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CAPITULO 1
INTRODUCCION
Objetivos.- El objetivo de la unidad es la de dar a conocer al estudiante los conceptos y definiciones generales de Algoritmia.
1. Antecedentes Históricos.-
La principal razón para que las personas aprendan lenguajes y técnicas de programación es utilizar la computadora como una herramienta para resolver problemas
Un algoritmo es un método para resolver un problema. La palabra Algoritmo proviene de MOHAMMED AL-KHOWARIZMI, matemático persa que vivió durante el siglo IX y alcanzo gran reputación por el enunciado de las reglas paso a paso para sumar, restar, multiplicar y dividir números decimales, la traducción al latín del apellido en la palabra algorismus derivo posteriormente en ALGORITMO. Euclides, el gran matemático griego (del siglo IV antes de Cristo) que invento un método para encontrar el máximo común divisor de dos números, se considera junto con AL- KHOWARIZMI como los padres de la ciencia de los algoritmos o algoritmia.
2. Conceptos Básicos de Programación.-
Datos.- Se refiere a la representación de algún hecho, concepto o entidad real (los datos pueden tomar diferentes formas, por ejemplo palabras escritas o habladas, números y dibujos.
Información.- se refiere a los datos procesados y organizados.
Sistema.- se define como un conjunto de componentes conectados e interactivos, que tienen un propósito y una unidad total.
Sistema de Procesamiento de Informacion.- es un sistema que transforma datos brutos en información organizada, significativa y útil, tiene tres componentes.
Datos información
Programación.- se conoce como programación a la actividad de expresar un algoritmo en forma de programa, un programa se escribe en un lenguaje de programación.
Existen dos conceptos importantes a considerar en los sistemas de procesamiento de la información.
3. Áreas conceptuales de la informática
La informática se puede estructurar en tres pilares básicos como son el hardware, el software y el personal informático.
Entrada Proceso Salida
3.1. El elemento físico (hardware) El hardware es el elemento físico de un sistema informático, es decir, todos los materiales que lo componen, como la propia computadora, los dispositivos externos, los cables, los soportes de la información y en definitiva, todos aquellos elementos que tienen entidad física. El esquema básico de hardware de un ordenador es el siguiente:
Figura 1.- Esquema hardware de un ordenador En temas posteriores se verá más en detalle cada componente y su funcionamiento. A continuación se presenta una pequeña explicación acerca de dichos componentes. a) Unidad Central de Proceso ( CPU , Central Process Unit ): es el elemento principal o centro neurológico de una computadora y su misión consiste en coordinar y realizar todas las operaciones del sistema informático. Consta de los siguientes elementos: Procesador : es el elemento encargado del control y ejecución de las operaciones, y está formado a su vez por: Unidad de Control ( UC, Control Unit ): es la parte del procesador encargada de gobernar al resto de las unidades, además de interpretar y ejecutar las instrucciones controlando su secuencia. Unidad Aritmético-lógica ( ALU , Arithmetic-Logical Unit ): es la parte del procesador encargada de realizar todas las operaciones elementales de tipo aritmético y de tipo lógico. b) Memoria Central (CM, Central Memory): también denominada memoria interna o principal ( main memory ), es el elemento de la unidad central de proceso encargado de almacenar los programas y los datos necesarios para que el sistema informático realice un determinado trabajo. Es importante citar que para que un programa pueda ser ejecutado en una computadora tiene que estar en esta memoria, así como los datos que necesiten ser procesados en ese momento. La memoria central consta a su vez de varias subdivisiones: Memoria ROM ( Memoria de Sólo Lectura , Read Only Memory) : contiene programas y datos indispensables para el ordenador y que el usuario no puede modificar. Memoria RAM ( Memoria de Acceso Aleatorio , Random Access Memory) : es una memoria volátil donde se sitúan los programas y los datos con los que se trabaja.
Un elemento lógico, para estar presente en un sistema informático, debe almacenarse en un soporte físico como pueden serlo la memoria central o los diversos tipos de memorias auxiliares. El software constituye las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su tarea. Como concepto general, el software puede dividirse en varias categorías basadas en el tipo de trabajo realizado. Las dos categorías primarias de software son los sistemas operativos (software del sistema), que controlan los trabajos del ordenador o computadora, y el software de aplicación , que dirige las distintas tareas para las que se utilizan las computadoras. Por lo tanto, el software del sistema procesa tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el software de aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión de bases de datos y similares. Se puede definir un sistema operativo como el soporte lógico que controla el funcionamiento del equipo físico, ocultando los detalles del hardware y haciendo sencillo el uso de la computadora. Ejemplos: Windows, UNIX, Linux, MacOS , etc. El software de aplicación es el compuesto por el conjunto de programas que ha sido diseñado para que la computadora pueda desarrollar un trabajo. Además de estas dos categorías basadas en tareas, varios tipos de software se describen basándose en su método de distribución. Entre estos se encuentran los así llamados “programas enlatados”, el software desarrollado por compañías y vendido principalmente por distribuidores, el freeware y software de dominio público o libre, que se ofrece sin costo alguno, el shareware , que es similar al freeware , pero suele conllevar una pequeña tasa a pagar por los usuarios que lo utilicen profesionalmente y, por último, el infame vapourware , que es software que no llega a presentarse o que aparece mucho después de lo prometido.
Figura 3.- Software de un sistema informático
4 Concepto de algoritmo
Definición de algoritmo.- Conjunto finito de instrucciones el cual efectúa un trabajo particular dando solución a un determinado problema empleando para su representación un determinado lenguaje.
Propiedades.- Para que sea considerado como un algoritmo debe cumplir los siguientes reglas:
Regla 1.- Debe tener entrada (0 o más) Regla 2.- Debe tener una salida (al menos un resultado) Regla 3.- (Exactitud) el resultado debe ser siempre el mismo siguiendo el algoritmo más de una vez. Regla 4.- (Finitud): al seguir el algoritmo en algún momento se debe detener. Regla 5.- (Precisión): debe ser preciso no debe tener ambigüedades, es decir debe ser claro, entendible.
4.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS ALGORITMOS
Un algoritmo debe ser:
a) Preciso: Debe indicar el orden de la realización de cada paso
b) Definido: Vale decir, si se sigue el algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo
resultado cada vez.
c) Finito: Se debe terminar en algún momento, debe tener un numero finito de pasos
Un algoritmo describe tres partes.
Entrada (Ingredientes, Utensilios empleados)
Proceso (Elaboración de la receta de cocina)
Salida (Terminación del plato, por ejemplo sajta)
Ejemplo # 1 .- Un cliente solicita un préstamo al banco.
Análisis:
El banco examina sus datos.
Si el cliente es solvente entonces aceptan la solicitud.
Sino rechaza la solicitud.
Solución:
1er Paso: Inicio.
2do Paso: Leer solicitud de préstamo.
3er Paso: Examinar requisitos exigidos.
Los pasos para la resolución de un problema son:
1.- Análisis del Problema 2.- Diseño del algoritmo que describe la secuencia ordenada de pasos – sin ambigüedades- que conducen a la solución de un problema dado (análisis del problema y desarrollo del algoritmo) 3.- Expresar el algoritmo como un programa en un lenguaje de programación adecuado (fase de codificación) 4.- Ejecución y validación del programa por la computadora En general se puede decir que “TODO PROBLEMA SE PUEDE DESCRIBIR POR MEDIO DE UN ALGORTIMO”
6 DEPURACION Y PRUEBA DE LA SOLUCION
Depuración es una revisión del algoritmo se está bien hecho y si cumple con los requisitos entes descritos y la prueba de la solución o prueba de escritorio se refiere a comprobar los planteamientos de los resultados en el algoritmo dado, esta implica que si el resultado es diferente los componentes del algoritmo están mal hechos.
7 Introducción a Java
¿Qué es Java?
Java es una plataforma tecnológica que permite la ejecución y desarrollo de aplicaciones
portables (capaz de ejecutarse en diversos entornos). Los componentes principales de la
tecnología Java son:
- Máquina Virtual de Java (JVM). Es un software que replica la funcionalidad de un
procesador: interpreta y ejecuta instrucciones en un lenguaje conocido como Java
Bytecode. La JVM traduce las instrucciones en Java ByteCode de manera que puedan ser
ejecutadas en un entorno no-virtual como Windows, MacOS o Linux.
- Librería Estándar (API de Java). Es una extensa interfaz de programación (API) a la que un
programa java tiene acceso para realizar diversas tareas.
- Herramientas de desarrollo. Herramientas de soporte a tareas de desarrollo como
compilador, generador de instaladores, generador de documentación, monitor del estado
de la JVM, etc.
- El Lenguaje de programacion Java
Figura 1: Relación entre los principales componentes de la tecnología Java (fuente: http://docs.oracle.com/javase/6/docs/)
El software base para el desarrollo y ejecución de aplicaciones en Java es el siguiente:
- El entorno de ejecución (JRE – Java Runtime Environment) está compuesto por la JVM y la
Biblioteca Estándar (Librería Estándar de Java), este componente de software es suficiente
para ejecutar programas Java.
- El entorno de desarrollo (JDK – Java Development Kit) además del componente de
ejecución, incluye las herramientas de soporte para desarrollo en el lenguaje de
programación Java, esta herramienta es necesaria para desarrollar y ejecutar programas
Java.
Estructura básica de un programa Java
Archivo fuente y de compilación
Los ficheros fuente en Java tienen la extensión *.java , mientras que los ficheros compilados tienen
la extensión *.class.
La clase principal y el método main
Java emplea siempre la programación orientada a objetos por lo que todo el código se incluye
dentro de las clases. Una clase es una agrupación de datos (variables o campos) y de funciones
(métodos) que operan sobre esos datos.
La estructura de un programa simple en Java es la siguiente:
public class Bienvenido{ public static void main(String[] args) { System. out .println ("Bienvenido al curso de Java Basico!"); } //fin del método main } //fin de la clase MiClase
La primera característica de un programa Java es que se debe definir una clase que lleve el mismo
nombre del archivo fuente. En nuestro caso esta clase está definida como “public class Bienvenido
{…}” por lo que nuestro archivo fuente debe ser nombrado como Bienvenido.java.
EL método main () representa el único mecanismo automático para realizar tareas al invocarse una
clase, es decir, al momento de ejecutarse un programa siempre será ejecutado todo el contenido
dentro de este método.
El método main presenta las siguientes características:
○ Es public , esto quiere decir que se le puede llamar desde cualquier lado.
○ Es static , es utilizado sin necesidad de instanciar o crear un objeto.
○ Es declarado como void, porque el método main no retorna ningún valor.
○ El parámetro de entrada del método main siempre debe ser un arreglo de tipo
String (String[] args) el cual es tomado de la línea de comandos o una fuente alterna.
Salida en pantalla
El método System.out.println muestra (o imprime) una línea de texto en la ventana de comandos,
el argumento debe colocarse entre paréntesis y el punto y coma (;), para completar la instrucción:
Por ejemplo: System. out .println ("Bienvenido al curso de Java Basico!");
Salida:
Bienvenido al curso de Java Básico!
Otras consideraciones
- Cada instrucción en Java concluye con un punto y coma (;).
- EL cuerpo de todas las declaraciones e instrucciones tanto de las clases como de los
métodos deben estar entre llaves { y }.
- Por convención todos los nombres de clases en Java comienzan con una letra mayúscula.
