Programación: Lenguajes, Algoritmos y Estructuras de Datos

Introducción a la Programación

Los programas son una serie o secuencia de instrucciones entendibles por los ordenadores que permiten la realización de las acciones o tareas para las que han sido creadas. Los programas se escriben en código fuente y el ordenador solo puede interpretar el lenguaje máquina, por lo que el código fuente debe ser traducido a este lenguaje mediante compiladores.

Tipos de Lenguajes de Programación

• Lenguaje máquina: Es el que entiende el ordenador. Utiliza el alfabeto binario. Cualquier cosa que queramos que realice el ordenador debe ir escrito con este código.
• Lenguajes de bajo nivel: Más fáciles de utilizar que el anterior. Dependen mucho del ordenador.
  • Lenguaje ensamblador: Primer lenguaje de programación que trató de sustituir el lenguaje máquina por uno más parecido al de los seres humanos. Nemotécnicos: instrucciones en lenguaje ensamblador.
• Lenguajes de alto nivel: Diseñados para que los programadores escriban y entiendan instrucciones lo más parecidas al lenguaje humano.

Evolución de los Lenguajes de Programación

• Lenguajes de 1ª generación (1GL): Uso del lenguaje máquina puesto que el software se desarrollaba antes que el hardware.
• Lenguajes de 2ª generación (2GL): Se introduce el lenguaje ensamblador.
• Lenguajes de 3ª generación (3GL): Nace el lenguaje de alto nivel (FORTRAN). Surge también el lenguaje C.
• Lenguajes de 4ª generación (4GL): Derivados de los anteriores, incluyen herramientas de más alto nivel. Orientados a propósitos específicos, dependen de cada aplicación. Representante: SQL. También se incluyen en esta generación los lenguajes de programación orientados a objetos.
• Lenguajes de 5ª generación (o I.A): Se trabaja en ellos para que los ordenadores sean capaces de realizar un propósito mediante técnicas de reglas, reutilización, aprendizaje, etc.

Tipos de Programación

• Programación modular: Varias secciones que interactúan entre sí a través de llamadas a procedimientos.
• Programación estructurada: Proceso lineal y sencillo que se apoya en estructuras secuenciales, selectivas y repetitivas.
• Programación orientada a objetos: Usa objetos y sus interacciones para diseñar aplicaciones.

Creación de un Programa

Los programas están constituidos por un conjunto de sentencias que se procesan en una determinada secuencia y conforman órdenes capaces de manipular una serie de datos con el fin de obtener un determinado resultado. Las órdenes o instrucciones se clasifican en:

• Entrada de datos: Instrucciones que recogen datos de un dispositivo o periférico que se almacenan para su proceso posterior.
• Proceso o algoritmo: Se escriben las instrucciones encargadas de procesar datos recogidos en la sección anterior, dependiendo de la finalidad del programa. Los datos obtenidos se almacenan de nuevo.
• Salida de datos o resultado: Instrucciones que toman los resultados obtenidos en la etapa anterior, que se envían a los dispositivos de salida de la información (pantalla).

Las instrucciones son informaciones reconocidas por el lenguaje de programación que indican al ordenador una acción elemental que debe realizar. Las instrucciones forman parte de una sentencia.

Fases del Proceso de Programación

1. Definición y análisis del problema
2. Diseño del algoritmo
3. Codificación del programa (obtenemos el código fuente)
4. Compilación (obtenemos el código objeto)
5. Depuración de errores y verificación del programa
6. Explotación (documentación y mantenimiento)

Algoritmos

Sucesión de pasos que se deben realizar para la resolución de un problema. Es un método gráfico de resolución de problemas. Los más utilizados son los diagramas de flujo u organigramas.

Tipos de Datos

Los datos de un programa son los elementos que constituyen unidades de tratamiento de la información que se tiene que procesar. Para que esta información sea correctamente manipulada, los programas deben definir las estructuras de datos conforme a un identificador, un tipo y un valor.

• Identificador: Nombre que le damos a un dato del programa para poder hacer referencia a él.
• Tipo: Establece la naturaleza y el rango de valores que puede almacenar.
• Valor: Contenido del dato respecto al tipo definido. Pueden ser numéricos, booleanos, cadenas, punteros, tablas, listas, árboles o ficheros de bases de datos. Los datos pueden ser constantes (su valor no cambia) o variables (su valor puede cambiar a lo largo de la ejecución).

Operadores

Símbolos que permiten conectar o relacionar datos entre sí, para facilitar la realización de las operaciones.

Programación Estructurada

Los lenguajes estructurados son aquellos en los que las sentencias incluidas en el código se ejecutan de forma lineal y sencilla (una detrás de otra) a partir de un punto de entrada (inicio) y otro de salida (final). Todo programa se puede escribir siguiendo únicamente tres tipos de estructuras de control:

• Secuenciales: Bloque de instrucciones sucesivas que se ejecutan de forma ordenada y seguida.
• Condicionales o selectivas: Instrucciones que permiten establecer condiciones. Dependiendo de si se cumplen o no, se ejecutan otras instrucciones. Pueden ser simples o múltiples dependiendo de las respuestas que tenga la condición.
• Repetitivas o de iteración: Instrucciones que se repiten de forma limitada hasta que se cumple una condición.