Computadoras
La arquitectura de Von Neumann
Página 9
C.P.U. (Procesador)
Dispositivos de E/S
Memoria
A.L.U.Unidad Aritmético-Lógica
Unidad de Control
(Gp:) Una ALU de 2 bits (Wikipedia)
Computadoras
La memoria
Página 10
Memoria
Bus de datos
Dirección
Cada celda en una dirección
Celdas de 8 / 16 / 32 / 64 bits
Información volátil
(Gp:) 1 Bit = 0 / 1
1 Byte = 8 bits = 1 carácter
1 Kilobyte (KB) = 1024 Bytes
1 Megabyte (MB) = 1024 KB
1 Gigabyte (GB) = 1024 MB
1 Terabyte (TB) = 1024 GB
1 Petabyte (PB) = 1024 TB
(Gp:) 210 = 1024 ? 1000
Fundamentos de la programación
Página 11
Lenguaje máquina y ensamblador
Programación de computadoras
Los procesadores trabajan con ceros y unos (bits)
Unidad de memoria básica: Byte (8 bits)(2 dígitos hexadecimales: 01011011 ? 0101 1011 ? 5B)
Lenguaje máquina
Códigos hexadecimales que representan instrucciones,registros de la CPU, direcciones de memoria o datos
Instrucción Significado
A0 2F Acceder a la celda de memoria 2F3E 01 Copiarlo el registro 1 de la ALU A0 30 Acceder a la celda de memoria 303E 02 Copiarlo en el registro 2 de la ALU 1D SumarB3 31 Guardar el resultado en la celda de memoria 31
Página 12
Lenguaje de bajo nivel
Dependiente de la máquina
Programación difícil
Lenguaje ensamblador
Nemotécnicos para los códigos hexadecimales:
A0 ? READ 3E ? REG 1D ? ADD
Mayor legibilidad:
READ 2FREG 01 READ 30REG 02 ADD WRITE 31
Lenguaje de nivel medio
Página 13
(Gp:) Código objeto(lenguaje máquina)
(Gp:) Programa ensamblador
Código fuente(lenguaje ensamblador)
Fundamentos de la programación
Página 14
Lenguajes de programaciónde alto nivel
Lenguajes de programación de alto nivel
Más cercanos a los lenguajes natural y matemático
resultado = dato1 + dato2;
Mayor legibilidad, mayor facilidad de codificación
Estructuración de datos / abstracción procedimental
Página 15
Pascal
C++
C
Ada
Eiffel
Ruby
Cobol
BASIC
FORTRAN
Simula
Smalltalk
Prolog
Lisp
Java
Python
Haskell
C#
…
Lenguajes de programación de alto nivel
Traducción
Compiladores:Compilan y enlazanprogramas completos
Intérpretes:Compilan, enlazany ejecutan instruccióna instrucción
Página 16
(Gp:) Compilador
(Gp:) Enlazador
(Gp:) Códigoobjeto debiblioteca
(Gp:) Código fuente
(Gp:) #include < iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout < < "Hola Mundo!" < < endl;
return 0;
}
(Gp:) Código objeto
(Gp:) 0100010100111010011100
(Gp:) Programaejecutable
(Gp:) Para una arquitectura concretay un sistema operativo
Los lenguajes de programación de alto nivel
Genealogía de lenguajes
Página 17
(Gp:) BASIC1964
(Gp:) Logo1968
(Gp:) Ruby1993
(Gp:) Python1991
(Gp:) Eiffel1986
(Gp:) Modula1975
Fuente:http://www.levenez.com/lang/
Versiones / Estándares
Prolog1970
Haskell1987
(Gp:) C#2000
(Gp:) Java1995
(Gp:) C++1983
(Gp:) Smalltalk1971
(Gp:) Scheme1975
(Gp:) PL/I1964
(Gp:) Simula1964
(Gp:) Ada1979
(Gp:) C1971
(Gp:) Pascal1970
(Gp:) CPL1963
COBOL1959
(Gp:) ALGOL1958
FORTRAN1954
Lisp1958
Fundamentos de la programación
Página 18
Un poco de historia
Un poco de historia
La prehistoria
El ábaco
Siglo XIX
Máquina analítica de Charles Babbage
Página 19
Lady Ada Lovelacees consideradala primeraprogramadora
(Gp:) (Wikipedia)
Un poco de historia
Siglo XX
1936 Máquina de Turing
1946 ENIAC: Primera computadora digitalde propósito general
1947 El transistor
1953 IBM 650: Primeracomputadora a gran escala
1966 ARPANET: Origen de Internet
1967 El disquete
1970 Sistema operativo UNIX
1972 Primer virus informático (Creeper)Lenguaje de programación C
1974 Protocolo TCP. Primera red local
Página 20
(Gp:) ENIAC (Wikipedia)
Un poco de historia
1975 Se funda Microsoft
1976 Se funda Apple
1979 Juego Pacman
1981 IBM PCSistema operativo MS-DOS
1983 Lenguaje de programación C++
1984 CD-ROM
1985 Windows 1.0
1990 Lenguaje HTMLWorld Wide Web
1991 Sistema operativo Linux
Página 21
(Gp:) Apple II (Wikipedia)
(Gp:) IBM PC (Wikipedia)
(Gp:) Linux
Un poco de historia
1992 Windows 3.1
1995 Lenguaje de programación JavaDVD
1998 Se funda Google
1999 MSN Messenger
Siglo XXI
2001 Windows XP Mac OS X
2002 Mozilla Firefox
2007 iPhone
2008 Android …
Página 22
Fundamentos de la programación
Página 23
Programacióne Ingeniería del Software
¿Qué es programar?
Decirle a un tonto muy rápido exactamente lo que tiene que hacer
Especificar la estructura y el comportamiento de un programa, así como probar que el programa realiza su tarea adecuadamente y con un rendimiento aceptable
Programa: Transforma entrada en salida
Algoritmo: Secuencia de pasos y operaciones que debe realizar el programa para resolver el problema
El programa implementa el algoritmo en un lenguaje concreto
(Gp:) Salida
(Gp:) Programa
Programa informático
Página 24
Entrada
La Ingeniería del Software
La programación es sólo una etapa del proceso de desarrollo
Modelo de desarrollo en cascada:
Página 25
(Gp:) Mantenimiento
(Gp:) Prueba y depuración
(Gp:) Programación
(Gp:) Diseño
(Gp:) Análisis
Planificación
Recursos necesarios, presupuesto, plan,
¿Qué?
¿Cómo?
Implementación
Fundamentos de la programación
Página 26
El lenguaje de programación C++
El lenguaje de programación C++
Bjarne Stroustrup (1983)
#include < iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout < < "Hola Mundo!" < < endl;
// Muestra Hola Mundo!
return 0;
}
Página 27
Hola Mundo!
Elementos del lenguaje
Instrucciones
Datos: literales, variables, tipos
Subprogramas (funciones)
Comentarios
Directivas
…
Página 28
#include < iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout < < "Hola Mundo!" < < endl;
// Muestra Hola Mundo!
return 0;
}
Directiva
Subprograma
Comentario
(Gp:) Instrucción
(Gp:) Instrucción
(Gp:) Dato
(Gp:) Dato
Fundamentos de la programación
Página 29
Sintaxis de los lenguajesde programación
Los lenguajes de programación
Sintaxis y semántica de los lenguajes
Sintaxis
Reglas que determinan cómo se pueden construir y secuenciar los elementos del lenguaje
Semántica
Significado de cada elemento del lenguaje¿Para qué sirve?
Página 30
Sintaxis de los lenguajes de programación
Especificación
Lenguajes (BNF)
Diagramas
Página 31
(Gp:) < numero entero> ::= < signo opcional>< secuencia de dígitos>
< signo opcional> ::= +|-|< nada>
< secuencia de dígitos> ::= < dígito>|< dígito>< secuencia de dígitos>
< dígito> ::= 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
< nada> ::=
(Gp:) BNF
(Gp:) | significa ó
+23 ?
-159 ?
1374 ?
1-34 ?
3.4 ?
002 ?
Ejemplo: Números enteros (sin decimales)
(Gp:) +
(Gp:) 0 .. 9
(Gp:) –
Backus-Naur Form (BNF)
Página 32
< numero entero> ::= < signo opcional>< secuencia de dígitos>
< signo opcional> ::= +|-|< nada>
< secuencia de dígitos> ::= < dígito>|< dígito>< secuencia de dígitos>
< dígito> ::= 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
< nada> ::=
+23
< numero entero> ::= < signo opcional>< secuencia de dígitos>
::= +< secuencia de dígitos> ::= +< dígito>< secuencia de dígitos>
::= +2< secuencia de dígitos> ::= +2< dígito> ::= +23
1374
< numero entero> ::= < signo opcional>< secuencia de dígitos>
::= < secuencia de dígitos> ::= < dígito>< secuencia de dígitos>
::= 1< secuencia de dígitos> ::= 1< dígito>< secuencia de dígitos>
::= 13< secuencia de dígitos> ::= 13< dígito>< secuencia de dígitos>
::= 137< secuencia de dígitos> ::= 137< dígito> ::= 1374
1-34
< numero entero> ::= < signo opcional>< secuencia de dígitos>
::= < secuencia de dígitos> ::= < dígito>< secuencia de dígitos>
::= 1< secuencia de dígitos> ::= ERROR (- no es < dígito>)
?
?
?
Diagramas de sintaxis
Página 33
+
2
3
?
1
3
7
?
4
1
–
?
?
+23
1374
1-34
+
0 .. 9
+
+
–
–
–
0 .. 9
0 .. 9
Fundamentos de la programación
Página 34
Un primer programa en C++
Un primer programa en C++
Hola Mundo!
Un programa que muestra un saludo en la pantalla:
#include < iostream>
using namespace std;
int main()
// main() es donde empieza la ejecución
{
cout < < "Hola Mundo!" < < endl; // Muestra Hola Mundo!
return 0;
}
Página 35
Un primer programa en C++
Análisis del programa
#include < iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout < < "Hola Mundo!" < < endl;
return 0;
}
Página 36
Las instrucciones terminan en ;
Directiva
Instrucción
Declaración
Instrucción
Instrucción
(Gp:) Biblioteca
(Gp:) Espacio de nombres
(Gp:) Palabras reservadas
(Gp:) Tipo
(Gp:) Datos literales
(Gp:) Cuerpo de la función
(Gp:) Cabecera de la función
(Gp:) Bloque de código
Cadena de caracteres
Constante
Operador
Operador
Variable
Número
Coloreado sintáctico
Un primer programa en C++
Hola Mundo!
Casi todo es infraestructura
Sólo
cout < < "Hola Mundo!" < < endl
hace algo palpable
La infraestructura (notación, bibliotecas y otro soporte) hace nuestro código simple, completo, confiable y eficiente
¡El estilo importa!
Página 37
Fundamentos de la programación
Página 38
Herramientas de desarrollo
Herramientas de desarrollo
Editor
Bloc de notas, Wordpad, Word, Writer, Gedit, Kwrite,
(texto simple, sin formatos)
Editores específicos: coloreado sintáctico
Recomendación: Notepad++
Página 39
Instalación y uso:SecciónHerramientas de desarrolloen el Campus Virtual
Compilación, enlace y ejecución
Página 40
hola.cpp(código fuente)
(Gp:) hola.obj(código objeto)
(Gp:) Compilador
(Gp:) Código objeto dela biblioteca iostream
(Gp:) hola.exe(ejecutable)
(Gp:) Enlazador
(Gp:) Hola Mundo!
(Gp:) Cargador
Más herramientas de desarrollo
Compilador
Importante: C++ estándar
Recomendación: GNU G++ (MinGW en Windows)
Página 41
Instalación y uso:SecciónHerramientas de desarrolloen el Campus Virtual
Más herramientas de desarrollo
Entornos de desarrollo
Para editar, compilar y probar el código del programa
Recomendaciones:
Windows: MS Visual Studio / C++ Express o Eclipse
Linux: Netbeans o Eclipse
Página 42
Instalación y uso:SecciónHerramientas de desarrolloen el Campus Virtual
Un primer programa en C++: ejecución
¿Qué hace el programa?
La ejecución del programa siempre empieza en main()
Se ejecutan las instrucciones en secuencia de principio a fin
Página 43
_
Hola Mundo!
Pantalla (cout)
_
Muestra Hola Mundo!en la pantalla y salta de línea
Devuelve 0 como códigode terminación del programa
(Gp:) Fin
(Gp:) return 0;
(Gp:) cout < < "Hola Mundo!" < < endl;
Inicio
Fundamentos de la programación
Página 44
C++: Un mejor C
C++: Un mejor C
El lenguaje C
Lenguaje creado por Dennis M. Ritchie en 1972
Lenguaje de nivel medio:
Estructuras típicas de los lenguajes de alto nivel
Construcciones para control a nivel de máquina
Lenguaje sencillo (pocas palabras reservadas)
Lenguaje estructurado (no estrictamente estructurado en bloques)
Compartimentalización de código (funciones) y datos (ámbitos)
Componente estructural básico: la función (subprograma)
Programación modular
Distingue entre mayúsculas y minúsculas
Palabras reservadas (o clave): en minúsculas
Página 45
Acerca de Creative Commons
Licencia CC (Creative Commons)
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