Conceptos Básicos de Programación y Ciclo de Vida del Software

¿En qué consiste escribir un programa?

Escribir un programa consiste en crear una serie de instrucciones para que una máquina realice tareas específicas.

Traductor

Un traductor transforma las instrucciones de un lenguaje de programación en órdenes que la computadora puede entender y ejecutar.

Fortran y Cobol

• Fortran (Formula Translator) fue diseñado para que los científicos pudieran escribir programas para cálculos de gran complejidad.
• Cobol (Common Business-Oriented Language) es un lenguaje común orientado a negocios.

Paradigmas de Programación

Los paradigmas surgen de las diferentes formas de ver y pensar un programa antes de escribirlo. Pueden ser:

• Programación imperativa: incluye la programación estructurada y la orientada a objetos.
• Programación declarativa: incluye la programación funcional y la lógica.

Tipos de Programación

• Programación estructurada: sigue una estructura definida. Ejemplos: Pascal, C.

• Programación orientada a objetos: usa objetos y sus interacciones para diseñar aplicaciones y programas informáticos. Ejemplo: C++.

• Programación funcional: emplea expresiones funcionales para combinar valores básicos y obtener los resultados deseados. Ejemplo: SQL.

• Programación lógica: se basa en el cálculo de predicados para obtener resultados a partir de hechos básicos y reglas de inferencia.

Pseudocódigo

El pseudocódigo tiene como objetivo principal representar la solución a un algoritmo de la forma más detallada posible, y lo más parecida posible al lenguaje que se utilizará posteriormente. No sigue reglas estrictas de gramática ni de sintaxis.

Entornos de Programación

Un entorno de programación proporciona las herramientas básicas para realizar un programa, como un compilador o un editor de textos. Existen entornos de programación que, además, corrigen la sintaxis.

Compilador

Un compilador traduce el código fuente a un archivo ejecutable (por ejemplo, un archivo .exe). Se diferencia principalmente del intérprete en que compila todo el programa completo. En cambio, el intérprete compila las líneas de código paso a paso y luego las ejecuta.

Lenguajes de Programación

• Lenguajes de alto nivel: son más fáciles de programar, ya que utilizan palabras que se entienden fácilmente. Sin embargo, estas palabras no son entendidas directamente por el microprocesador, por lo que se necesita un compilador o intérprete. Ejemplos: C, Pascal.

• Lenguajes de bajo nivel: son aquellos que el microprocesador entiende, pero son mucho más difíciles de programar. Ejemplo: lenguaje máquina.

Componentes del Código

• Código fuente: es el código escrito por el programador.

• Código objeto: es el código fuente después de ser compilado.

• Linker: se encarga de vincular el código objeto con las librerías externas al programa.

• Código ejecutable: es el código objeto después de ser vinculado por el linker.

• Librería: son códigos ya escritos que pueden ser utilizados por diferentes programas. La ventaja que ofrecen es que evitan tener que escribir dicho código en un programa y, además, pueden ser utilizados las veces que sean necesarias, aliviando así la tarea del programador.

Ciclo de Vida del Software

1. Etapas de Análisis y Diseño

• Análisis: estudio detallado del problema con el fin de obtener una serie de documentos. Consta de: análisis previo, funcional y orgánico.

• Programación: consiste en la solución del problema planteado. Se utiliza pseudocódigo.

• Codificación: escritura en un lenguaje de programación de alto nivel de los algoritmos obtenidos en las etapas anteriores.

2. Etapa de Implantación y Explotación

• Compilación: consiste en obtener el programa objeto, codificado en lenguaje máquina, a partir del programa fuente.

• Enlace: se incluyen las librerías del lenguaje al programa. Si tiene varios módulos, estos se enlazan y se obtiene un programa ejecutable.

• Prueba de ejecución: el programa ejecutable obtenido en la etapa anterior se somete a un conjunto de datos de prueba para detectar posibles errores en su funcionamiento.

• Explotación y mantenimiento: después de todos los pasos, la aplicación queda a disposición del usuario hasta que decida cambiarla o abandonarla.

Documentación del Software

• Documentación interna: es el contenido del propio programa fuente. Debe incluir los comentarios explicativos suficientes que posibiliten su comprensión y actualización. También debe utilizar un código autodocumentado.

• Documentación externa: la forman el resto de los documentos que se acompañan con el programa sin formar parte de él. Entre ellos están: especificaciones de análisis, descripción del diseño y descripción de las versiones.

Ejemplos de Lenguajes de Programación

• Lenguajes imperativos: Cobol, Pascal, C.
• Lenguajes declarativos: LISP, PROLOG.
• Lenguajes orientados a objetos: Smalltalk, C++.

Características de los Lenguajes de Programación

Lenguaje Máquina

• Es entendible por la máquina.
• Utiliza enteramente números binarios.
• Es normal la sustitución de los números binarios por hexadecimales.
• Es específico de cada procesador.

Lenguajes de Alto Nivel

• Son desarrollados y pueden funcionar en equipos diferentes.
• Necesitan pasar por un paso de traducción.
• Se aproximan al lenguaje natural.
• Son estructurados, es decir, siguen instrucciones.

Tipos de Errores en Programación

• Errores de compilación: son errores que ocurren al escribir el programa.

• Errores de ejecución: se producen durante la ejecución de un programa, a partir de los datos que se ingresan.

• Errores de lógica: se producen si el programa muestra resultados incorrectos.

• Errores de especificación: suelen ocurrir por el mal entendimiento del objetivo del programa.