Desarrolla software utilizando programación estructurada

7/28/2019 Desarrolla software utilizando programacin estructurada

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Curso de ProgramacinEstructurada

Parte I

Dr. Ana Lilia Laureano-Crucese-mail: [email protected]

Departamento de Sistemas

UAM, Unidad Azcapotzalco
http://www.uam.mx/


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Objetivos (I)

Ubicar la importancia de la programacin en la ingenieradel software

Explicar el proceso de construccin de un programa

Disear algoritmos para resolver problemas simples

Disear y construir programas modulares bajo elenfoque de la programacin estructurada utilizandoeficazmente y eficientemente un entorno de desarrolloconvencional

Que al final del curso el estudiante sea capaz de:


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Objetivos (II)

Explicar y aplicar algoritmos iterativos de bsqueda y

ordenamiento Conocer el papel de las etapas de anlisis, diseo y

programacin en el desarrollo estructurado del software


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Contenido Sinttico

Resolucin deproblemas y los

algoritmos

De los algoritmos

a los programas

Constructores

fundamentales de

la programacinestructurada

Fundamentos del

diseo modular

Algoritmos

iterativos de

bsqueda y

ordenamiento

Archivos

Introduccin a los

tipos de datos

abstractos

Introduccin al

anlisis y diseo

estructurado delsoftware


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Resolucin de problemas y losalgoritmos

Concepto de algoritmo

Propiedades de un algoritmo

El rol del algoritmo en la resolucin deproblemas


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Concepto de algoritmo (I)

Un algoritmo es un procedimiento para resolver un problema.ste describe un conjunto finito y ordenado de pasos, reglas oinstrucciones para producir la solucin a un problema dado.

Un algoritmo puede ser definido como una secuencia deinstrucciones bien definidas y efectivas, y finaliza con laproduccin del resultado esperado a partir de las entradasdadas.


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Concepto de algoritmo (II)

Algoritmo

Especificacin

de las

entradas

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Accin o

procedimiento

Descripcin

del resultado o

efecto

. . .


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Un primer ejemplo de algoritmo

El siguiente algoritmo calcula el rea y el permetro de un rectngulo

1. Inicio

2. Leer base y altura (b, a)

3. ar b*a4. pe 2*(b + a)

5. Escribir rea del rectngulo: , ar

6. Escribir Permetro del rectngulo: , pe

7. Fin

Datos de entrada: b y a (base y altura)Datos de salida: ar y pe (rea y permetro)

Procesos: ar = b*a, pe = 2*(b + a)

Anlisis resumidodel problema


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Caractersticas de los algoritmos (I)

Son precisos. Deben indicar el orden de realizacin decada paso, as como especificar con precisin lasentradas y cada paso o etapa

Estn bien definidos. Etapas bien definidas y concretas

Exactitud y correccin. Se debe demostrar que elalgoritmo resuelve el problema para el cual fue escrito

Son finitos. Deben tener un nmero finito de pasos ydeben terminar

Deben describir el resultado o efecto final. La salidaesperada del algoritmo debe estar completamenteespecificada


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Caractersticas de los algoritmos (II)

Entrada

Proceso

Salida

Partes que debe describir la definicin de un algoritmo:

Entrada SalidaProceso


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Caractersticas de los algoritmos (III)

Son independientes tanto del lenguaje de programacinen el que se expresan como del hardware en que seejecutan los programas

Algoritmo

Cdigo en C

Cdigo enPascal

Cdigo en

Fortran

Computadora con

los compiladores

de C y Pascal

Computadora con

el compilador de

Fortran

Expresado

en

Ejecutado

en


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El rol del algoritmo en la resolucin deproblemas (I)

Descripcin y

anlisis delproblema

Diseo del

algoritmo

Programa en un

lenguaje deprogramacin

La resolucin de un problema en computadora requiere comopaso previo el diseo de un algoritmo que especifique elprocedimiento para resolver el problema. Es decir, antes de

codificar un programa se requiere disear el algoritmo.


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Ejemplos de algoritmos (I.a.)

Definicin del problema

Calcular los porcentajes de hombres y mujeres en un grupo de Ndeportistas

Anlisis del problema

Datos a considerar:

Sexo de la persona (S)

Nmero de personas del sexo masculino (CM)

Nmero de personas del sexo femenino (CF) Total de deportistas (N)

Porcentaje de hombres (PM)

Porcentaje de mujeres (PF)


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Ejemplos de algoritmos (I.b.)

Datos de entrada:

Total de deportistas (N)

Sexo de la persona (S)

Datos de salida:

Porcentaje de hombres (PM)

Porcentaje de mujeres (PF)

Procesos: Contar la cantidad de personas del sexo masculino (CM = CM + 1)

Contar la cantidad de personas del sexo femenino (CF = CF + 1)

Calcular el porcentaje de hombres en el grupo (PM = CM/N*100)

Calcular el porcentaje de mujeres en el grupo (PF = CF/N*100)

Continuamos con elanlisis del problema


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Ejemplos de algoritmos (I.c.)

Algoritmo:

1. Inicio

2. Inicializar en cero el total de personas del sexo masculino: CM 0

3. Inicializar en cero el total de personas del sexo femenino: CF 04. Inicializar en cero el total de personas procesadas: TP 0

5. Leer total de deportistas (N)

6. MIENTRAS TP < N

FIN-MIENTRAS

6.1 Leer sexo de la persona (S)6.2 SI S =M, entonces CM CM + 16.3 SI S = F, entonces CF CF + 16.4 Incrementar en 1 el contador: TP TP + 1


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Ejemplos de algoritmos (I.d.)

Algoritmo (continuacin):

7. Calcular porcentaje de hombres en el grupo: PM CM/N*100

8. Calcular porcentaje de mujeres en el grupo: PF CF/N*100

9. Escribir Porcentaje de hombres en el grupo: , PM10. Escribir Porcentaje de mujeres en el grupo: , PF

11. Fin

En este algoritmo se puede apreciar el uso de las tresestructuras de control de la programacin estructurada:

Estructura secuencial

Estructura selectiva

Estructura iterativa


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Ejemplos de algoritmos (II)

1. Clculo de la media de N observaciones numricas

2. Determinar si un nmero es primo dada una lista de N

nmeros enteros3. Clculo del factorial de un nmero N

4. Retiro de efectivo en un cajero automtico

5. Receta para preparar spaghetti alla napoletana

Definir en cada caso: entrada, procesos/operaciones y salida.Escribir el algoritmo completo para todos los casos.


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Diseo de algoritmos (I)

Diseo del

algoritmo

Diseo

descendente Refinamiento

Representacin

grfica


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Diseo de algoritmos (II)

Diseo descendente (I)

El diseo descendente (top down) es un procedimiento derefinamiento iterativo de un problema, en el cual se parte del

mayor nivel de abstraccin del problema (sistema o tarea) yse prosigue hacia los niveles inferiores a travs de un procesode descomposicin del problema en subproblemas.

En el diseo descendente se parte de una visin estructural

del problema sin especificar detalles para ninguna de suspartes componentes. Cada componente del sistema esentonces refinado, mostrando ms detalles en cada nivel derefinamiento.


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Diseo de algoritmos (III)

Diseo descendente (II)

. . .

Problema

Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema

Subproblema Subproblema Subproblema Subproblema SubproblemaSubproblema

Subproblema Subproblema


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Diseo de algoritmos (IV)

Diseo descendente (III)

El diseo descendente efecta una relacin entre lassucesivas etapas de refinamiento, de forma tal que stas se

relacionen unas con otras a travs de los flujos de entrada yde salida de informacin.X Y

P

P1

P2

P3

P4X Y

U

V

P

Q

P31 P32 P33

V QR S


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Diseo de algoritmos (V)

Diseo descendente (IV)

Ejemplo: el problema del cajero automtico

Cajero

automtico

Lectura y

validacin

del NIP

Seleccin de

tipo de

cuenta

Seleccin de

tipo de

operacin

Finalizar

Consulta de

saldo

Traspaso

entre cuentas

propias

Retiro de

efectivoPago de

servicios. . .

. . .


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Diseo de algoritmos (VI)

Refinamiento del algoritmo (I)

Comnmente, la primera versin de un algoritmo noconstituye una versin completa ni especfica del mismo. El

refinamiento del algoritmo se refiere a la conversin delprimer esbozo/versin del algoritmo en una versin msdetallada y completa, haciendo los pasos del algoritmo msespecficos. Este proceso conduce a la obtencin de unalgoritmo claro, preciso y completo.


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Diseo de algoritmos (VII)

Refinamiento del algoritmo (II)

1. Inicio

2. Leer cantidad de estudiantes

3. Leer edad y peso de los estudiantes

4. Calcular las medias de la edad y del peso

5. Escribir resultados

Algoritmo para el clculo de la media de la edad y peso de un grupo deestudiantes (primer esbozo)


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Diseo de algoritmos (VIII)

Refinamiento del algoritmo (III)

1. Inicio

2. Leer cantidad de estudiantes (N)

3. NE 0, SE 0, SP 0

4. MIENTRAS NE < N

4.1 Leer edad y peso del estudiante (E, P)

4.2 SE SE + E

4.3 SP SP + P

4.4 Incrementar el contador: NE NE + 1

FIN-MIENTRAS

Algoritmo para el clculo de la media de la edad y peso de un grupo deestudiantes (versin refinada)


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Diseo de algoritmos (IX)

Refinamiento del algoritmo (IV)

5. Calcular la media de la edad: ME SE/N6. Calcular la media del peso: MP SP/N

7. Escribir La edad promedio es: , ME

8. Escribir El peso promedio es: , MP

9. Fin

Algoritmo para el clculo de la media y desviacin estndar de la edad ypeso de un grupo de estudiantes (versin refinada)


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Diseo de algoritmos (X)

Especificacin y representacin grfica del

algoritmo

Pseudocdigo

Diagramas de flujo

Diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S)


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Diseo de algoritmos (XI)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (I)

El pseudocdigo es un lenguaje de especificacin de

algoritmos, comnmente con una sintaxis para las estructurasde control similar a la expresada en el lenguaje deprogramacin al que ser traducido el algoritmo. Cuando unalgoritmo es expresado en pseudocdigo, entonces latraduccin de ste al lenguaje de programacin seleccionadoresultar relativamente fcil.

AlgoritmoEspecificacin

en

pseudocdigo

Programa


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Diseo de algoritmos (XII)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (II)

Las acciones y las estructuras de control se representan en elpseudocdigo con palabras reservadas del ingls, similares a las utilizadasen los lenguajes de programacin estructurada. Entre estas palabras

reservadas, las ms usadas son:

start

read

writeIf-then-else

while-end

repeat-until

end

Comnmente, la

escritura delpseudocdigorequiere el uso de laindentacin de lasdiferentes lneas


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Diseo de algoritmos (XIII)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (III)

Begin

read N

NE 0SE 0

SP 0

while NE < N

read E, PSE SE + E

SP SP + P

NE NE + 1

end while

Algoritmo para elclculo de la media ydesviacin estndarde la edad y peso deun grupo deestudiantes (versinen pseudocdigo)


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Diseo de algoritmos (XIV)

Especificacin del algoritmo: pseudocdigo (IV)

ME SE/N

MP SP/Nwrite La edad promedio es: , ME

write El peso promedio es: , MP

end

Cuando se usa elpseudocdigo comolenguaje de

especificacin de unalgoritmo, elprogramador puedeconcentrarse en lalgica y en las

estructuras de controlsin preocuparse porla sintaxis y reglasdel lenguaje deprogramacin.


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Diseo de algoritmos (XV)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de flujo (I)Un diagrama de flujo (flowchart, del ingls) es una tcnica derepresentacin grfica de la lgica o pasos de un algoritmo. El diagramade flujo consiste de un conjunto de smbolos (tales como rectngulos,

paralelogramos, rombos, etc.) y flechas que conectan estos smbolos.Los smbolos representan las diferentes acciones que se puedenejecutar en un algoritmo (lectura, asignacin, decisin, escritura, etc.),mientras que las flechas muestran la progresin paso a paso a travsdel algoritmo.

Con la aparicin de los lenguajes de programacin estructurada el usode los diagramas de flujo ha disminudo considerablemente, dando pasoa otras tcnicas de representacin (como por ejemplo, diagramas N-S,tablas procesos-entidades, diagramas estructurales, diagramas deburbujas, etc. ) que capturan en un modo ms adecuado la esencia y

principios de la programacin estructurada.


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Diseo de algoritmos (XVI)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de flujo (II)

Smbolo Representacin Significado

Flechas o lneas de flujo Indica el sentido de

ejecucin de las acciones

Rectngulo Proceso o accin a realizar

(por ejemplo, asignacin)

Paralelogramo Representa una entrada o

salida

Rombo Representa el constructor deseleccin (decisin lgica)

Rectngulo redondeado Representa el inicio y fin del

diagrama

Crculo Se usa como conector entre

dos partes del diagrama


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Diseo de algoritmos (XVII)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de flujo (III)1. Inicio


3. NE


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Diseo de algoritmos (XVIII)

Continuacin (IV)

1. Inicio


3. NE


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Diseo de algoritmos (XIX)

Representacin grfica del algoritmo:

diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (I)

El diagrama de Nassi-Schneiderman (N-S) (tambin conocido como

diagrama de Chapin) es una tcnica de representacin grfica dealgoritmos que combina la especificacin en pseudocdigo con larepresentacin grfica del diagrama de flujo.

Cuando se usa el diagrama N-S un algoritmo es representado con unrectngulo dividido en franjas o bandas horizontales, donde cada banda

representa una accin a realizar.La especificacin de los pasos del algoritmo se hace utilizando laspalabras reservadas ya vistas en el pseudocdigo, mientras que lossmbolos utilizados en el diagrama corresponden a cada tipo deestructura de control: secuencia, seleccin, iteracin.


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Diseo de algoritmos (XX)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (II)

Begin

End

. . .

Begin

read

write

If-then-else

while-end

repeat-until

end

Representacin grfica N-S de un algoritmo Palabras reservadas

comnmente usadas en la

especificacin de las acciones

(pueden ser tambin usadasen espaol)


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Diseo de algoritmos (XXI)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (III)

Representacin de la estructura de control secuencial

Declaracin de variables

tipo : nombre_variable

Ejemplos:

entero: edad

real: edadPromedio,

pesoPromedio

caracter: sexo

cadena: deporte

Asignacin

Variable = expresion

Ejemplos:

edadPromedio = sumaEdad/N

pesoPromedio = sumaPeso/N

sexo = M

Deporte = atletismo


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Diseo de algoritmos (XXII)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IV)

Representacin de la estructura de control secuencial

Instruccin leer

leer

Ejemplos:

leeredad, peso

leerdeporte

Instruccin escribirescribir

Ejemplos:

escribiredadPromedio, pesoPromedio

escribirdeporte


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Diseo de algoritmos (XXIII)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (V)

Inicio

Escribir rea: , ar

real: b, a, ar, pe

Leer b, a

ar = b*a

pe = 2(b + a)

Escribir permetro: , pe

Fin

1. Inicio2. Leer base y altura (b, a)3. ar b*a4. pe 2*(b + a)5. Escribir rea: , ar6. Escribir Permetro: , pe

7. Fin

Diagrama N-SAlgoritmo para calcular el rea y

permetro de un rectngulo


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Diseo de algoritmos (XXIV)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VI)Representacin de la estructura de control condicional

condicin

S No

Algoritmo Diagrama N-S

si entonces

si_no

selector

otro 1 2 3 . . . nEstructura

de control

condicional

CASE


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Diseo de algoritmos (XXV)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VII)

Representacin de la estructura de control condicional

S = M

S No

CM = CM + 1 CF = CF + 1

Leer sexo de la persona (S)

SI S =M, entonces CM CM + 1

SI S = F, entonces CF CF + 1

Incrementar el contador: TP TP + 1

Algoritmo Diagrama N-S


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Diseo de algoritmos (XXVI)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (VIII)

Representacin de la estructura de control de iteracin

Representacin en el diagrama N-S

de la estructura MIENTRAS

Representacin en el diagrama N-S

de la estructura REPITE-HASTA

Mientras (condicin)

HASTA (condicin)


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Diseo de algoritmos (XXVII)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (IX)

Representacin de la estructura de control de iteracin

Representacin en el diagrama N-Sde la estructura PARA

ParaContador valor_inicial hasta valor_finalhacer


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Diseo de algoritmos (XXVIII)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (X)

start

read N

NE 0SE 0

SP 0

while NE < N

read E, PSE SE + E

SP SP + P

NE NE + 1

end while

Inicio

real: SE, SP

entero: NE

Mientras NE


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Diseo de algoritmos (XXIX)

Representacin grfica del algoritmo:diagramas de Nassi-Schneiderman (N-S) (XI)

ME = SE/N

MP = SP/NEscribir Edad promedio, ME

Escribir Peso promedio, MP

ME


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De los algoritmos a los programas

Elementos, estructura y funcionamiento de unsistema de cmputo

Lenguajes de programacin: niveles, sintaxis ysemntica

Estrategias de contruccin de programas

El f i i d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (I)

CPU

Unidad Central de Proceso

CU

Unidad de control

ALUUnidad

lgico-aritmtica

RAM

Memoria

Dispositivos

de entrada

Dispositivos

de salida

Memoria externa

(almacenamiento

permanente)

Organizacin fsica de una computadora

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (II)

Funcionamiento de una computadora (I)

La unidad central de proceso (del ingls, CPU) es el cerebro de la

computadora. La CPU dirige y controla el proceso de informacin efectuado

por la computadora, es la unidad donde se ejecutan las instrucciones de los

programas y donde se controla el funcionamiento de los distintos

componentes de la computadora. La CPU procesa informacin almacenada

en la memoria, puede recuperar informacin desde la memoria (datos o

programas) y almacenar nueva informacin o informacin procesada en la

memoria. La CPU est compuesta por dos componentes: la unidad de

control (CU) y la unidad lgico-aritmtica (ALU)

La unidad central de proceso (del ingls, CPU)

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (III)

Funcionamiento de una computadora (II)

Como su nombre lo indica, la unidad lgico-aritmtica es la encargada de

realizar operaciones artimticas y lgicas (suma, resta, multiplicacin,

divisin y comparaciones) sobre datos que provienen de la memoria

principal (RAM).

La unidad lgico-aritmtica (ALU)

La unidad de control (CU) dirige y coordina las actividades de la

computadora, determina la secuencia de operaciones a realizar, interpreta

instrucciones codificadas, controla las funciones de decodificacin,

ejecucin y almacenamiento. Esta unidad controla y sincroniza todo el

proceso que tiene lugar en la computadora.

La unidad de control (CU)

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (IV)

Funcionamiento de una computadora (III)

El papel de la memoria central (memoria RAM, Random Access Memory) esel almacenamiento de informacin: datos y programas. Para que unprograma se pueda ejecutar, debe ser almacenado en la memoria central

(carga o load del programa). Tambin los datos que sern usados por elprograma durante su ejecucin deben ser situados en la memoria. Es decir,

la memoria RAM se usa para mantener los programas mientras se estn

ejecutando y los datos mientras se estn procesando.

La memoria central (RAM)

Memoria

central

Memoria

cachProcesador

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (V)

Funcionamiento de una computadora (IV)

Los dispositivos de entrada/salida establecen la comunicacin entre la

computadora y el usuario. Los dispositivos de entrada (teclado, mouse,unidad CD-ROM, unidad DVD, escaner, cmara, etc.) permiten la

introduccin de datos y programas en la computadora para su

procesamiento. Una vez que los datos son ledos de los dispositivos de

entrada, stos son almacenados en la memoria central para su

procesamiento. Los dispositivos de salida (pantalla, impresora, etc.)

permiten representar/visualizar el resultado de la ejecucin de los

programas.

Dispositivos de entrada/salida

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (VI)

Funcionamiento de una computadora (V)

La memoria externa es un medio de almacenamiento permanente tanto para

programas como para datos. Entre los dispositivos de almacenamiento (omemorias auxiliares) ms comnmente utilizados se encuentran:

La memoria externa

El disco duro

Disquetes magnticos

Unidad CD-ROM Unidad DVD

Memoria USB

El t t t f i i t d


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Elementos, estructura y funcionamiento deun sistema de cmputo (VII)

El microprocesador

El microprocesador es un chip, un circuito integrado electrnico que esutilizado como unidad central de proceso en una computadora. Lasfunciones del microprocesador son el clculo y control computacional.

Memoria centralUnidad de

control

Unidad lgico-

aritmtica

Microprocesador

Lenguajes de programacin: niveles


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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (I)

Niveles de lenguajes de programacin (I)

Lenguajes de mquina

Lenguajesensambladores

Lenguajes de alto nivel

Lenguajes declarativos



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (II)

Niveles de lenguajes de programacin (II)

Fue el primer lenguaje utilizado en la programacin de computadoras.

Constituye la capa ms interna en los niveles de lenguaje en la

computacin. Se podra decir que el lenguaje de mquina es el nico queentiende directamente la computadora. Este lenguaje se expresa a travs

del alfabeto binario, el cual consta solo de los smbolos 0 y 1. El lenguaje de

mquina es dependiente de la computadora.

Lenguajes de mquina

El lenguaje ensamblador es una representacin simblica del lenguaje de

mquina asociado. Es decir, cada computadora tiene un lenguaje

ensamblador propio. El lenguaje ensamblador usa palabras nemotcnicas

para representar cada instruccin (cadenas de bits) del lenguaje de

mquina asociado.

Lenguajes ensambladores



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (III)

Niveles de lenguajes de programacin (III)Constituyen los lenguajes de programacin ms utilizados. Son lenguajes

independientes de la computadora. Un programa escrito en lenguaje de alto

nivel puede ser ejecutado en cualquier computadora, siempre que sta

disponga del traductor o compilador del lenguaje en cuestin. Los

programas pueden ser escritos y comprendidos de una forma ms sencilla,

dada la aproximacin de estos lenguajes con el lenguaje natural. Se

caracterizan por proporcionar libreras de uso frecuente (entrada/salida,

funciones matemticas, manejo de cadenas, etc.). Ejemplos de estos

lenguajes son: Pascal, Fortran, C, C++, Java, Ada, Lisp y Prolog.

Lenguajes de alto nivel

Son aquellos lenguajes en los que se indica a la computadora qu es lo que

debe hacer, qu es lo que se desea obtener o qu es lo que se est

buscando. Son comnmente lenguajes de rdenes, donde se expresa lo

que hay que hacer en lugar de cmo hacerlo. Ejemplos de lenguajes

declarativos son SQL y Prolog.

Lenguajes declarativos



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (IV)

Lenguaje de programacin =Lxico + Sintaxis + Semntica



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (V)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (I)

Lxico

Sintaxis Semntica

Gestin de memoria

Manejo de excepciones

Implementacin

Pragmtica



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (VI)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (II)

Lxico

Es el conjunto de categoras gramaticales que definen el vocabulario dellenguaje de programacin. Comnmente, el lxico de un lenguaje deprogramacin posee las siguientes categoras gramaticales:

Identifier(nombre de variables, nombre de constantes, nombre defunciones, etc.)

Literal(nmeros enteros y decimales)

Operator(+, -, *, /. etc.) Separator(; . , etc.) Keyword(while, read, write, if, for, case, int, real, etc.)



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (VII)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (III)

La sintaxis de un lenguaje de programacin es la definicin gramatical delo que constituye un programa en dicho lenguaje. La sintaxis se especificaen trminos de un conjunto de reglas que rigen la construccin de losprogramas. La definicin de la sintaxis de un lenguaje de programacindebe ser clara, concisa y formal. La sintaxis del lenguaje de programacin

se describe a partir de otros lenguajes, llamados metalenguajes. Uno delos metalenguajes ms difundidos es el formalismo BNF (Backus-NaurForm), una gramtica libre de contexto.

Sintaxis



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (VIII)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (IV)

Se refiere al significado de los programas. Es el conjunto de reglas quepermiten determinar el significado de cualquier construccin del lenguaje.La semntica asocia un significado a cada posible construccin gramaticaldel lenguaje.

Semntica

La gestin de memoria se refiere al proceso de asignar valores a lamemoria, considerando tanto las caractersticas estticas como dinmicasde dichos valores. Los valores pueden ser asignados a una de trescategoras de memoria: memoria esttica, la pila en tiempo de ejecucin yel montculo.

Gestin de memoria



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (IX)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (V)

Una excepcin es una condicin detectada por una operacin la cual no sepuede resolver en el contexto de la operacin. Dos procesos bsicos seasocian al manejo de excepciones: (1) lanzamiento de la excepcin y (2)captura de la excepcin. El lanzamiento de una excepcin es sealar quese ha producido una excepcin, mientras que la captura de la excepcinconsiste en proporcionar una forma de manipular dicha excepcin,

transfirindose el control del programa al manipulador de la excepcin.

Manejo de excepciones



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Lenguajes de programacin: niveles,sintaxis y semntica (X)

Aspectos a considerar en el diseo e implementacin de loslenguajes de programacin (VI)

Cmo se ejecutan los programas.

Implementacin

Se refiere a los aspectos prcticos del uso de los programas.

Pragmtica

Lenguajes de programacin: niveles sintaxis


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Lenguajes de programacin: niveles, sintaxisy semntica (XI)

Contexto en elque se ubicanlos lenguajes de

programacin

Lenguaje natural

Aplicacin

Lenguaje de programacin

Compilador/Intrprete

Mquina virtualSistema operativo

Lenguaje

de mquina

Lenguajes de programacin: traductores de


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Lenguajes de programacin: traductores delenguajes (I)

Traductores de

lenguaje

Intrpretes Compiladores

Un traductor de lenguaje es un programa que traduce a cdigo demquina un programa fuente escrito en un lenguaje de alto nivel.



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Lenguajes de programacin: traductores delenguajes (II)

Intrpretes

Un intrprete es un traductor que recibe como entrada un programa fuente,lo traduce y lo ejecuta. Un intrprete traduce y ejecuta una instruccin en

cdigo fuente, a la vez. Los programas interpretados generalmente sonms lentos en ejecucin que los programas compilados.

Programa fuente IntrpreteTraduccin y

ejecucin lnea

a lnea



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Lenguajes de programacin: traductores delenguajes (III)

Compiladores

Un compilador traduce un programa fuente escrito en lenguaje de altonivel al lenguaje de mquina de la computadora. El programa traducido a

lenguaje de mquina es almacenado como cdigo objeto.

Programa fuente Compilador Programa objeto



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Lenguajes de programacin: traductores delenguajes (IV)

Fases de la compilacin de un programa

Programa

fuente CompiladorPrograma

objeto Linker

Programa

ejecutable

en lenguajede mquina

Analizador

lxico

Analizador

sintctico

Analizador

semntico

Generador

de cdigo

intermedio

Optimizador

de cdigo

Generador

de cdigo

objeto


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Paradigmas de programacin (I)

Programacin imperativa Programacin funcional

Programacin lgica Programacin orientada a objetos Programacin concurrente Programacin guiada por eventos


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Paradigmas de programacin (II)

El programa se define como una serie de acciones o pasos, cada uno delos cuales recibe una entrada, ejecuta un clculo, o produce comoresultado una salida. La programacin imperativa se basa en la asignacin

de valores, en la utilizacin de variables para almacenar valores y en larealizacin de operaciones con estos valores almacenados. Ejemplos delenguajes de programacin imperativa son los lenguajes de alto nivel(Fortran, C, Pascal, etc.) y los lenguajes ensambladores.

Programacin imperativa

Los programas estn formados por una coleccin de definiciones defunciones. Las funciones interactan entre s utilizando condicionales,recursividad y composicin funcional. Ejemplos de lenguajes deprogramacin funcional son Lisp y Scheme.

Programacin funcional


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Paradigmas de programacin (III)

Un lenguaje de programacin lgica es un tipo de lenguaje declarativo, enel cual el programa est formado por un conjunto de declaraciones lgicas(predicados, hechos). La ejecucin de un programa consiste en aplicar

estas declaraciones para obtener todas las soluciones posibles a unproblema. El ejemplo clsico de lenguaje de programacin lgica esProlog.

Programacin lgica

El programa es una coleccin de objetos que interactan entre s a travsdel paso de mensajes, los cuales comnmente transforman el estado delos objetos. Ejemplos de lenguajes orientados a objetos son Smalltalk,C++, Eiffel y Java.

Programacin orientada a objetos


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Paradigmas de programacin (IV)

La programacin se basa en la ejecucin simultnea de procesos, ya seaen una misma computadora con uno o varios procesadores, que en uncluster de computadoras. El programa se define como una coleccin de

procesos cooperativos y asncronos. Ejemplos de lenguajes concurrentesson Linda y Fortran de alto rendimiento.

Programacin concurrente

El programa responde a eventos externos generados en un orden nopredecible. Los eventos comnmente se generan a partir de acciones delusuario en la pantalla (por ejemplo, clics del mouse o pulsaciones deteclas), pudiendo existir tambin otras fuentes generadoras de eventos.Ejemplos de lenguajes de programacin guida por eventos son VisualBasic y Java.

Programacin guiada por eventos

Estrategias de construccin de


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s a eg as de co s ucc deprogramas (I)

Fases de construccin de un programa

Descripcin

y anlisis del

problema

Diseo del

algoritmo

Codificacin

del programa

Ejecucin del

programa

Validacin del

programa



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gprogramas (II)

Programacin modular (I)La filosofa subyacente de la programacin modular es la descomposicindel programa en mdulos independientes, cada uno de los cuales ejecutauna nica actividad o funcin. Cada mdulo se analiza, se disea, se

codifica y se verifica por separado. El programa es una jerarqua demdulos, con un mdulo principal (tambin llamado programa principal) conuna funcin de controlador. El mdulo principal transfiere el control a losmdulos inmediatamente subordinados (o subprogramas), de modo questos puedan ejecutar sus funciones. Una vz que el mdulo subordinadohaya completado su tarea, devolver nuevamente el control al mdulocontrolador.

La descomposicin de un mdulo en submdulos contina hasta que sellegue a un punto en que el mdulo resultante tenga slo una tareaespecfica que ejecutar (lectura, salida de resultados, procesamiento de

datos o control de otros mdulos).



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gprogramas (III)

Programacin modular (II)

. . .

Mdulo

principal

Mdulo 1 Mdulo 2 Mdulo 3 Mdulo N

Mdulo 12 Mdulo 31 Mdulo 32 Mdulo N1 Mdulo N2Mdulo 11

Mdulo 311 Mdulo 312



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gprogramas (IV)

Programacin modular (III)

Ejemplo de descomposicin de un programa en mdulos:programa para el clculo de estadsticas descriptivas

Clculo de

estadsticas

Lectura de

datos

Clculo de

medidas de

tendencia

central

Clculo de

medidas de

dispersin

Generacin de

tablas

resumen

Generacin de

grficos



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gprogramas (V)

Programacin estructurada (programacin sin goto)La programacin estructurada es un conjunto de tcnicas queincorporan:

Diseo modular

Diseo descendente (top-down)

Estructuras de control bsico:

Desarrolla software utilizando programación estructurada

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