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¿Qué es programar?
Un ordenador es una máquina formada por una memoria encargada de almacenar las instrucciones que se les da, las cuales procesa la CPU (unidad central). Con las instrucciones se manipula información que se guarda en la memoria, esta información son datos y las instrucciones programa. El contenido de la memoria se pierde al apagar el ordenador ya que esta es volátil, por lo que se usa un disco en el que se puede almacenar todos los datos y programas deseados de forma permanente. La CPU puede leer un programa ya almacenado en la memoria y efectuar las acciones que dicho programa indica. No obstante dicho programa solo puede manipular datos almacenados también en la memoria. Para ello existe el sistema operativo, un conjunto de programas que saben como escribir en la memoria los programas que queremos ejecutar y los datos que necesitan. El tamaño suele ser mucho mayor que la memoria por lo que se utiliza para mantener los datos y programas que no se están utilizando en un momento determinado. Los elementos que guardan la información en el disco son los ficheros (nombres asociados a una serie de datos que guardamos en el disco). Tanto en la memoria como en el disco solo se guarda información escrita como una serie de números escrito en base 2 o binario , es decir, solo unos y ceros. No obstante la información normalmente no se guarda así, y hay otro tipo de formas de representarla asignando por ejemplo un número a una de las 256 operaciones básicas que realiza un ordenador, dandole un número de estos a la CPU, esta se ocupa de hacer la operación correspondiente. Lo que signifique cada número depende del programa que lo utiliza y de la persona que escribe el programa.
Software es el conjunto de programas que hay en un ordenador, este representa la parte blanda, es decir los componente no tangibles. Mientras que el hardware será el conjunto físico de cables, plástico, metal y circuitos, este representa la parte dura o tangible. Programar por tanto se trata de introducir un programa encargado de efectuar acciones para resolver un problema o lo que es lo mismo, programar es construir software.
Para ejecutar un programa se lo pedimos al sistema operativo que se encargará de escribir (cargar) en la memoria el programa que queremos ejecutar y la CPU hará el resto.
Los nombres utilizados para medir cantidades de memoria son:
- Un dígito binario = bit
- Nº de 8 bits = 1 byte (se puede usar un byte distinto para cada letra de un texto)
- 1024 bytes = Kilobyte/Kb (Kibibyte/KiB)
- 1024 Kilobytes = Megabyte/MB (Mebibyte/MiB)
- 1024 Megabytes = Gigabyte/GB (Gibibyte/GiB)
- 1024 Gigabyte = Terabyte/TB
- 1024 Terabyte = Petabyte/PB
- 1024 Petabyte = Exabyte/EB
La memoria de un ordenador suele ser de pocos GB y los disco actuales suelen rondar el TB.
Programa para programar
1- Definir el problema: especificar el problema. 2- Diseñar un plan, el cual debería decirnos qué tenemos que hacer para resolver el problema. 3- Implementar el plan: Para llevarlo a cabo hay que escribirlo en un lenguaje que entienda el ordenador. 4- Probar el plan: De esta forma vemos si realmente está resolviendo el problema de la forma que queríamos al implementar el plan o nos hemos equivocado.
5- Depurar el plan: En caso de habernos equivocado como suele pasar, debemos buscar en donde nos hemos equivocado. Debemos probar el plan varias veces para dar con el problema y una vez localizado volvemos a repetir los pasos.
Estos pasos no están aislados, pues no se hace uno por completo y se pasa luego al siguiente. Por ello tenemos que abordar el problema por partes y efectuar todos estos pasos para cada pequeña parte del problema original. El programa se acaba de escribir cuando el prototipo cumple con toda la especificación.
Refinamiento del programa para programar
Es preferible una descripción precisa aunque sea informal que una descripción formal y farragosa que puede contener aún más errores que el programa que intenta especificar. Lo importante para poder trabajar con otras personas son los interfaces , lo que tiene que ofrecerle nuestra parte del programa a los demás y lo que necesita nuestra parte del programa de los demás.
Tras especificado el problema pasamos a un plan detallado para resolverlo, este plan es el algortimo, una secuencia detallada de acciones que define cómo se calcula la solución del problema. El pseudocódigo será el lenguaje para redactar informalmente un algoritmo, este sin embargo no es un programa sino un lenguaje intermedio entre el lenguaje natural y el tipo de lenguajes en los que se escriben los programas. Para que el ordenador ejecute el algoritmo es preciso un programa ( texto guardado en un fichero ) empleando un lenguaje con una sintaxis muy estricta que se puede traducir automáticamente y sin intervención humana al lenguaje binario. El lenguaje de programación será el empleado para escribir un programa, y el lenguaje numérico que entiende el ordenador será el código máquina.
El código fuente será el texto de un programa y cada construcción (frase) escrita en un lenguaje de programación es una sentencia. *(Programar será escribir un código fuente en lenguaje de programación para un programa que resuelve un problema).
Mediante un editor, programa que permite editar texto y guardarlo en un fichero, introducimos el programa en el ordenador. Es importante usar un editor de textos (TextEdit, Acme) y no un procesador de textos (word) ya que se necesita un texto plano. Una vez codificado o implementado el algoritmo, es decir una vez escrito el código fuente, hay que traducirlo a código máquina para lo cual se utilizará el compilador, programa encargado de compilar el lenguaje de programación del código fuente, es decir de traducirlo a código máquina. El compilador toma un fichero como datos de entrada escrito en el lenguaje que sabe compilar, este será el fichero fuente del programa, tras la ejecución del compilador se genera otro fichero en el lenguaje del ordenador que será el fichero objeto. Este último redactado en binario no tiene todo el programa pues hay muchos trozos del programa que se encuentran en otros ficheros objetos ya instalados en el ordenador o compilados anteriormente. Los ficheros objeto preparados para ser usados y que contienen código ya compilado y listo para enlazar se denominan librerías.
Una vez tenemos los ficheros objeto, otro programa, el enlazador junta o enlaza todos esos ficheros en un solo binario que pueda ejecutarse. Así se obtendrá el fichero ejecutable el cual contiene números de una longitud determinada llamados instrucciones o palabras que son órdenes concretas para la CPU. Una vez se tiene el programa se suele usar el teclado o ratón para indicarle al sistema operativo ( programa que gobierna el ordenador) que ejecute el programa, esto consiste en la carga del
1 { 2 Programa de bienvenida en Pascal. 3 Autor: aturing 4 } 5 6 {nombre del programa} 7 program programa; 8 9 {utilidades o librerias que usamos} 10 uses math; 11 12 {constantes universales} 13 const 14 Pi: real = 3.14; { expresion solo puede usar contantes } 15 16 {tipos de datos} 17 type 18 { dias de la semana } 19 TipoDiaSem = (Lun, Mar, Mier, Jue, Vie, Sab, Dom); 20 21 {funciones y procedimientos} 22 23 function longitudcirculo(r: real): real; 24 begin 25 result := 2.0 * Pi * r; {retornar 2Pir}** 26 end; 27 28 {constantes de prueba} 29 const 30 RadioPrueba: real = 2.0; 31 32 {variables del programa principal} 33 var 34 nombre: string = 'Mr. smith'; 35 36 {programa principal} 37 begin 38 writeln(longitudcirculo(RadioPrueba)); 39 writeln('Hola que tal. ', nombre); 40 end.
El programa deberá estar guardado en un fichero en el ordenador, este se guardará con el nombre deseado seguido de .p. Este fichero se utilizará como entrada para un compilador Pascal, obteniendo un ejecutable como salida del compilador, tras la fase de enlazado. El texto mostrado será el código fuente del programa. ● Las líneas comprendidas entre los símbolos { } es texto totalmente ignorado por el compilador, están ahí para dar facilidad a los humanos haciendo que el programa sea legible, pues esto es muy importante. Los comentarios pueden ir en una sola línea o en distintas líneas como en el ejemplo. ● La palabra program es una palabra reservada, palabra clave o keyword, lo que quiere decir que es una palabra del lenguaje y se utiliza con un único propósito. Utilizaremos esta keyword para indicar el nombre de nuestro programa -> program nombreprograma. Los pondremos todo en minúscula para poder diferenciarlos de los identificadores. ● Los identificadores son palabras para referirnos a elementos en el lenguaje, elementos en nuestro programa. Por lo general habrán identificadores definidos y otros que podremos definir nosotros. Como por ejemplo el nombre que decidimos darle a nuestro programa. Estos identificadores solo podrán estar formados por letras o números teniendo en cuenta que “_” se considera una letra. Los pondremos con la primera letra en mayus.
● Serán caracteres las letras, números, símbolos de puntuación y espacio en blanco. ● En Pascal no se diferenciarán mayúsculas ni minúsculas. ● Tras el nombre del programa viene una sección dedicada a indicar qué utilidades previamente programadas utilizamos. uses math indica que utilizamos un código ya programado y compilado en la librería denominada math que contiene utilidades matemáticas. ● Posteriormente viene la sección de constantes, valores que nunca cambian. Esta sección se inicia con const y se sigue de una o más definiciones de constantes, cada una de ellas terminada con “ ; ”. Pondremos el nombre de la constante con la primera letra en mayus. En este ejemplo se han hecho dos cosas. 1- Por un lado hemos declarado la constante. Hemos dicho a Pascal que existe una constante y que es un nº real. La constante tendrá que estar declarada antes de su uso, de lo contrario no se podrá. 2- Por otro lado hemos definido tal constante. Hemos dicho a Pascal qué es o qué valor tiene esa constante. pi será un identificador seguido de “ :” y del tipo real , seguido por “ = ” y por último el valor de la constante ● Sigue la sección de definición de tipos de datos. Declaramos el tipo y definimos que es, en este caso los días de la semana. Type marca el inicio de la sección de definición de tipos de datos y es una keyword. Los nombre de tipos los empezaremos con Tipo estando la T en mayúscula. ● Literales serán aquellos símbolos que se emplean para referirse a elementos literalmente, como 3.14 o Mar. ● Sección de funciones y procedimientos define pequeños programas auxiliares o subprogramas que permite calcular algo necesario para el programa que nos ocupa. Se recomienda poner antes un breve comentario indicando el propósito de la función, aunque si se escoge un nombre adecuado quizás el comentario sea innecesario. ● Programa principal, como parte de este se pueden definir constantes de prueba utilizadas para probar el funcionamiento del programa y además se podrán definir variables para el programa principal utilizandose la kerword var****. Lo que hay entre begin y end , se conocerá como el cuerpo del programa principal. Cuando ejecutemos el programa, éste empezará a realizar las acciones o sentencias indicadas en el cuerpo del programa principal tras efectuar las definiciones encontradas antes. En Pascal se definirá el programa principal al final del programa. En el programa principal se utilizará la sentencia writenln que escribe una línea en la pantalla con algo que le indicamos entre paréntesis y puedo poner varias cosas siempre y cuando las separe con comas. También se puede usar la sentencia write que cumple la misma función pero sin saltar a la siguiente línea. Ninguna de estas dos sentencias tendrán validez si no se ponen () y las “”. ● Nos encontraremos sentencias o declaraciones escritas con sangrado, esto recibiriá el nombre de tabulación lo que supone que queden más a la derecha de los elementos que los rodean indicando así que se consideran dentro de la estructura definida por esos elementos. De la misma forma el cuerpo del programa principal deberá estar tabulado. ● En Pascal las declaraciones terminan con un “ ; ” salvo el programa principal que termina en un “. ” en su lugar. Las sentencias se separan con un “ ; ” así como las declaraciones. Los signos tales como paréntesis y comillas deben ir por parejas y bien agrupados.
