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LA PROGRAMACIÓN Y TIPOS DE PROGRAMACIÓN, Apuntes de Tecnologías de la Información y la Comunicación

DEFINICIÓN DE PROGRAMACIÓN Y SUS DIFERENTES RAMAS

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 01/09/2019

luis-chigua
luis-chigua 🇬🇹

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LA PROGRAMACION
La programación informática o programación algorítmica, acortada como programación, es el
proceso de diseñar, codificar, depurar y mantener el código fuente de programas computacionales.
El código fuente es escrito en un lenguaje de programación. El propósito de la programación es
crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir código requiere
frecuentemente conocimientos en varias áreas distintas, además del dominio del lenguaje a utilizar,
algoritmos especializados y lógica formal. Programar no involucra necesariamente otras tareas
tales como el análisis y diseño de la aplicación (pero sí el diseño del código), aunque sí suelen
estar fusionadas en el desarrollo de pequeñas aplicaciones.
Del proceso de programación surge lo que comúnmente se conoce como software (conjunto de
programas), aunque estrictamente este último abarca mucho más que solo la programación.
Historia[editar]
Para crear un programa, y que la computadora lo interprete y ejecute las instrucciones escritas en
él, debe escribirse en un lenguaje de programación. En sus inicios las computadoras interpretaban
solo instrucciones en un lenguaje específico, del más bajo nivel, conocido como código máquina,
siendo éste excesivamente complicado para programar. De hecho solo consiste en cadenas de
números 1 y 0 (sistema binario). Para facilitar el trabajo de programación, los primeros científicos,
que trabajaban en el área, decidieron reemplazar las instrucciones, secuencias de unos y ceros,
por palabras o abreviaturas provenientes del inglés; las codificaron y crearon así un lenguaje de
mayor nivel, que se conoce como Assembly o lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se
podría usar la letra A de la palabra inglesa add (sumar). En realidad escribir en lenguaje
ensamblador es básicamente lo mismo que hacerlo en lenguaje máquina, pero las letras y
palabras son bastante más fáciles de recordar y entender que secuencias de números binarios. A
medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo
necesario disponer de un método sencillo para programar. Entonces, se crearon los lenguajes de
alto nivel. Mientras que una tarea tan trivial como multiplicar dos números puede necesitar un
conjunto de instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará con solo
una. Una vez que se termina de escribir un programa, sea en ensamblador o en algunos lenguajes
de alto nivel, es necesario compilarlo, es decir, traducirlo completo a lenguaje máquina.1
Eventualmente será necesaria otra fase denominada comúnmente link o enlace, durante la cual se
anexan al código, generado durante la compilación, los recursos necesarios de alguna biblioteca.
En algunos lenguajes de programación, puede no ser requerido el proceso de compilación y
enlace, ya que pueden trabajar en modo intérprete. Esta modalidad de trabajo es equivalente pero
se realiza instrucción por instrucción, a medida que es ejecutado el programa.
Léxico y programación[editar]
La programación se rige por reglas y un conjunto más o menos reducido de órdenes, expresiones,
instrucciones y comandos que tienden a asemejarse a una lengua natural acotada (en inglés); y
que además tienen la particularidad de una reducida ambigüedad. Cuanto menos ambiguo es un
lenguaje de programación, se dice, es más potente. Bajo esta premisa, y en el extremo, el lenguaje
más potente existente es el binario, con ambigüedad nula (lo cual lleva a pensar así del lenguaje
ensamblador).
En los lenguajes de programación de alto nivel se distinguen diversos elementos entre los que se
incluyen el léxico propio del lenguaje y las reglas semánticas y sintácticas.
Programas y algoritmos[editar]
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LA PROGRAMACION

La programación informática o programación algorítmica, acortada como programación, es el proceso de diseñar, codificar, depurar y mantener el código fuente de programas computacionales. El código fuente es escrito en un lenguaje de programación. El propósito de la programación es crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir código requiere frecuentemente conocimientos en varias áreas distintas, además del dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y lógica formal. Programar no involucra necesariamente otras tareas tales como el análisis y diseño de la aplicación (pero sí el diseño del código), aunque sí suelen estar fusionadas en el desarrollo de pequeñas aplicaciones.

Del proceso de programación surge lo que comúnmente se conoce como software (conjunto de programas), aunque estrictamente este último abarca mucho más que solo la programación.

Historia [editar]

Para crear un programa, y que la computadora lo interprete y ejecute las instrucciones escritas en él, debe escribirse en un lenguaje de programación. En sus inicios las computadoras interpretaban solo instrucciones en un lenguaje específico, del más bajo nivel, conocido como código máquina, siendo éste excesivamente complicado para programar. De hecho solo consiste en cadenas de números 1 y 0 (sistema binario). Para facilitar el trabajo de programación, los primeros científicos, que trabajaban en el área, decidieron reemplazar las instrucciones, secuencias de unos y ceros, por palabras o abreviaturas provenientes del inglés; las codificaron y crearon así un lenguaje de mayor nivel, que se conoce como Assembly o lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se podría usar la letra A de la palabra inglesa add (sumar). En realidad escribir en lenguaje ensamblador es básicamente lo mismo que hacerlo en lenguaje máquina, pero las letras y palabras son bastante más fáciles de recordar y entender que secuencias de números binarios. A medida que la complejidad de las tareas que realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un método sencillo para programar. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel. Mientras que una tarea tan trivial como multiplicar dos números puede necesitar un conjunto de instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto nivel bastará con solo una. Una vez que se termina de escribir un programa, sea en ensamblador o en algunos lenguajes de alto nivel, es necesario compilarlo, es decir, traducirlo completo a lenguaje máquina. 1 Eventualmente será necesaria otra fase denominada comúnmente link o enlace, durante la cual se anexan al código, generado durante la compilación, los recursos necesarios de alguna biblioteca. En algunos lenguajes de programación, puede no ser requerido el proceso de compilación y enlace, ya que pueden trabajar en modo intérprete. Esta modalidad de trabajo es equivalente pero se realiza instrucción por instrucción, a medida que es ejecutado el programa.

Léxico y programación [editar]

La programación se rige por reglas y un conjunto más o menos reducido de órdenes, expresiones, instrucciones y comandos que tienden a asemejarse a una lengua natural acotada (en inglés); y que además tienen la particularidad de una reducida ambigüedad. Cuanto menos ambiguo es un lenguaje de programación, se dice, es más potente. Bajo esta premisa, y en el extremo, el lenguaje más potente existente es el binario, con ambigüedad nula (lo cual lleva a pensar así del lenguaje ensamblador).

En los lenguajes de programación de alto nivel se distinguen diversos elementos entre los que se incluyen el léxico propio del lenguaje y las reglas semánticas y sintácticas.

Programas y algoritmos [editar]

Un algoritmo es una secuencia no ambigua, finita y ordenada de instrucciones que han de seguirse para resolver un problema. Un programa normalmente implementa (traduce a un lenguaje de programación concreto) uno o más algoritmos. Un algoritmo puede expresarse de distintas maneras: en forma gráfica, como un diagrama de flujo, en forma de código como en pseudocódigo o un lenguaje de programación, en forma explicativa, etc. Los programas suelen subdividirse en partes menores, llamadas módulos, de modo que la complejidad algorítmica de cada una de las partes sea menor que la del programa completo, lo cual ayuda al desarrollo del programa. Esta es una práctica muy utilizada y se conoce como "refino progresivo". Según Niklaus Wirth, un programa está formado por los algoritmos y la estructura de datos. Se han propuesto diversas técnicas de programación cuyo objetivo es mejorar tanto el proceso de creación de software como su mantenimiento. Entre ellas, se pueden mencionar las siguientes:

Programación declarativa

La programación declarativa, en contraposición a la programación imperativa, es un

paradigma de programación que está basado en el desarrollo de programas especificando o

"declarando" un conjunto de condiciones, proposiciones, afirmaciones, restricciones,

ecuaciones o transformaciones que describen el problema y detallan su solución. La solución

es obtenida mediante mecanismos internos de control, sin especificar exactamente cómo

encontrarla (tan sólo se le indica a la computadora qué es lo que se desea obtener o qué es lo

que se está buscando). No existen asignaciones destructivas, y las variables son utilizadas

con transparencia referencial.

Programación estructurada

La programación estructurada es un paradigma de programación orientado a mejorar la

claridad, calidad y tiempo de desarrollo de un programa de computadora, utilizando

únicamente subrutinasy tres estructuras: secuencia, selección ( if y switch ) e iteración (bucles

for y while ), considerando innecesario y contraproducente el uso de la instrucción de

transferencia incondicional (GOTO), que podría conducir a "código espagueti", que es mucho

más difícil de seguir y de mantener, y era la causa de muchos errores de programación.

Surgió en la década de 1960, particularmente del trabajo de Böhm y Jacopini, 1 y una famosa

carta, «La sentencia goto, considerada perjudicial», de Edsger Dijkstra en 1968^2 — y fue

reforzado teóricamente por el teorema del programa estructurado, y prácticamente por la

aparición de lenguajes como ALGOL con adecuadas y ricas estructuras de control.

Programación modular

computadora. La opción más común es compilar el programa obteniendo un módulo objeto, aunque también puede ejecutarse en forma más directa a través de un intérprete informático.

El código fuente del programa se debe someter a un proceso de traducción para convertirlo a lenguaje máquina o bien a un código intermedio, generando así un módulo denominado "objeto". A este proceso se le llama compilación.

Habitualmente la creación de un programa ejecutable (un típico.exe para Microsoft Windows o DOS) conlleva dos pasos. El primer paso se llama compilación (propiamente dicho) y traduce el código fuente escrito en un lenguaje de programación almacenado en un archivo de texto a código en bajo nivel (normalmente en código objeto, no directamente a lenguaje máquina). El segundo paso se llama enlazado en el cual se enlaza el código de bajo nivel generado de todos los ficheros y subprogramas que se han mandado compilar y se añade el código de las funciones que hay en las bibliotecas del compilador para que el ejecutable pueda comunicarse directamente con el sistema operativo, traduciendo así finalmente el código objeto a código máquina, y generando un módulo ejecutable.

Estos dos pasos se pueden hacer por separado, almacenando el resultado de la fase de compilación en archivos objetos (un típico .o para Unix, .obj para MS-Windows, DOS); para enlazarlos en fases posteriores, o crear directamente el ejecutable; con lo que la fase de compilación puede almacenarse solo de forma temporal. Un programa podría tener partes escritas en varios lenguajes, por ejemplo, Java, C, C++ y ensamblador, que se podrían compilar de forma independiente y luego enlazar juntas para formar un único módulo ejecutable.

Programación e ingeniería del software [editar]

Artículo principal: Ingeniería del software

Existe una tendencia a identificar el proceso de creación de un programa informático con la programación, que es cierta cuando se trata de programas pequeños para uso personal, y que dista de la realidad cuando se trata de grandes proyectos.

El proceso de creación de software, desde el punto de vista de la ingeniería, incluye mínimamente los siguientes pasos:

1. Reconocer la necesidad de un programa para solucionar un problema o identificar la

posibilidad de automatización de una tarea.

2. Recoger los requisitos del programa. Debe quedar claro qué es lo que debe hacer el

programa y para qué se necesita.

3. Realizar el análisis de los requisitos del programa. Debe quedar claro qué tareas debe

realizar el programa. Las pruebas que comprueben la validez del programa se pueden especificar en esta fase.

4. Diseñar la arquitectura del programa. Se debe descomponer el programa en partes de

complejidad abordable.

5. Implementar el programa. Consiste en realizar un diseño detallado, especificando

completamente todo el funcionamiento del programa, tras lo cual la codificación (programación propiamente dicha) debería resultar inmediata.

6. Probar el programa. Comprobar que pasan pruebas que se han definido en el análisis de

requisitos.

7. Implantar (instalar) el programa. Consiste en poner el programa en funcionamiento junto

con los componentes que pueda necesitar (bases de datos, redes de comunicaciones, etc.).

La ingeniería del software se centra en los pasos de planificación y diseño del programa, mientras que antiguamente (programación artesanal) la realización de un programa consistía casi únicamente en escribir el código, bajo solo el conocimiento de los requisitos y con una modesta fase de análisis y diseño.

Muchos de los objetos pre-diseñados de los lenguajes de programación actuales permiten la

agrupación en bibliotecas o librerías, sin embargo, muchos de estos lenguajes permiten al

usuario la creación de sus propias bibliotecas.

Está basada en varias técnicas, incluyendo herencia, cohesión, abstracción, polimorfismo,

acoplamiento y encapsulamiento.

Su uso se popularizó a principios de la década de 1990. En la actualidad, existe una gran

variedad de lenguajes de programación que soportan la orientación a objetos.

Cuando programamos en lenguajes de alto nivel, lo que estamos haciendo en

realidad es el código fuente de ese programa.

Este código fuente debe ser traducido a binario para que las instrucciones que

contienen puedan ser entendidas y ejecutadas por la máquina.

Para esto existe un programa encargado de realizar la traducción, llamado

traductor del lenguaje.

Estos traductores pueden ser de dos tipos:

Ensambladores

  • linkado estático: Los binarios de las librerías se añaden a nuestros

binarios compilados generando el archivo ejecutable.

  • Linkado dinámico: no se añaden las librerías a nuestro binario sino

que hará que se carguen en memoria las librerías que en ese

momento se necesiten.

Una vez traducido, compilado y linkado el archivo esta listo para su ejecución

donde también podrán surgir problemas y fallos, para los cuales tendríamos que

volver a realizar todo el proceso anteriormente citado, de modo que puedan ser

corregidos.

Por este motivo es importante realizar numerosas pruebas en tiempo de ejecución

antes de presentar el programa al cliente.

Otro sistema para la ejecución de nuestro código fuente es mediante el uso de

intérpretes (estos no se encontrarían dentro de los traductores).

Intérpretes

Los intérpretes realizan la traducción y ejecución de forma simultanea, es decir, un

intérprete lee el código fuente y lo va ejecutando al mismo tiempo.

Las diferencias entre un compilador y un intérprete básicamente son:

  • Un programa compilado puede funcionar por si solo mientras que un código

traducido por un intérprete no puede funcionar sin éste.

  • Un programa traducido por un intérprete puede ser ejecutado en cualquier

máquina ya que, cada vez que se ejecuta el intérprete, tiene que compilarlo.

  • Un archivo compilado es mucho más rápido que uno interpretado.