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Introducción a la Programación
Presentación:
Interpretar las especificaciones de diseño o requisitos de las asignaciones a programar, comprendiendo en su contexto inmediato cuál es el problema a resolver. Definir el alcance del problema y convalidación de su interpretación a fin de identificar aspectos faltantes. Desarrollo de algoritmos que dan soluciones a los problemas asignados o derivados de los mismos. Proporcionar una forma de almacenar y recuperar la información de una base de datos de manera que sea práctica y eficiente. Construir habilidades y conocimientos para resolver problemas e implementar soluciones en un lenguaje de programación orientado a objetos. Explicar lo esencial de Java que permita dentro del curso poder crear una interpretación grafica que se realice una consulta con la base de datos aprendida anteriormente. Se orienta al desarrollo de las siguientes capacidades profesionales referidas al perfil profesional en su conjunto : · Interpretación de las especificaciones de diseño o requisitos de las asignaciones a programar, comprendiendo en su contexto inmediato cuál es el problema a resolver. · Definición del alcance del problema y convalidación de su interpretación a fin de identificar aspectos faltantes. · Desarrollo de algoritmos que dan soluciones a los problemas asignados o derivados de los mismos. Con relación a las prácticas formativas de carácter profesionalizante , son un eje estratégico de la propuesta pedagógica para el ámbito de la Formación Profesional (FP), al situar al participante en los ámbitos reales de trabajo con las problemáticas características que efectivamente surgen en la planificación de procedimientos o secuencias de actividades asociada al desarrollo de algoritmos y la resolución de problemas de base computacional, y que se organiza a nivel de cada módulo formativo. Para el caso del presente modulo las prácticas formativas profesionalizantes y los objetivos de aprendizajes se organizan para el desarrollo de:
1. Práctica de resolución de una situación problemática, real o simulada de acuerdo a especificaciones de diseño, desarrollando algoritmos que den solución a problemas específicos. ¿Qué es la programación? La programación hace referencia al efecto de programar, es decir, de organizar una secuencia de pasos ordenados a seguir para hacer cierta cosa. Este término puede utilizarse en muchos contextos, por ejemplo: “ Vamos a programar una salida para este fin de semana largo ”
En el ámbito de la informática, la programación refiere a la acción de crear programas o aplicaciones, a través del desarrollo de un código fuente, el cual se basa en el conjunto de instrucciones que sigue el ordenador para ejecutar un programa.
Estas instrucciones se encuentran escritas en lenguaje de programación que luego son traducidas a un lenguaje de máquina, que puede ser interpretado y ejecutado por el hardware del equipo (parte física del equipo). Dicho código fuente es creado, diseñado, codificado, mantenido y depurado a través de la programación, donde el principal objetivo a lograr es el desarrollo de sistemas que sean eficaces, accesibles y agradables o amigables para el usuario.
Los programas informáticos suelen seguir algoritmos, que son el conjunto de instrucciones que se encuentran organizadas y relacionadas entre sí de cierta manera y que permiten llegar a la solución de un problema, y que a su vez contienen módulos más pequeños que le aportan detalles más finos. Todo esto a escala de gran complejidad forma parte de la programación informática que permite trabajar al software de los equipos de computación y la cual suele ser llevada a cabo por técnicos o ingenieros en sistemas.
Elementos informáticos
El Software y sus características
El software en sus comienzos era la parte insignificante del hardware, lo que venía como añadidura, casi como regalo. Al poco tiempo adquirió una entidad propia. En la actualizad, el software es la tecnología individual más importante en el mundo. Nadie en la década de 1950 podría haber predicho que el software se convertiría en una tecnología indispensable en los negocios, la ciencia, la ingeniería; tampoco podría preverse que una compañía de software podría volverse más grande e influyente que la mayoría de las compañías de la era industrial; que una red construida con software, llamada Internet cubriría y cambiaría todo, desde la investigación bibliográfica hasta las compras de los consumidores y los hábitos de las personas. Nadie podría haber imaginado que estaría relacionado con sistemas de todo tipo: transporte, medicina, militares, industriales, entretenimiento, automatización de hogares. Una definición formal de software según la IEEE (Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica) es la siguiente: Es el conjunto de los programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados, que forman parte de las operaciones de un sistema de computación. El software puede definirse como “el alma y cerebro de la computadora, la corporización de las funciones de un sistema, el conocimiento capturado acerca de un área de aplicación, la colección de los programas, y los datos necesarios para convertir a una computadora en una máquina de
- Validación del software, donde se controla que el software satisfaga lo que el cliente quiere.. Evolución del software, donde se incorporan mejoras y nuevas características que permitirán a ese producto adaptarse a las necesidades cambiantes del cliente y el mercado. Si consideramos las características del software que se explicaron anteriormente, determinamos como conclusión que el software no se obtiene por medio de un proceso de manifactura en serie o como líneas de producción, sino que para obtenerlo usamos un proyecto, que se lo puede definir como un esfuerzo planificado, temporal y único, realizado para crear productos o servicios únicos que agreguen valor. Estos proyectos utilizan procesos que definen que tareas deben realizar las personas que trabajan en el proyecto, para obtener los resultados deseados, utilizando como apoyo herramientas que facilitarán su trabajo. En este caso el resultado deseado en el Producto de Software.
Diseños de algoritmo
Algoritmo: un algoritmo es un método para resolver un problema, que consiste en la realización de un conjunto de pasos lógicamente ordenados tal que, partiendo de ciertos datos de entrada, permite obtener ciertos resultados que conforman la solución del problema. Así, como en la vida real, cuando tenemos que resolver un problema, o lograr un objetivo
Concepto
Es un método para resolver un problema, que consiste en la realización de un conjunto de pasos lógicamente ordenados, tal que, partiendo de ciertos datos de entrada, permite obtener ciertos resultados que conforman la solución del problema.
Características de los algoritmos
Las características fundamentales que debe cumplir todo algoritmo son:
- Un algoritmo debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso.
- Un algoritmo debe estar específicamente definido. Es decir, si se ejecuta un mismo algoritmo dos veces, con los mismos datos de entada, se debe obtener el mismo resultado cada vez.
- Un algoritmo debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento; o sea, debe tener un número finito de pasos. Debe tener un inicio y un final.
- Un algoritmo debe ser correcto: el resultado del algoritmo debe ser el resultado esperado.
- Un algoritmo es independiente tanto del lenguaje de programación en el que se expresa como de la computadora que lo ejecuta. Como vimos anteriormente, el programador debe constantemente resolver problemas de manera algorítmica, lo que significa plantear el problema de forma tal que queden indicados los pasos necesarios para obtener los resultados pedidos, a partir de los datos conocidos. Lo anterior implica que un algoritmo básicamente consta de tres elementos: Datos de Entrada, Procesos y la Información de Salida.
Herramientas para la representación gráfica de los algoritmos
Como se especificó anteriormente, un algoritmo es independiente del lenguaje de programación que se utilice. Es por esto, que existen distintas técnicas de representación de un algoritmo que permiten está diferenciación con el lenguaje de programación elegido. De esta forma el algoritmo puede ser representado en cualquier lenguaje. Existen diversas herramientas para representar gráficamente un algoritmo. En este material presentaremos dos:
- Diagrama de flujo.
- Lenguaje de especificación de algoritmos: pseudocódigo.
Diagramas de Flujo
Un diagrama de flujo hace uso de símbolos estándar que unidos por flechas, indican la secuencia en que se deben ejecutar. Estos símbolos son, por ejemplo:
Más adelante, a medida que profundizamos en los temas, retomaremos el uso de esta herramienta y mostraremos algunos ejemplos de su uso.
Pseudocódigo
la Recordemos que no es lo mismo grabar los datos en memoria que grabarlos en el disco duro. Cuando decimos grabar en memoria nos estaremos refiriendo a grabar esos datos en la RAM. Ahora bien, para grabar esos datos en la RAM podemos hacerlo utilizando dos elementos, llamados: variables y constantes. Los dos elementos funcionan como fuentes de almacenamiento de datos, la gran diferencia entre los dos es que en el caso de las constantes su valor dado no varía en el transcurso de todo el programa. Podría decirse que tanto las variables como las constantes, son direcciones de memoria con un valor, ya sea un número, una letra, o valor nulo (cuando no tiene valor alguno, se denomina valor nulo). Estos elementos permiten almacenar temporalmente datos en la computadora para luego poder realizar cálculos y operaciones con los mismos. Al almacenarlos en memoria, podemos nombrarlos en cualquier parte de nuestro programa y obtener el valor del dato almacenado, se dice que la variable nos devuelve el valor almacenado. A continuación, se muestra un esquema, que representa la memoria RAM, como un conjunto de filas, donde, en este caso, cada fila representa un byte y tiene una dirección asociada.
Variables
Son elementos de almacenamiento de datos. Representan una dirección de memoria en donde se almacena un dato, que puede variar en el desarrollo del programa. Una variable es un grupo de bytes asociado a un nombre o identificador, y a través de dicho nombre se p uede usar o modificar el contenido de los bytes asociados a esa variable. En una variable se puede almacenar distintos tipos de datos. De acuerdo al tipo de dato, definido para cada lenguaje de programación, será la cantidad de bytes que ocupa dicha variable en la memoria.
A continuación, se explican algunos de los tipos de datos mas comunes y sus posibles usos.
Constantes
Elementos de almacenamiento de datos. Representan una dirección de memoria en donde se almacena un dato pero que no varía dura nte la ejecución del programa. Se podría pensar en un ejemplo de necesitar utilizar en el programa el número pi, como el mismo no varía, se puede definir una constante pi y asignarle el valor 3.14.
Operadores
Los programas de computadoras se apoyan esencialmente en la realización de numerosas operaciones aritméticas y matemáticas de diferente complejidad. Los operadores son símbolos especiales que sirven para ejecutar una determinada operación, devolviendo el resultado de la misma. Para comprender lo que es un operador, debemos primero introducir el concepto de Expresión. Una expresión es, normalmente, una ecuación matemática, tal como 3 + 5. En esta expresión, el símbolo más (+) es el operador de suma, y los números 3 y 5 se llaman operandos. En síntesis, u na expresión es una secuencia de operaciones y operandos que especifica un cálculo.
Los operadores unitarios
Los operadores unitarios requieren sólo un operando; que llevan a cabo diversas operaciones, tales como incrementar/decrementar un valor de a uno, negar una expresión, o invertir el valor de un booleano.
Operadores Condicionales
Son aquellos operadores que sirven para comparar valores. Siempre devuelven valores booleanos: TRUE O FALSE. Pueden ser Relaciona les o Lógicos.
Operadores relacionales
Los operadores relacionales sirven para realizar comparaciones de igualdad, desigualdad y relación de menor o mayor. Los operadores relacionales determinan si un operando es mayor que, menor que, igual a, o no igual a otro operando. La mayoría de estos operadores probablemente le resultará familiar. Tenga en cuenta que debe utilizar " == ", no " = ", al probar si dos valores primitivos son iguales.
Debe notarse que en ciertos casos el segundo operando no se evalúa porque no es necesario (si ambos tienen que ser true y el primero es false ya se sabe que la condición de que ambos sean true no se va a cumplir).
Estructuras de programación
Un programa puede ser escrito utilizando tres tipos de estructuras de control: a) secuenciales b) selectivas o de decisión c) repetitivas Las Estructuras de Control determinan el orden en que deben ejecutarse las instrucciones de un algoritmo: si serán recorridas una luego de la otra, si habrá que tomar decisiones sobre si ejecutar o no alguna acción o si habrá repeticiones.
Estructura secuencial
Es la estructura en donde una acción (instrucción) sigue a otra de manera secuencial. Las tareas se dan de tal forma que la salida de una es la entrada de la que sigue y así en lo sucesivo hasta cumplir con todo el proceso. Esta estructura de control es la más simple, permite que las instrucciones que la constituyen se ejecuten una tras otra en el orden en que se listan. Por ejemplo, considérese el siguiente fragmento de un algoritmo: En este fragmento se indica que se ejecute la operación 1 y a continuación la operación 2.
Estructura alternativa
Estas estructuras de control son de gran utilidad para cuando el algoritmo a desarrollar requiera una descripción más complicada que una lista sencilla de instrucciones. Este es el caso cuando existe un número de posibles alternativas que resultan de la evaluación de una determinada condición. Este tipo de estructuras son utilizadas para tomar decisiones lógicas, es por esto que también se denominan estructuras de decisión o selectivas. En estas estructuras, se realiza una evaluación de una condición y de acuerdo al resultado, el algoritmo realiza una determinada acción. Las condiciones son especificadas utilizando expresiones lógicas. Las estructuras selectivas/alternativas pueden ser: ● Simples
● Dobles
● Múltiples Alternativa simple (si-entonces/if-then)
Todo bucle tiene que llevar asociada una condición, que es la que va a determinar cuándo se repite el bucle y cuando deja de repetirse. Un bucle se denomina también lazo o loop. Hay que prestar especial atención a los bucles infinitos, hecho que ocurre cuando la condición de finalización del bucle no se llega a cumplir nunca. Se trata de un fallo muy típico, habitual sobre todo entre programadores principiantes. Hay distintos tipos de bucles: ● Mientras, en inglés: While
● Hacer Mientras, en inglés: Do While.
● Para, en inglés: For Estructura mientras (while, en inglés) Esta estructura repetitiva “mientras”, es en la que el cuerpo del bucle se repite siempre que se cumpla una determinada condición.
Estructura hacer-mientras (do while, en inglés) Esta estructura es muy similar a la anterior, sólo que a diferencia del while el contenido del bucle se ejecuta siempre al menos una vez, ya que la evaluación de la condición se encuentra al final. De esta forma garantizamos que las acciones dentro de este bucle sean llevadas a cabo, aunque sea una vez independientemente del valor de la condición.
Estructura para (for, en inglés) La estructura for es un poco más compleja que las anteriores y nos permite ejecutar un conjunto de acciones para cada elemento de una lista, o para cada paso de un conjunto de elementos. Su implementación depende del lenguaje de programación, pero en términos generales podemos identificar tres componentes: la inicialización, la condición de corte y el incremento.
