificacin

en

pseudocdigo

Programa

Diseo de algoritmos (XII)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (II)

Las acciones y las estructuras de control se representan en el

pseudocdigo con palabras reservadas del ingls, similares a las utilizadas

en los lenguajes de programacin estructurada. Entre estas palabras

reservadas, las ms usadas son:

start

read

write

If-then-else

while-end

repeat-until

end

Comnmente, la

escritura del

pseudocdigo

requiere el uso de la

indentacin de las

diferentes lneas

Diseo de algoritmos (XIII)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (III)

Begin

read N

NE 0

SE 0

SP 0

while NE < N

read E, P

SE SE + E

SP SP + P

NE NE + 1

end while

Algoritmo para el

clculo de la media y

desviacin estndar

de la edad y peso de

un grupo de

estudiantes (versin

en pseudocdigo)

Diseo de algoritmos (XIV)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (IV)

ME SE/N

MP SP/N

write La edad promedio es: , ME

write El peso promedio es: , MP

end

Cuando se usa el

pseudocdigo como

lenguaje de

especificacin de un

algoritmo, el

programador puede

concentrarse en la

lgica y en las

estructuras de control

sin preocuparse por

la sintaxis y reglas

del lenguaje de

programacin.

Diseo de algoritmos (XV)

Representacin grfica del algoritmo:

diagramas de flujo (I) Un diagrama de flujo (flowchart, del ingls) es una tcnica de

representacin grfica de la lgica o pasos de un algoritmo. El diagrama

de flujo consiste de un conjunto de smbolos (tales como rectngulos,

paralelogramos, rombos, etc.) y flechas que conectan estos smbolos.

Los smbolos representan las diferentes acciones que se pueden

ejecutar en un algoritmo (lectura, asignacin, decisin, escritura, etc.),

mientras que las flechas muestran la progresin paso a paso a travs

del algoritmo.

Con la aparicin de los lenguajes de programacin estructurada el uso

de los diagramas de flujo ha disminudo considerablemente, dando paso

a otras tcnicas de representacin (como por ejemplo, diagramas N-S,

tablas procesos-entidades, diagramas estructurales, diagramas de

burbujas, etc. ) que capturan en un modo ms adecuado la esencia y

principios de la programacin estructurada.

Diseo de algoritmos (XVI)


diagramas de flujo (II)

Smbolo Representacin Significado

Flechas o lneas de flujo Indica el sentido de

ejecucin de las acciones

Rectngulo Proceso o accin a realizar

(por ejemplo, asignacin)

Paralelogramo Representa una entrada o

salida

Rombo Representa el constructor de

seleccin (decisin lgica)

Rectngulo redondeado Representa el inicio y fin del

diagrama

Crculo Se usa como conector entre

dos partes del diagrama

Diseo de algoritmos (XVII)


diagramas de flujo (III) 1. Inicio


3. NE

Diseo de algoritmos (XVIII)

Continuacin (IV)

1. Inicio


3. NE

Diseo de algoritmos (XIX)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (I)

El diagrama de Nassi-Schneiderman (N-S) (tambin conocido como

diagrama de Chapin) es una tcnica de representacin grfica de

algoritmos que combina la especificacin en pseudocdigo con la

representacin grfica del diagrama de flujo.

Cuando se usa el diagrama N-S un algoritmo es representado con un

rectngulo dividido en franjas o bandas horizontales, donde cada banda

representa una accin a realizar.

La especificacin de los pasos del algoritmo se hace utilizando las

palabras reservadas ya vistas en el pseudocdigo, mientras que los

smbolos utilizados en el diagrama corresponden a cada tipo de

estructura de control: secuencia, seleccin, iteracin.

Diseo de algoritmos (XX)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (II)

Begin

End

. . .

Begin

read

write

If-then-else

while-end

repeat-until

end

Representacin grfica N-S de un algoritmo Palabras reservadas

comnmente usadas en la

especificacin de las acciones

(pueden ser tambin usadas

en espaol)

Diseo de algoritmos (XXI)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (III)

Representacin de la estructura de control secuencial

Declaracin de variables

tipo : nombre_variable

Ejemplos:

entero: edad

real: edadPromedio,

pesoPromedio

caracter: sexo

cadena: deporte

Asignacin

Variable = expresion

Ejemplos:

edadPromedio = sumaEdad/N

pesoPromedio = sumaPeso/N

sexo = M

Deporte = atletismo

Diseo de algoritmos (XXII)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IV)

Representacin de la estructura de control secuencial

Instruccin leer

leer

Ejemplos:

leer edad, peso

leer deporte

Instruccin escribir

escribir

Ejemplos:

escribir edadPromedio, pesoPromedio

escribir deporte

Diseo de algoritmos (XXIII)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (V)

Inicio

Escribir rea: , ar

real: b, a, ar, pe

Leer b, a

ar = b*a

pe = 2(b + a)

Escribir permetro: , pe

Fin

1. Inicio

2. Leer base y altura (b, a)

3. ar b*a 4. pe 2*(b + a) 5. Escribir rea: , ar 6. Escribir Permetro: , pe 7. Fin

Diagrama N-S Algoritmo para calcular el rea y

permetro de un rectngulo

Diseo de algoritmos (XXIV)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VI) Representacin de la estructura de control condicional

condicin

S No

Algoritmo Diagrama N-S

si entonces

si_no

selector

otro 1 2 3 . . . n Estructura

de control

condicional

CASE

Diseo de algoritmos (XXV)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VII)

Representacin de la estructura de control condicional

S = M

S No

CM = CM + 1 CF = CF + 1

Leer sexo de la persona (S)

SI S =M, entonces CM CM + 1 SI S = F, entonces CF CF + 1 Incrementar el contador: TP TP + 1

Algoritmo Diagrama N-S

Diseo de algoritmos (XXVI)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VIII)

Representacin de la estructura de control de iteracin

Representacin en el diagrama N-S

de la estructura MIENTRAS


de la estructura REPITE-HASTA

Mientras (condicin)

HASTA (condicin)

Diseo de algoritmos (XXVII)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IX)

Representacin de la estructura de control de iteracin


de la estructura PARA

Para Contador valor_inicial hasta valor_final hacer

Diseo de algoritmos (XXVIII)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (X)

start

read N

NE 0

SE 0

SP 0

while NE < N

read E, P

SE SE + E

SP SP + P

NE NE + 1

end while

Inicio

real: SE, SP

entero: NE

Mientras NE

Diseo de algoritmos (XXIX)


diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (XI)

ME = SE/N

MP = SP/N

Escribir Edad promedio, ME

Escribir Peso promedio, MP

ME

De los algoritmos a los programas

Elementos, estructura y funcionamiento de un sistema de cmputo

Lenguajes de programacin: niveles, sintaxis y semntica

Estrategias de contruccin de programas

Elementos, estructura y funcionamiento de

un sistema de cmputo (I)

CPU

Unidad Central de Proceso

CU

Unidad de control

ALU

Unidad

lgico-aritmtica

RAM

Memoria

Dispositivos

de entrada

Dispositivos

de salida

Memoria externa

(almacenamiento

permanente)

Organizacin fsica de una computadora


un sistema de cmputo (II)

Funcionamiento de una computadora (I)

La unidad central de proceso (del ingls, CPU) es el cerebro de la computadora. La CPU dirige y controla el proceso de informacin efectuado

por la computadora, es la unidad donde se ejecutan las instrucciones de los

programas y donde se controla el funcionamiento de los distintos

componentes de la computadora. La CPU procesa informacin almacenada

en la memoria, puede recuperar informacin desde la memoria (datos o

programas) y almacenar nueva informacin o informacin procesada en la

memoria. La CPU est compuesta por dos componentes: la unidad de

control (CU) y la unidad lgico-aritmtica (ALU)

La unidad central de proceso (del ingls, CPU)


un sistema de cmputo (III)

Funcionamiento de una computadora (II)

Como su nombre lo indica, la unidad lgico-aritmtica es la encargada de

realizar operaciones artimticas y lgicas (suma, resta, multiplicacin,

divisin y comparaciones) sobre datos que provienen de la memoria

principal (RAM).

La unidad lgico-aritmtica (ALU)

La unidad de control (CU) dirige y coordina las actividades de la

computadora, determina la secuencia de operaciones a realizar, interpreta

instrucciones codificadas, controla las funciones de decodificacin,

ejecucin y almacenamiento. Esta unidad controla y sincroniza todo el

proceso que tiene lugar en la computadora.

La unidad de control (CU)


un sistema de cmputo (IV)

Funcionamiento de una computadora (III)

El papel de la memoria central (memoria RAM, Random Access Memory) es

el almacenamiento de informacin: datos y programas. Para que un

programa se pueda ejecutar, debe ser almacenado en la memoria central

(carga o load del programa). Tambin los datos que sern usados por el

programa durante su ejecucin deben ser situados en la memoria. Es decir,

la memoria RAM se usa para mantener los programas mientras se estn

ejecutando y los datos mientras se estn procesando.

La memoria central (RAM)

Memoria

central

Memoria

cach Procesador


un sistema de cmputo (V)

Funcionamiento de una computadora (IV)

Los dispositivos de entrada/salida establecen la comunicacin entre la

computadora y el usuario. Los dispositivos de entrada (teclado, mouse,

unidad CD-ROM, unidad DVD, escaner, cmara, etc.) permiten la

introduccin de datos y programas en la computadora para su

procesamiento. Una vez que los datos son ledos de los dispositivos de

entrada, stos son almacenados en la memoria central para su

procesamiento. Los dispositivos de salida (pantalla, impresora, etc.)

permiten representar/visualizar el resultado de la ejecucin de los

programas.

Dispositivos de entrada/salida


un sistema de cmputo (VI)

Funcionamiento de una computadora (V)

La memoria externa es un medio de almacenamiento permanente tanto para

programas como para datos. Entre los dispositivos de almacenamiento (o

memorias auxiliares) ms comnmente utilizados se encuentran:

La memoria externa

El disco duro

Disquetes magnticos

Unidad CD-ROM

Unidad DVD

Memoria USB


un sistema de cmputo (VII)

El microprocesador

El microprocesador es un chip, un circuito integrado electrnico que es

utilizado como unidad central de proceso en una computadora. Las

funciones del microprocesador son el clculo y control computacional.

Memoria central Unidad de

control

Unidad lgico-

aritmtica

Microprocesador

Lenguajes de programacin: niveles,

sintaxis y semntica (I)

Niveles de lenguajes de programacin (I)

Lenguajes de mquina

Lenguajes

ensambladores

Lenguajes de alto nivel

Lenguajes declarativos


sintaxis y semntica (II)

Niveles de lenguajes de programacin (II)

Fue el primer lenguaje utilizado en la programacin de computadoras.

Constituye la capa ms interna en los niveles de lenguaje en la

computacin. Se podra decir que el lenguaje de mquina es el nico que

entiende directamente la computadora. Este lenguaje se expresa a travs

del alfabeto binario, el cual consta solo de los smbolos 0 y 1. El lenguaje de

mquina es dependiente de la computadora.

Lenguajes de mquina

El lenguaje ensamblador es una representacin simblica del lenguaje de

mquina asociado. Es decir, cada computadora tiene un lenguaje

ensamblador propio. El lenguaje ensamblador usa palabras nemotcnicas

para representar cada instruccin (cadenas de bits) del lenguaje de

mquina asociado.

Lenguajes ensambladores


sintaxis y semntica (III)

Niveles de lenguajes de programacin (III)

Constituyen los lenguajes de programacin ms utilizados. Son lenguajes

independientes de la computadora. Un programa escrito en lenguaje de alto

nivel puede ser ejecutado en cualquier computadora, siempre que sta

disponga del traductor o compilador del lenguaje en cuestin. Los

programas pueden ser escritos y comprendidos de una forma ms sencilla,

dada la aproximacin de estos lenguajes con el lenguaje natural. Se

caracterizan por proporcionar libreras de uso frecuente (entrada/salida,

funciones matemticas, manejo de cadenas, etc.). Ejemplos de estos

lenguajes son: Pascal, Fortran, C, C++, Java, Ada, Lisp y Prolog.

Lenguajes de alto nivel

Son aquellos lenguajes en los que se indica a la computadora qu es lo que

debe hacer, qu es lo que se desea obtener o qu es lo que se est

buscando. Son comnmente lenguajes de rdenes, donde se expresa lo

que hay que hacer en lugar de cmo hacerlo. Ejemplos de lenguajes

declarativos son SQL y Prolog.

Lenguajes declarativos


sintaxis y semntica (IV)

Lenguaje de programacin =

Lxico + Sintaxis + Semntica


sintaxis y semntica (V)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de los

lenguajes de programacin (I)

Lxico

Sintaxis

Semntica

Gestin de memoria

Manejo de excepciones

Implementacin

Pragmtica


sintaxis y semntica (VI)


lenguajes de programacin (II)

Lxico

Es el conjunto de categoras gramaticales que definen el vocabulario del

lenguaje de programacin. Comnmente, el lxico de un lenguaje de

programacin posee las siguientes categoras gramaticales:

Identifier (nombre de variables, nombre de constantes, nombre de funciones, etc.)

Literal (nmeros enteros y decimales) Operator (+, -, *, /. etc.) Separator (; . , etc.) Keyword (while, read, write, if, for, case, int, real, etc.)


sintaxis y semntica (VII)


lenguajes de programacin (III)

La sintaxis de un lenguaje de programacin es la definicin gramatical de

lo que constituye un programa en dicho lenguaje. La sintaxis se especifica

en trminos de un conjunto de reglas que rigen la construccin de los

programas. La definicin de la sintaxis de un lenguaje de programacin

debe ser clara, concisa y formal. La sintaxis del lenguaje de programacin

se describe a partir de otros lenguajes, llamados metalenguajes. Uno de

los metalenguajes ms difundidos es el formalismo BNF (Backus-Naur

Form), una gramtica libre de contexto.

Sintaxis


sintaxis y semntica (VIII)


lenguajes de programacin (IV)

Se refiere al significado de los programas. Es el conjunto de reglas que

permiten determinar el significado de cualquier construccin del lenguaje.

La semntica asocia un significado a cada posible construccin gramatical

del lenguaje.

Semntica

La gestin de memoria se refiere al proceso de asignar valores a la

memoria, considerando tanto las caractersticas estticas como dinmicas

de dichos valores. Los valores pueden ser asignados a una de tres

categoras de memoria: memoria esttica, la pila en tiempo de ejecucin y

el montculo.

Gestin de memoria


sintaxis y semntica (IX)


lenguajes de programacin (V)

Una excepcin es una condicin detectada por una operacin la cual no se

puede resolver en el contexto de la operacin. Dos procesos bsicos se

asocian al manejo de excepciones: (1) lanzamiento de la excepcin y (2)

captura de la excepcin. El lanzamiento de una excepcin es sealar que

se ha producido una excepcin, mientras que la captura de la excepcin

consiste en proporcionar una forma de manipular dicha excepcin,

transfirindose el control del programa al manipulador de la excepcin.

Manejo de excepciones


sintaxis y semntica (X)


lenguajes de programacin (VI)

Cmo se ejecutan los programas.

Implementacin

Se refiere a los aspectos prcticos del uso de los programas.

Pragmtica

Lenguajes de programacin: niveles, sintaxis

y semntica (XI)

Contexto en el

que se ubican

los lenguajes de

programacin

Lenguaje natural

Aplicacin

Lenguaje de programacin

Compilador/Intrprete

Mquina virtual

Sistema operativo

Lenguaje

de mquina

Lenguajes de programacin: traductores de

lenguajes (I)

Traductores de

lenguaje

Intrpretes Compiladores

Un traductor de lenguaje es un programa que traduce a cdigo de

mquina un programa fuente escrito en un lenguaje de alto nivel.


lenguajes (II)

Intrpretes

Un intrprete es un traductor que recibe como entrada un programa fuente,

lo traduce y lo ejecuta. Un intrprete traduce y ejecuta una instruccin en

cdigo fuente, a la vez. Los programas interpretados generalmente son

ms lentos en ejecucin que los programas compilados.

Programa fuente Intrprete

Traduccin y

ejecucin lnea

a lnea


lenguajes (III)

Compiladores

Un compilador traduce un programa fuente escrito en lenguaje de alto

nivel al lenguaje de mquina de la computadora. El programa traducido a

lenguaje de mquina es almacenado como cdigo objeto.

Programa fuente Compilador Programa objeto


lenguajes (IV)

Fases de la compilacin de un programa

Programa

fuente Compilador Programa

objeto Linker

Programa

ejecutable

en lenguaje

de mquina

Analizador

lxico

Analizador

sintctico

Analizador

semntico

Generador

de cdigo

intermedio

Optimizador

de cdigo

Generador

de cdigo

objeto

Paradigmas de programacin (I)

Programacin imperativa Programacin funcional Programacin lgica Programacin orientada a objetos Programacin concurrente Programacin guiada por eventos

Paradigmas de programacin (II)

El programa se define como una serie de acciones o pasos, cada uno de

los cuales recibe una entrada, ejecuta un clculo, o produce como

resultado una salida. La programacin imperativa se basa en la asignacin

de valores, en la utilizacin de variables para almacenar valores y en la

realizacin de operaciones con estos valores almacenados. Ejemplos de

lenguajes de programacin imperativa son los lenguajes de alto nivel

(Fortran, C, Pascal, etc.) y los lenguajes ensambladores.

Programacin imperativa

Los programas estn formados por una coleccin de definiciones de

funciones. Las funciones interactan entre s utilizando condicionales,

recursividad y composicin funcional. Ejemplos de lenguajes de

programacin funcional son Lisp y Scheme.

Programacin funcional

Paradigmas de programacin (III)

Un lenguaje de programacin lgica es un tipo de lenguaje declarativo, en

el cual el programa est formado por un conjunto de declaraciones lgicas

(predicados, hechos). La ejecucin de un programa consiste en aplicar

estas declaraciones para obtener todas las soluciones posibles a un

problema. El ejemplo clsico de lenguaje de programacin lgica es

Prolog.

Programacin lgica

El programa es una coleccin de objetos que interactan entre s a travs

del paso de mensajes, los cuales comnmente transforman el estado de

los objetos. Ejemplos de lenguajes orientados a objetos son Smalltalk,

C++, Eiffel y Java.

Programacin orientada a objetos

Paradigmas de programacin (IV)

La programacin se basa en la ejecucin simultnea de procesos, ya sea

en una misma computadora con uno o varios procesadores, que en un

cluster de computadoras. El programa se define como una coleccin de

procesos cooperativos y asncronos. Ejemplos de lenguajes concurrentes

son Linda y Fortran de alto rendimiento.

Programacin concurrente

El programa responde a eventos externos generados en un orden no

predecible. Los eventos comnmente se generan a partir de acciones del

usuario en la pantalla (por ejemplo, clics del mouse o pulsaciones de

teclas), pudiendo existir tambin otras fuentes generadoras de eventos.

Ejemplos de lenguajes de programacin guida por eventos son Visual

Basic y Java.

Programacin guiada por eventos

Estrategias de construccin de

programas (I)

Fases de construccin de un programa

Descripcin

y anlisis del

problema

Diseo del

algoritmo

Codificacin

del programa

Ejecucin del

programa

Validacin del

programa


programas (II)

Programacin modular (I)

La filosofa subyacente de la programacin modular es la descomposicin

del programa en mdulos independientes, cada uno de los cuales ejecuta

una nica actividad o funcin. Cada mdulo se analiza, se disea, se

codifica y se verifica por separado. El programa es una jerarqua de

mdulos, con un mdulo principal (tambin llamado programa principal) con

una funcin de controlador. El mdulo principal transfiere el control a los

mdulos inmediatamente subordinados (o subprogramas), de modo que

stos puedan ejecutar sus funciones. Una vz que el mdulo subordinado

haya completado su tarea, devolver nuevamente el control al mdulo

controlador.

La descomposicin de un mdulo en submdulos contina hasta que se

llegue a un punto en que el mdulo resultante tenga slo una tarea

especfica que ejecutar (lectura, salida de resultados, procesamiento de

datos o control de otros mdulos).


programas (III)

Programacin modular (II)

. . .

Mdulo

principal

Mdulo 1 Mdulo 2 Mdulo 3 Mdulo N

Mdulo 12 Mdulo 31 Mdulo 32 Mdulo N1 Mdulo N2 Mdulo 11

Mdulo 311 Mdulo 312


programas (IV)

Programacin modular (III)

Ejemplo de descomposicin de un programa en mdulos:

programa para el clculo de estadsticas descriptivas

Clculo de

estadsticas

Lectura de

datos

Clculo de

medidas de

tendencia

central

Clculo de

medidas de

dispersin

Generacin de

tablas

resumen

Generacin de

grficos


programas (V)

Programacin estructurada (programacin sin goto)

La programacin estructurada es un conjunto de tcnicas que

incorporan:

Diseo modular

Diseo descendente (top-down)

Estructuras de control bsico:

secuencia, seleccin e iteracin

programacion estructurada

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