PDF de programación - 1. Resolucion de problemas con computadoras - Fundamentos de Programación I

Fundamentos de Programación I

1. Resolución de problemas con
computadoras

Luis Rodríguez Baena ([email protected])

Universidad Pontificia de Salamanca
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Introducción al procesamiento de la
información

 Computadora = Sistema de procesamiento de la información.

● Procesar datos de entrada para obtener una salida.

Datos

Entrada de

datos

Ordenador

Proceso
(programa)

Información

Salida de
información

 Un sistema informático estará formado por:

● Hardware

 Parte física del sistema

• “Conjunto de los componentes que integran la parte material de un ordenador”

● Software:

 Suministra a la parte física las operaciones que debe realizar el sistema.

• “Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar

ciertas tareas en una computadora”

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Hardware

Para poder realizar las instrucciones

suministradas por el software, una computadora
necesita cumplir las siguientes funciones:
● Proporcionar datos de entrada.
● Devolver datos de salida.
● Almacenar los datos suministrados o generados por el

sistema.

● Ejecutar operaciones aritméticas y lógicas sobre los

datos.

● Controlar y dirigir las operaciones que se realizan en

él.

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Hardware (II)

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Hardware (III)

 El procesador (CPU).

● Ejecuta y controla las operaciones que se realizan en el

ordenador.
 Solo puede realizar acciones muy simples (sumar, comparar,

mover datos), pero a gran velocidad.

● Gestiona la entrada de información al sistema desde los
dispositivos de entrada, o el almacenamiento secundario,
almacena la información en la memoria principal, la procesa
y la envía al almacenamiento secundario o a los dispositivos
de salida.

● Dos partes principales:

 Unidad de control.

○ Coordina las operaciones.
 Unidad aritmética y lógica.

○ Realiza las operaciones de procesamiento básicas.

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Hardware (IV)

 Dispositivos de entrada y salida.

● ¿De donde viene la información con la que trabaja un programa?

 Puede partir de otros programas u otros sistemas informáticos.
 Puede ser proporcionada por el usuario del sistema mediante los

dispositivos de entrada.

● Independientemente de la forma de proporcionar los datos (por

teclado, mediante un ratón, por un escáner, por voz, por
gestos…) el mecanismo es similar.
 Cuando la CPU solicita información externa (lectura) se transforman los

estímulos de los dispositivos en un formato binario que pueda ser
interpretado por la CPU y almacenado en la memoria central.

● Los datos procesados puede que necesiten ser interpretados por

un humano.
 El proceso de salida se realiza de forma similar, pero inversa, al de

entrada:
○ La información, en formato binario, se transforma a estímulos sensoriales

(imagen impresa o en la pantalla, sonido, movimiento, etc.).

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Hardware (V)

 Memoria central.

● Existen distintos lugares donde almacenar información:

memoria ROM, memoria caché del procesador, registros del
procesador, almacenamiento temporal de dispositivos
externos (unidades de disco, CD o DVD, tarjetas gráficas).

● Memoria central: memoria RAM.

 Memoria de gran capacidad que permite el acceso directo a los

datos a una velocidad razonablemente rápida.

 Almacena tanto los programas que se están ejecutando, como los

que éstos utilizan.

 Memoria volátil donde se guarda información temporal.
 Compuesta de celdas o palabras de compuestas por un número

de bits que depende del procesador.
○ Cada vez que la CPU manda una orden de lectura o escritura en

memoria de lee o escribe una palabra.

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Hardware (VI)

 Almacenamiento secundario.

● Inconvenientes de la memoria central:

 Capacidad limitada.
 Carácter volátil de la información.

● Necesidad de mecanismos que permitan almacenar grandes

volúmenes de información de forma permanente.

● Normalmente se trata de soportes magnéticos u ópticos.
● La información se organiza en forma de archivos con

información relacionada.
 Archivos de texto, bases de datos, gráficos, vídeos, programas de

ordenador.

 Esos archivos se transferirán total o parcialmente hacia o desde la

memoria central.

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Software

 Cualquier componente lógico de un sistema informático

(programas, manuales, sistemas de ayuda, etc.).

 En general hace referencia a los programas informáticos.
 El ordenador es una herramienta multipropósito.

● Es lo suficientemente flexible para poder hacer cualquier cosa.
● El software (los programas) determinarán las tareas que deben

hacer los componentes del sistema.

 Un programa es el conjunto de sentencias o

instrucciones que se suministran a la computadora (el
hardware) para que realice una función.
● Esas sentencias se describen en el programa mediante un

lenguaje de programación.

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Fases en la resolución de problemas
mediante ordenadores

 La ingeniería de software propone una serie de fases que habrá que

seguir para el desarrollo de un programa informático.

Ingeniería de

sistemas

Análisis de
requisitos

Diseño

Codificación

Pruebas

Mantenimiento

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Fases en la resolución de problemas
mediante ordenadores (II)

 Ingeniería y análisis del sistema.

● El software siempre es parte de un sistema mayor.

 Se considera el sistema en su totalidad.

● El desarrollo de software comenzará estudiando todos los
requisitos de todos los elementos del sistema (sean o no
informáticos).

● A partir de éstos se asignará un subconjunto al software.

 Análisis de requisitos del software.

● Estudia los requisitos necesarios para cumplir la

funcionalidad del problema.

● Se realiza junto con el cliente y determina las características

básicas que debe cumplir.

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Fases en la resolución de problemas
mediante ordenadores (III)

 Diseño.

● Una vez se conocen los requisitos se estudiarán las partes constitutivas del

programa.
 Estructuras de datos necesarias.

 Arquitectura del software.

y las relaciones entre ellos.

 Detalle procedimiental.

○ Diseñar la información necesaria para resolver el problema.

○ Diseñar los distintos componentes software necesarios (módulos) para resolver el problema

○ Diseñar los algoritmos de cada uno de esos componentes.

 Codificación.

 Pruebas.

 Mantenimiento.

● Transcripción de los resultados del diseño a un lenguaje de programación.

● Diseñar un conjunto de datos y tareas a realizar para probar la aplicación

antes de entrar en la fase de producción.

● Modificaciones que debe sufrir la aplicación…
 Bien por errores detectados en la fase de producción.
 Bien por nuevas necesidades de los clientes o cambios en los procesos productivos.

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Fases en la resolución de problemas:
Modelo de desarrollo resumido

 Modelo de desarrollo resumido.

● Análisis del problema.

 Comprender la idea general de lo que debe hacer el problema.
 Definir el problema indicando los resultados que se quieren obtener (datos de salida) y

los datos que disponemos (datos de entrada).

● Diseño del algoritmo

resultados.

 Proceso detallado de los pasos que hay que dar para convertir los datos de entrada en

● Implementación y pruebas.

 Traducción del algoritmo a un lenguaje de programación.
 Verificación del buen funcionamiento del sistema.

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Análisis del problema

 Definición de las tareas que debemos resolver.
 Un análisis simplificado del problema debería responder

a estas preguntas.
● ¿Qué queremos obtener?

 Especificación de los datos de salida.
 Es interesante también delimitar el formato o tipo de esos datos.

○ ¿datos numéricos? ¿una fecha? ¿una secuencia de caracteres?

● ¿De qué datos disponemos?

 Especificación de los datos de salida.
 También se debería delimitar su formato.

● ¿Cómo se convierten los datos de entrada en datos de salida?
 Una idea general de cómo procesar los datos de entrada para convertirlos en

salida.

 Ayudará a definir el futuro algoritmo del problema.
 Permitirá detectar carencias iniciales, como la ausencia de información relevante

para el proceso.

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Análisis del problema (II)

Ejemplo 1.1

● Se desea realizar un programa que permita multiplicar

dos números enteros positivos sin utilizar la
multiplicación.
 Datos de salida: El producto de los dos números que será también

un número entero positivo.

 Datos de entrada: Dos números. Se supone que se trata de dos

enteros positivos, aunque no se va a comprobar. En caso contrario el
programa no funcionaría.

 Proceso: Se deberá acumular el primero de los números de entrada

tantas veces como indique el segundo.