programacion i - teleco uvigo, Apuntes de Programación Informática

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Programación I

GETT - Curso 2019-

Tema 1. Algoritmos y

Lenguajes de

Programación

Contenido

▪ Estructura y operativa de un ordenador ▪ Cómo llega un programa al ordenador ▪ Cómo se escribe un programa ▪ Proceso de desarrollo del software ▪ Ejemplos de programación sencillos ▪ Conceptos de ingeniería del software

Estructura y operativa de un ordenador

▪ Ordenador = máquina que puede almacenar y procesar información ▪ El comportamiento de un ordenador está controlado por un programa que reside en su interior Máquina Datos de entrada Datos de salida Ordenador Datos de entrada Datos de salida Programa

Estructura y operativa de un ordenador

▪ La memoria principal consiste en una serie de celdas de memoria (palabras) ▫ Cada celda de memoria tiene una dirección (posición en la memoria) » y consiste en una secuencia de bits, organizada en bytes ▫ Una instrucción de un programa ocupa 1 o más celdas » En código máquina

• Poco amigable y dependiente de la CPU
• Por tanto, los programas se escriben en leguajes de alto nivel (C, java, ADA) ▫ Cualquier dato ocupa 1 o más celdas » Con un formato específico ▪ La información se puede guardar de un modo más permanente usando el almacenamiento secundario: ▫ Organizado en ficheros: » Programas » Datos de entrada/Datos de salida de un programa

Estructura y operativa de un ordenador

▪ Periféricos ▫ Unidades de entrada y salida: teclado, ratón, pantalla ▫ Almacenamiento secundario Datos de entrada Datos de salida Almacenamiento secundario Otros periféricos Memoria primaria Programa ALU CU Datos

Cómo llega un programa al ordenador

▪ El programador escribe el programa en un lenguaje de alto nivel ▫ Texto escrito normal => independiente de la CPU => portable ▫ Usando un editor de textos (que también es un programa!) ▫ Llamamos a esto código fuente ▫ Se guarda en la memoria secundaria como un archivo de texto Almacenamiento secundario Memoria principal Editor de texto Código fuente Código fuente program.c

Cómo llega un programa al ordenador

▪ El texto del programa (código fuente) debe traducirse a código máquina ▫ Mediante un compilador (de nuevo otro programa!) ▫ Comprueba que el texto del fichero cumpla con las reglas del lenguaje => si es sintácticamente correcto ▫ Si lo es, produce un módulo objeto en código máquina y lo almacena en la memoria secundaria ▫ Por el contrario, si descubre un fallo, muestra un mensaje de error en la pantalla Almacenamiento secundario Memoria principal Código fuente Módulo objeto Código fuente^ program.c Compilador Módulo objeto (^) program.o

Cómo llega un programa al ordenador

▪ Para poder ejecutar un programa, debemos volver a situar el módulo cargable en la memoria principal ▪ ¿Cómo sabe el ordenador qué programa (editor, compilador, enlazador, nuestro programa) es el que debe ejecutar? ▪ Mediante el sistema operativo: un programa (como no) en permanente ejecución ▫ Acepta comandos del usuario ▫ Si un comando implica la ejecución de un programa, el SO: » Lo localiza en la memoria secundaria » Lo carga en la memoria principal y » Le pasa el control. Almacenamiento Memoria principal^ secundario Sistema Operativo Program program

Cómo se escribe un programa

▪ Lenguaje máquina ▫ Directamente inteligibles por la máquina (las instrucciones son cadenas binarias) ▪ Lenguaje de bajo nivel o ensamblador ▫ Cercano a la máquina, necesita traducción (ensamblador)  AO ▪ Lenguaje de alto nivel ▫ Cercano a las personas, necesita traducción  PI, PII Lenguaje de programación: Conjunto de reglas semánticas y sintácticas que permiten la comunicación con el ordenador

Cómo se escribe un programa

▪ Le da al programador libertad para controlar el ordenador con detalle (a bajo nivel) ▪ La mayor parte de los sistemas operativos están escritos en C ▪ La monitorización es laxa = > es fácil cometer errores Lenguaje de programación “C”: es un lenguaje de alto nivel a bajo nivel

Cómo se escribe un programa

Comando Genera Significa emacs myprog.c & (^) myprog.c Código fuente gcc myprog.c (^) a.out Código ejecutable (módulo cargable) gcc myprog.c –o myprog (^) myprog Código ejecutable (módulo cargable) gcc –c mylib.c mylib.o Módulo objeto gcc mylib.o myprog.c –o myprog (^) myprog Código ejecutable (módulo cargable) gcc –Wall myprog.c –o myprog (^) myprog Genera TODAS las advertencias Código ejecutable (módulo cargable) Lenguaje de programación “C”: es un lenguaje de programación en alto nivel a bajo nivel

Proceso de desarrollo del software

▪ Programar = construir un programa ▫ No es solo escribir un código ▫ Analogía: construir una casa » No es solo poner un ladrillo encima de otro » Preparación cuidadosa: uso que se le va a dar, dibujar los planos, hacer cálculos, … ▪ Objetivo: proporcionar un programa de alta calidad ▫ Dentro de las restricciones de tiempo y coste dadas, ▫ Que cumpla con las demandas del cliente, y ▫ Que sea fiable, esté bien documentado y sea sencillo de mantener ▪ Es necesaria una aproximación bien estructurada => Ingeniería del software ▫ https://medium.com/edge-coders/software-engineering-is-different-from- programming-b108c135af

Proceso de desarrollo del software

1. Análisis y especificación ▫ Determinar qué hay que hacer ▫ Resultado: Documento de especificación de requisitos » Debe ser aceptado por cliente y desarrollador ▫ Podría incluir un manual de usuario preliminar y los procedimientos de prueba
2. Diseño ▫ Determinar cómo va el programa a satisfacer sus demandas ▫ Partes, interconexión, algoritmos, estructura de datos, interfaces de usuario ▫ Resultado: Descripción detallada del sistema + Manual de usuario
3. Implementación ▫ Escribir el código y realizar pruebas parciales ▫ Resultado: código del programa + protocolos de pruebas finales Modelo Waterfall