Curso de Programación
Estructurada
Contenido Sintético
Resolución de problemas y los
algoritmos
De los algoritmos a los programas
Constructores fundamentales de la programación estructurada Fundamentos del diseño modular Algoritmos iterativos de búsqueda y ordenamiento Archivos
Introducción a los tipos de datos
abstractos
Introducción al análisis y diseño
Resolución de problemas y los
algoritmos
• Concepto de algoritmo
• Propiedades de un algoritmo
Concepto de algoritmo (I)
Un algoritmo es un procedimiento para resolver un problema.
Éste describe un conjunto finito y ordenado de pasos, reglas o
instrucciones para producir la solución a un problema dado.
Concepto de algoritmo (II)
Algoritmo
Especificación de las entradas
Acción o procedimiento
Acción o procedimiento
Acción o procedimiento
Acción o procedimiento
Descripción del resultado o
efecto
Un primer ejemplo de algoritmo
El siguiente algoritmo calcula el área y el perímetro de un rectángulo
1. Inicio
2. Leer base y altura (b, a) 3. ar ← b*a
4. pe ← 2*(b + a)
5. Escribir “Área del rectángulo: ”, ar
6. Escribir “Perímetro del rectángulo: ”, pe 7. Fin
Datos de entrada: b y a (base y altura)
Datos de salida: ar y pe (área y perímetro) Procesos: ar = b*a, pe = 2*(b + a)
Características de los algoritmos (I)
•
Son precisos
. Deben indicar el orden de realización de
cada paso, así como especificar con precisión las
entradas y cada paso o etapa
•
Están bien definidos
. Etapas bien definidas y concretas
•
Exactitud y corrección
. Se debe demostrar que el
algoritmo resuelve el problema para el cual fue escrito
•
Son finitos
. Deben tener un número finito de pasos y
deben terminar
•
Deben describir el resultado o efecto final
. La salida
esperada del algoritmo debe estar completamente
Características de los algoritmos (II)
•
Entrada
•
Proceso
•
Salida
Partes que debe describir la definición de un algoritmo:
Características de los algoritmos (III)
• Son independientes tanto del lenguaje de programación
en el que se expresan como del hardware en que se
ejecutan los programas
Algoritmo
Código en C
Código en Pascal
Código en Fortran
Computadora con los compiladores
de C y Pascal
Computadora con el compilador de
Fortran
Expresado en
El rol del algoritmo en la resolución de
problemas (I)
Descripción y análisis del
problema
Diseño del algoritmo
Programa en un lenguaje de programación
La resolución de un problema en computadora requiere como
paso previo el diseño de un algoritmo que especifique el
Ejemplos de algoritmos (I.a.)
Definición del problema
Calcular los porcentajes de hombres y mujeres en un grupo de N deportistas
Análisis del problema
Datos a considerar:
• Sexo de la persona (S)
• Número de personas del sexo masculino (CM) • Número de personas del sexo femenino (CF) • Total de deportistas (N)
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)
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
Ejemplos de algoritmos (I.d.)
Algoritmo (continuación):
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 programación estructurada: • Estructura secuencial
Ejemplos de algoritmos (II)
1.
Cálculo de la media de N observaciones numéricas
2.
Determinar si un número es primo dada una lista de N
números enteros
3.
Cálculo del factorial de un número N
4.
Retiro de efectivo en un cajero automático
5.
Receta para preparar “spaghetti alla napoletana”
Diseño de algoritmos (I)
Diseño del algoritmo
Diseño
Diseño de algoritmos (II)
Diseño descendente (I)
El diseño descendente (
top down
) es un procedimiento de
refinamiento iterativo de un problema, en el cual se parte del
mayor nivel de abstracción del problema (sistema o tarea) y
se prosigue hacia los niveles inferiores a través de un proceso
de descomposición del problema en subproblemas.
En el diseño descendente se parte de una visión estructural
del problema sin especificar detalles para ninguna de sus
partes componentes. Cada componente del sistema es
Diseño de algoritmos (III)
Diseño descendente (II)
. . .
Problema
Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema
Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema
Diseño de algoritmos (IV)
Diseño descendente (III)
El diseño descendente efectúa una relación entre las
sucesivas etapas de refinamiento, de forma tal que éstas se
relacionen unas con otras a través de los flujos de entrada y
de salida de información.
X Y
P
P1
P2
P3
P4
X Y
U
V
P
Q
P31 P32 P33
Diseño de algoritmos (V)
Diseño descendente (IV)
Ejemplo: el problema del cajero automático
Cajero automático Lectura y validación del NIP Selección de tipo de cuenta Selección de tipo de operación Finalizar Consulta de saldo Traspaso entre cuentas propias Retiro de
efectivo
. . .
serviciosPago deDiseño de algoritmos (VI)
Refinamiento del algoritmo (I)
Comúnmente, la primera versión de un algoritmo no
constituye una versión completa ni específica del mismo. El
refinamiento del algoritmo se refiere a la conversión del
primer esbozo/versión del algoritmo en una versión más
detallada y completa, haciendo los pasos del algoritmo más
específicos. Este proceso conduce a la obtención de un
Diseño 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
Diseño 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
Diseño 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
Diseño de algoritmos (X)
Especificación y representación gráfica del
algoritmo
• Pseudocódigo
• Diagramas de flujo
Diseño de algoritmos (XI)
Especificación del algoritmo: pseudocódigo (I)
El pseudocódigo es un lenguaje de especificación de
algoritmos, comúnmente con una sintaxis para las estructuras
de control similar a la expresada en el lenguaje de
programación al que será traducido el algoritmo. Cuando un
algoritmo es expresado en pseudocódigo, entonces la
traducción de éste al lenguaje de programación seleccionado
resultará relativamente fácil.
Algoritmo Especificación en
pseudocódigo
Diseño de algoritmos (XII)
Especificación del algoritmo: pseudocódigo (II)
Las acciones y las estructuras de control se representan en el
pseudocódigo con palabras reservadas del inglés, similares a las utilizadas en los lenguajes de programación estructurada. Entre estas palabras
reservadas, las más usadas son:
start read write
If-then-else while-end repeat-until end
Comúnmente, la escritura del
pseudocódigo
Diseño de algoritmos (XIII)
Especificación del algoritmo: pseudocódigo (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
cálculo de la media y desviación estándar de la edad y peso de un grupo de
Diseño de algoritmos (XIV)
Especificación del algoritmo: pseudocódigo (IV)
ME ← SE/N MP ← SP/N
write “La edad promedio es: ”, ME
write “El peso promedio es: ”, MP
end
Cuando se usa el pseudocódigo como lenguaje de
especificación de un algoritmo, el
programador puede concentrarse en la lógica y en las
Diseño de algoritmos (XV)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de flujo (I)
Un diagrama de flujo (flowchart, del inglés) es una técnica de
representación gráfica de la lógica o pasos de un algoritmo. El diagrama de flujo consiste de un conjunto de símbolos (tales como rectángulos, paralelogramos, rombos, etc.) y flechas que conectan estos símbolos. Los símbolos representan las diferentes acciones que se pueden
ejecutar en un algoritmo (lectura, asignación, decisión, escritura, etc.), mientras que las flechas muestran la progresión paso a paso a través del algoritmo.
Con la aparición de los lenguajes de programación estructurada el uso de los diagramas de flujo ha disminuído considerablemente, dando
Diseño de algoritmos (XVI)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de flujo (II)
Símbolo Representación Significado
Flechas o líneas de flujo Indica el sentido de
ejecución de las acciones
Rectángulo Proceso o acción a realizar
(por ejemplo, asignación)
Paralelogramo Representa una entrada o
salida
Rombo Representa el constructor de
selección (decisión lógica)
Rectángulo redondeado Representa el inicio y fin del
diagrama
Círculo Se usa como conector entre
Diseño de algoritmos (XVII)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de flujo (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
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
Inicio
Leer N
NE <- 0
SE <- 0
SP <- 0
Diseño de algoritmos (XVIII)
Continuación (IV)
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
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
Fin Leer E, P
SE <- SE+E
SP <- SP+P
NE <- NE+1 1
NE <N Si
No ME <- SE/N
MP <- SP/N
Diseño de algoritmos (XIX)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (I)
El diagrama de Nassi-Schneiderman (N-S) (también conocido como diagrama de Chapin) es una técnica de representación gráfica de algoritmos que combina la especificación en pseudocódigo con la representación gráfica del diagrama de flujo.
Cuando se usa el diagrama N-S un algoritmo es representado con un rectángulo dividido en franjas o bandas horizontales, donde cada banda representa una acción a realizar.
La especificación de los pasos del algoritmo se hace utilizando las palabras reservadas ya vistas en el pseudocódigo, mientras que los símbolos utilizados en el diagrama corresponden a cada tipo de
Diseño de algoritmos (XX)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (II)
Begin End <acción 1> <acción 2> <acción 3> . . . Begin read write If-then-else while-end repeat-until end
Representación gráfica N-S de un algoritmo Palabras reservadas comúnmente usadas en la especificación de las acciones
Diseño de algoritmos (XXI)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (III)
Representación de la estructura de control secuencial
Declaración de variables
tipo : nombre_variable
Ejemplos:
entero: edad
real: edadPromedio, pesoPromedio
caracter: sexo
cadena: deporte
Asignación
Variable = expresion
Ejemplos:
edadPromedio = sumaEdad/N pesoPromedio = sumaPeso/N sexo = ‘M’
Diseño de algoritmos (XXII)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IV)
Representación de la estructura de control secuencial
Instrucción leer
leer <lista de identificadores de variables>
Ejemplos:
leer edad, peso
leer deporte
Instrucción escribir
escribir <lista de variables y constantes>
Ejemplos:
escribir edadPromedio, pesoPromedio
Diseño de algoritmos (XXIII)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (V)
Inicio
Escribir “área: ”, ar real: b, a, ar, pe
Leer b, a
ar = b*a
pe = 2(b + a)
Escribir “perímetro: ”, pe
Fin
1. Inicio
2. Leer base y altura (b, a) 3. ar ← b*a
4. pe ← 2*(b + a) 5. Escribir “Área: ”, ar
6. Escribir “Perímetro: ”, pe 7. Fin
Diagrama N-S Algoritmo para calcular el área y
Diseño de algoritmos (XXIV)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VI)
Representación de la estructura de control condicional
condición
Sí No
<acciones> <acciones>
Algoritmo Diagrama N-S
si <condición> entonces
<acción 1>
si_no
<acción 2>
selector
otro 1 2 3 . . . n
Estructura de control condicional
Diseño de algoritmos (XXV)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VII)
Representación de la estructura de control condicional
S = ‘M’
Sí 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
Diseño de algoritmos (XXVI)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VIII)
Representación de la estructura de control de iteración
Representación en el diagrama N-S de la estructura MIENTRAS
Representación en el diagrama N-S de la estructura REPITE-HASTA
Mientras (condición)
<acciones que se repiten>
HASTA (condición)
Diseño de algoritmos (XXVII)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IX)
Representación de la estructura de control de iteración
Representación en el diagrama N-S de la estructura PARA
Para Contador ← valor_inicial hasta valor_final hacer
Diseño de algoritmos (XXVIII)
Representación gráfica del algoritmo:
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 <N leer E, P
SE = SE + E SP = SP + P NE = NE + 1 NE = 0
Diseño de algoritmos (XXIX)
Representación gráfica del algoritmo:
diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (XI)
ME = SE/N MP = SP/N
Escribir “Edad promedio”, ME Escribir “Peso promedio”, MP
ME <- SE/N MP <- SP/N
write “Edad promedio: ”, ME
write “Peso promedio: ”, MP
end Fin
Lo que hemos hecho en estas últimas dos transparencias ha sido la especificación en un diagrama N-S del
De los algoritmos a los programas
• Elementos, estructura y funcionamiento de un
sistema de cómputo
• Lenguajes de programación: niveles, sintaxis y
semántica
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (I)
CPU Unidad Central de Proceso
CU Unidad de control
ALU Unidad lógico-aritmética
RAM Memoria Dispositivos
de entrada
Dispositivos de salida
Memoria externa (almacenamiento
permanente)
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (II)
Funcionamiento de una computadora (I)
La unidad central de proceso (del inglés, CPU) es el “cerebro” de la
computadora. La CPU dirige y controla el proceso de información 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 información almacenada en la memoria, puede recuperar información desde la memoria (datos o
programas) y almacenar nueva información o información procesada en la memoria. La CPU está compuesta por dos componentes: la unidad de
control (CU) y la unidad lógico-aritmética (ALU)
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (III)
Funcionamiento de una computadora (II)
Como su nombre lo indica, la unidad lógico-aritmética es la encargada de realizar operaciones artiméticas y lógicas (suma, resta, multiplicación, división y comparaciones) sobre datos que provienen de la memoria principal (RAM).
La unidad lógico-aritmética (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 decodificación,
ejecución y almacenamiento. Esta unidad controla y sincroniza todo el proceso que tiene lugar en la computadora.
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (IV)
Funcionamiento de una computadora (III)
El papel de la memoria central (memoria RAM, Random Access Memory) es el almacenamiento de información: datos y programas. Para que un
programa se pueda ejecutar, debe ser almacenado en la memoria central (carga o load del programa). También los datos que serán usados por el programa durante su ejecución deben ser situados en la memoria. Es decir, la memoria RAM se usa para mantener los programas mientras se están ejecutando y los datos mientras se están procesando.
La memoria central (RAM)
Memoria central
Memoria
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (V)
Funcionamiento de una computadora (IV)
Los dispositivos de entrada/salida establecen la comunicación entre la computadora y el usuario. Los dispositivos de entrada (teclado, mouse, unidad CD-ROM, unidad DVD, escaner, cámara, etc.) permiten la
introducción de datos y programas en la computadora para su
procesamiento. Una vez que los datos son leídos de los dispositivos de entrada, éstos son almacenados en la memoria central para su
procesamiento. Los dispositivos de salida (pantalla, impresora, etc.) permiten representar/visualizar el resultado de la ejecución de los programas.
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (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) más comúnmente utilizados se encuentran:
La memoria externa
• El disco duro
• Disquetes magnéticos • Unidad CD-ROM
Elementos, estructura y funcionamiento de
un sistema de cómputo (VII)
El microprocesador
El microprocesador es un chip, un circuito integrado electrónico que es utilizado como unidad central de proceso en una computadora. Las funciones del microprocesador son el cálculo y control computacional.
Memoria central Unidad de control
Unidad lógico-aritmética
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (I)
Niveles de lenguajes de programación (I)
Lenguajes de máquina Lenguajes
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (II)
Niveles de lenguajes de programación (II)
Fue el primer lenguaje utilizado en la programación de computadoras. Constituye la capa más interna en los niveles de lenguaje en la
computación. Se podría decir que el lenguaje de máquina es el único que entiende directamente la computadora. Este lenguaje se expresa a través del alfabeto binario, el cual consta solo de los símbolos 0 y 1. El lenguaje de máquina es dependiente de la computadora.
Lenguajes de máquina
El lenguaje ensamblador es una representación simbólica del lenguaje de máquina asociado. Es decir, cada computadora tiene un lenguaje
ensamblador propio. El lenguaje ensamblador usa palabras nemotécnicas para representar cada instrucción (cadenas de bits) del lenguaje de
máquina asociado.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (III)
Niveles de lenguajes de programación (III)
Constituyen los lenguajes de programación más utilizados. Son lenguajes independientes de la computadora. Un programa escrito en lenguaje de alto nivel puede ser ejecutado en cualquier computadora, siempre que ésta
disponga del traductor o compilador del lenguaje en cuestión. Los
programas pueden ser escritos y comprendidos de una forma más sencilla, dada la aproximación de estos lenguajes con el lenguaje natural. Se
caracterizan por proporcionar librerías de uso frecuente (entrada/salida, funciones matemáticas, 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 qué es lo que debe hacer, qué es lo que se desea obtener o qué es lo que se está
buscando. Son comúnmente lenguajes de órdenes, donde se expresa lo que hay que hacer en lugar de cómo hacerlo. Ejemplos de lenguajes declarativos son SQL y Prolog.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (IV)
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (V)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (I)
• Léxico
• Sintaxis
• Semántica
• Gestión de memoria
• Manejo de excepciones
• Implementación
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (VI)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (II)
Léxico
Es el conjunto de categorías gramaticales que definen el vocabulario del lenguaje de programación. Comúnmente, el léxico de un lenguaje de programación posee las siguientes categorías gramaticales:
• Identifier (nombre de variables, nombre de constantes, nombre de funciones, etc.)
• Literal (números enteros y decimales) • Operator (+, -, *, /. etc.)
• Separator (; . , etc.)
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (VII)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (III)
La sintaxis de un lenguaje de programación es la definición gramatical de lo que constituye un programa en dicho lenguaje. La sintaxis se especifica en términos de un conjunto de reglas que rigen la construcción de los
programas. La definición de la sintaxis de un lenguaje de programación debe ser clara, concisa y formal. La sintaxis del lenguaje de programación se describe a partir de otros lenguajes, llamados metalenguajes. Uno de los metalenguajes más difundidos es el formalismo BNF (Backus-Naur Form), una gramática libre de contexto.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (VIII)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (IV)
Se refiere al significado de los programas. Es el conjunto de reglas que permiten determinar el significado de cualquier construcción del lenguaje. La semántica asocia un significado a cada posible construcción gramatical del lenguaje.
Semántica
La gestión de memoria se refiere al proceso de asignar valores a la
memoria, considerando tanto las características estáticas como dinámicas de dichos valores. Los valores pueden ser asignados a una de tres
categorías de memoria: memoria estática, la pila en tiempo de ejecución y el montículo.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (IX)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (V)
Una excepción es una condición detectada por una operación la cual no se puede resolver en el contexto de la operación. Dos procesos básicos se asocian al manejo de excepciones: (1) lanzamiento de la excepción y (2) captura de la excepción. El lanzamiento de una excepción es señalar que se ha producido una excepción, mientras que la captura de la
excepción consiste en proporcionar una forma de manipular dicha
excepción, transfiriéndose el control del programa al manipulador de la excepción.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (X)
Aspectos a considerar en el diseño e implementación de los
lenguajes de programación (VI)
Cómo se ejecutan los programas.
Implementación
Se refiere a los aspectos prácticos del uso de los programas.
Lenguajes de programación: niveles,
sintaxis y semántica (XI)
Contexto en el
que se ubican
los lenguajes de
programación
Lenguaje natural Aplicación
Lenguaje de programación
Compilador/Intérprete
Máquina virtual
Lenguajes de programación: traductores de
lenguajes (I)
Traductores de lenguaje
Intérpretes Compiladores
Lenguajes de programación: traductores de
lenguajes (II)
Intérpretes
Un intérprete es un traductor que recibe como entrada un programa fuente, lo traduce y lo ejecuta. Un intérprete traduce y ejecuta una instrucción en código fuente, a la vez. Los programas interpretados
generalmente son más lentos en ejecución que los programas compilados.
Lenguajes de programación: traductores de
lenguajes (III)
Compiladores
Un compilador traduce un programa fuente escrito en lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina de la computadora. El programa traducido a lenguaje de máquina es almacenado como código objeto.
Lenguajes de programación: traductores de
lenguajes (IV)
Fases de la compilación de un programa
Paradigmas de programación (I)
• Programación imperativa
• Programación funcional
• Programación lógica
• Programación orientada a objetos
• Programación concurrente
Paradigmas de programación (II)
El programa se define como una serie de acciones o pasos, cada uno de los cuales recibe una entrada, ejecuta un cálculo, o produce como
resultado una salida. La programación imperativa se basa en la asignación de valores, en la utilización de variables para almacenar valores y en la realización de operaciones con estos valores almacenados. Ejemplos de lenguajes de programación imperativa son los lenguajes de alto nivel
(Fortran, C, Pascal, etc.) y los lenguajes ensambladores.
Programación imperativa
Los programas están formados por una colección de definiciones de funciones. Las funciones interactúan entre sí utilizando condicionales, recursividad y composición funcional. Ejemplos de lenguajes de
programación funcional son Lisp y Scheme.
Paradigmas de programación (III)
Un lenguaje de programación lógica es un tipo de lenguaje declarativo, en el cual el programa está formado por un conjunto de declaraciones lógicas (predicados, hechos). La ejecución de un programa consiste en aplicar estas declaraciones para obtener todas las soluciones posibles a un problema. El ejemplo clásico de lenguaje de programación lógica es Prolog.
Programación lógica
El programa es una colección de objetos que interactúan entre sí a través del paso de mensajes, los cuales comúnmente transforman el estado de los objetos. Ejemplos de lenguajes orientados a objetos son Smalltalk, C+ +, Eiffel y Java.
Paradigmas de programación (IV)
La programación se basa en la ejecución simultánea 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 colección de procesos cooperativos y asíncronos. Ejemplos de lenguajes concurrentes son Linda y Fortran de alto rendimiento.
Programación concurrente
El programa responde a eventos externos generados en un orden no
predecible. Los eventos comúnmente se generan a partir de acciones del usuario en la pantalla (por ejemplo, clics del mouse o pulsaciones de
teclas), pudiendo existir también otras fuentes generadoras de eventos. Ejemplos de lenguajes de programación guida por eventos son Visual Basic y Java.
Estrategias de construcción de
programas (I)
Fases de construcción de un programa
Descripción y análisis del
problema
Diseño del algoritmo
Codificación del programa
Ejecución del programa
Estrategias de construcción de
programas (II)
Programación modular (I)
La filosofía subyacente de la programación modular es la descomposición del programa en módulos independientes, cada uno de los cuales ejecuta una única actividad o función. Cada módulo se analiza, se diseña, se
codifica y se verifica por separado. El programa es una jerarquía de
módulos, con un módulo principal (también llamado programa principal) con una función de controlador. El módulo principal transfiere el control a los módulos inmediatamente subordinados (o subprogramas), de modo que éstos puedan ejecutar sus funciones. Una véz que el módulo subordinado haya completado su tarea, devolverá nuevamente el control al módulo controlador.
La descomposición de un módulo en submódulos continúa hasta que se llegue a un punto en que el módulo resultante tenga sólo una tarea
Estrategias de construcción de
programas (III)
Programación modular (II)
. . .
Módulo principal
Módulo 1 Módulo 2 Módulo 3 Módulo N
Módulo 12 Módulo 31 Módulo 32 Módulo N1 Módulo N2 Módulo 11
