PDF de programación - Bloque 1. Conceptos y técnicas básicas en programación

Bloque 1. Conceptos y técnicas básicas
en programación
1. Introducción
2. Datos y expresiones. Especificación de algoritmos
3. Estructuras algorítmicas básicas
4. Iteración y recursión
5. Iteración y recursión sobre secuencias
6. Iteración y recursión sobre tablas

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DE CANTABRIA

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS,
ESTADÍSTICA Y COMPUTACIÓN
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© Michael González Harbour y José Luis Montaña

30/sept/09

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Notas:

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1. Introducción

• Programas, y lenguajes. Necesidad de la programación modular. Ciclo de vida de los programas.

Concepto de algoritmo. Noción de proceso. Variables. Estado de un programa.

2. Datos y expresiones. Especificación de algoritmos

3. Estructuras algorítmicas básicas

4. Iteración y recursión

5. Iteración y recursión sobre secuencias

6. Iteración y recursión sobre tablas

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Programas y lenguajes
Un programa es un conjunto completo de instrucciones que el
computador es capaz de ejecutar con el fin de tratar información
Se escribe en un lenguaje que el computador entienda
• lenguaje de programación
• generalmente es necesario un proceso de traducción

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automática (compilación)

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Necesidad de la programación modular
Los programas pueden llegar a ser muy complejos y para poder
gestionar esta complejidad se dividen en módulos
• independientes entre sí
• llamados clases en Java
Un módulo de programa contiene datos y operaciones para
manipular datos
Cada una de esas operaciones representa un algoritmo

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El ciclo de vida de un programa

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Requerimientos

Informales

Documento de
Requerimientos

Documento de
Especificaciones

Arquitectura
del Programa

Análisis de

Requerimientos

Análisis de

Especificaciones

Diseño de la
Arquitectura

Integración y
pruebas de

sistema

Pruebas
de módulo

Codificación

Diseño
Detallado

Programa

final

Módulos de
Programa
Probados

Módulos de
Programa

Diseño de cada

Módulo (pseudocódigo)

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Coste de los sistemas informáticos
La mayor parte del gasto en sist. informáticos es el software
Los errores software tienen un alto coste: efecto y corrección

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100

80

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40

20

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Hardware

Software

0
1955

1970

Año

1995

100

40

16

6.3

2.5

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Ana Dis

Cod

Int

Pru Man

Etapa en que se detecta el error

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Distribución del Esfuerzo de
desarrollo

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análisis y diseño

codificación

pruebas e
integración

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Concepto de algoritmo
Un algoritmo es:
• una secuencia finita de instrucciones,
• cada una de ellas con un claro significado,
• que puede ser realizada con un esfuerzo finito
• y en un tiempo finito
El algoritmo se diseña en la etapa de diseño detallado y se
corresponde habitualmente con el nivel de operación o método
Los programas se componen habitualmente de muchas clases
que contienen algoritmos, junto con datos utilizados por ellos
• los datos y algoritmos relacionados entre sí se encapsulan en la

misma clase

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Noción de proceso
Un proceso es la acción de ejecutar las instrucciones de un
programa
Se manifiesta por una sucesión de cambios de estado en la
memoria y en el entorno del computador
• es decir, cambios en la información almacenada en el

computador y su entorno

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Variables y estado de un programa
La información que maneja un programa se almacena en unidades
llamadas variables
• almacenan un valor
• de un determinado tipo
• se identifican por un nombre
El estado de un programa en un momento dado es el valor de las
variables en ese instante

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Ejemplo del estado de un programa
Programa que intenta mantener una habitación a una temperatura
deseada (± 0.5 grados)
• dispone de un radiador que se puede encender y apagar,
• y un termómetro
Variables:
• tempDeseada: magnitud real (ºC)
• tempAmbiente: magnitud real (ºC)
• estadoRadiador: encendido o apagado
Estado del programa
• valor de tempDeseada, tempAmbiente, y estadoRadiador en
cada instante

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Ejemplo (cont.)
Algoritmo
Repetir continuamente lo siguiente
si hace frío encender el radiador
si hace calor apagar el radiador
esperar un rato
frepetir
El algoritmo se repite continuamente (hasta que el usuario apague
el sistema)
Ahora debemos refinar este algoritmo para expresarlo en términos
de las variables del sistema

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Ejemplo (cont.)
Algoritmo refinado
Repetir continuamente lo siguiente
si tempAmbiente<tempDeseada-0.5 entonces
// hace frío
estadoRadiador:=encendido
fsi
si tempAmbiente>tempDeseada+0.5 entonces
// hace calor
estadoRadiador:=apagado
fsi
esperar 1 minuto
frepetir
Observar que si no hace ni frío ni calor el radiador se queda como
estaba

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A observar
Hemos descrito el algoritmo mediante la técnica llamada
pseudocódigo, que tiene
• instrucciones de control presentes en todos los lenguajes
si condición entonces
hacer cosas
fsi
• obsérvese el uso del sangrado para determinar el ámbito de

aplicación de cada instrucción de control

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• cálculos
• acciones expresadas sin el formalismo de los lenguajes
El propósito es que el pseudocódigo refinado sea sencillo, y
directamente traducible a código en cualquier lenguaje

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Traza del proceso
Podemos observar los diferentes estados del sistema, por ejemplo
al inicio del algoritmo
tempDeseada

tempAmbiente

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23.0
23.0
23.0
23.0
23.0
23.0
24.0
24.0

21.4
22.1
22.8
23.4
24.1
23.8
23.3
24.2

estadoRadiador
apagado
encendido
encendido
encendido
encendido
apagado
apagado
encendido

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