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Introduccion a los lenguajes de programacion

1. LENGUAJE DE PROGRAMACION
TEMA: Introducción a los Lenguajes
de Programación
UNIDAD DIDÁCTICA:
CONTENIDO TEMÁTICO –01

2. Temas
1.La computadora. Estructura del computador
2.Representacióndelainformación
3.Loslenguajesdeprogramación
4.Tiposdelenguajesdeprogramación
5.Compiladoreseinterpretes

3. 1. La computadora
Unacomputadoraesundispositivoelectrónico,utilizadoparaprocesar
informaciónyobtenerresultados,capazdeejecutarcálculosytomar
decisionesavelocidadesmillonesocientosdemillonesmásrápidasque
puedanhacerlolossereshumanos.Enelsentidomássimpleuna
computadoraes“undispositivo”pararealizarcálculos.
Hardware:Componentesqueintegranlapartematerialdeuna
computadora
Software:Programas,instruccionesyreglasinformáticasparaejecutar
tareasenunacomputadora
Programar:Indicaralacomputadoraquéesloquetienequehacer
Programa:Secuenciadeinstruccionesqueentiendelacomputadorapara
resolverunproblema.

4. …
Estructuradelcomputador
Losdoscomponentesprincipalesdeunacomputadorason:hardwarey
software.Hardwareeselequipofísicoolosdispositivosasociadosconuna
computadora.Elconjuntodeinstruccionesqueindicanalacomputadora
aquelloquedebenhacersedenominasoftwareoprogramas.
Unacomputadoraconstafundamentalmentedecincocomponentes
principales:
•Dispositivosdeentrada
•Dispositivosdesalida
•Unidadcentraldeprocesooprocesador(CPU:compuestodeALUyUC-
UnidaddeControl);
•Lamemoriaprincipalocentral
•Lamemoriasecundariaoexternayelprograma.

5. …
Organizaciónfísicadeuncomputadora

6. …
Unidadesdemedidadememoria
Lamemoriacentralconstadeunconjuntodeceldasdememoria(estasceldas
oposicionesdememoriasedenominantambiénpalabras,aunqueno
“guardan”analogíaconlaspalabrasdellenguaje).Cadapalabrapuedeserun
grupode8bits,16bits,32bitsoincluso64bits,enlascomputadorasmás
modernasypotentes.Silapalabraesde8bitsseconocecomobyte.Elbit
(dígitobinario)eslaunidaddeinformaciónmáspequeñaquepuedetrataruna
computadora.Eltérminobyteesmuyutilizadoenlajergainformáticay,
normalmente,laspalabrasde16bitssesuelenconocercomopalabrasde2
bytes,ylaspalabrasde32bitscomopalabrasde4bytes.

7. …
Unidadesdemedidadememoria
(*)Laaplicacióndeestosprefijosrepresentaunmalusodelaterminologíade
medidas,yaqueenotroscamposlasreferenciasalasunidadessonpotenciasde10,
peroeninformáticaseutilizapotenciasde2.

8. …
Espaciodedireccionamiento
Parateneraccesoaunapalabraenla
memoriasenecesitaunidentificador
queaniveldehardwareseleconoce
comodirección.Existendosconceptos
importantesasociadosacadaceldao
posicióndememoria:sudirecciónysu
contenido.Cadaceldaobytetiene
asociadaunaúnicadirecciónqueindica
suposiciónrelativaenmemoriay
mediantelacualsepuedeaccederala
posiciónparaalmacenarorecuperar
información.Lainformaciónalmacenada
enunaposicióndememoriaessu
contenido.Elcontenidodeestas
direccionesoposicionesdememoriase
llamanpalabras(puedenserde8,16,32
y64bits)

9. 2. Representación de la información
Representacióndetextos:Lainformaciónenformatodetextoserepresenta
medianteuncódigo(EBCDIC,ASCII,Unicode)enelquecadaunodelosdistintos
símbolosdeltextoseasignanaunúnicopatróndebits.Loscaracteresquese
utilizanencomputaciónsuelenagruparseencincocategorías:

10. …
Representacióndevaloresnuméricos:Veamosestasituaciónconla
codificacióndelnúmero65;sisealmacenacomocaracteresASCIIutilizando
unbyteporsímbolo,senecesitauntotalde16bits,demodoqueelnúmero
mayorquesepodíaalmacenaren16bits(dosbytes)sería99.Sinembargo,
siutilizamosnotaciónbinariaparaalmacenarenteros,elrangopuedeirde0
a65.535(2^16–1)paranúmerosde16bits.Porconsiguiente,lanotación
binaria(ovariantesdeellas)eslamásutilizadaparaelalmacenamientode
datosnuméricoscodificados.
Elmétodoprácticorealizadoporlacomputadoraesqueunavezdefinidos
losdatosnuméricosdeunprograma,unarutina(funcióninterna)dela
bibliotecadelcompilador(traductor)dellenguajedeprogramaciónse
encargadetransformarlacadenadecaracteresquerepresentaelnúmero
ensunotaciónbinaria.Existendosformasderepresentarlosdatos
numéricos:númerosenterosonúmerosreales.

11. …
Representacióndecaracteres:Undocumentodetextoseescribeutilizando
unconjuntodecaracteresadecuadoaltipodedocumento.Enloslenguajes
deprogramaciónseutilizan,principalmente,doscódigosdecaracteres.El
máscomúnesASCIIyalgunoslenguajes,talcomoJava,utilizanUnicode.
Amboscódigossebasanenlaasignacióndeuncódigonuméricoacadauno
delostiposdecaracteresdelcódigo.EnC++,loscaracteresseprocesan
normalmenteusandoeltipochar,queasociacadacarácterauncódigo
numéricoquesealmacenaenunbyte.ElcódigoASCIIbásicoqueutiliza7
bits(128caracteresdistintos)yelASCIIampliadoa8bits(256caracteres
distintos)sonloscódigosmásutilizados.
Representacióndeimágenes:Lasimágenesseadquierenmediante
periféricosespecializadostalescomoescáneres,cámarasdigitales,etc.Una
imagen,aligualqueotrostiposdeinformación,serepresentaporpatrones
debits,generadosporelperiféricocorrespondiente.Existendosmétodos
básicospararepresentarimágenes:mapasdebitsymapasdevectores.

12. …
Representacióndesonidos:Elmétodomásgenéricodecodificacióndela
informacióndeaudioparaalmacenamientoymanipulaciónen
computadoraesmostrarlaamplituddelaondadesonidoenintervalos
regularesyregistrarlasseriesdevaloresobtenidos.Laseñaldesonidose
captamediantemicrófonosodispositivossimilaresyproduceunaseñal
analógicaquepuedetomarcualquiervalordentrodeunintervalocontinuo
determinado.Enunintervalodetiempocontinuosedisponedeinfinitos
valoresdelaseñalanalógica,queesnecesarioalmacenaryprocesar,paralo
cualserecurreaunatécnicademuestreo.Lasmuestrasobtenidasse
digitalizanconunconversoranalógico-digital,demodoquelaseñalde
sonidoserepresentaporsecuenciasdebits(porejemplo,8o16)paracada
muestra.

13. 3. Los lenguajes de programación
Sirvenparaescribirprogramas.Unosprogramasespecialesllamadostraductores
(compiladoresointérpretes)conviertenlasinstruccionesescritasenlenguajesde
programacióneninstruccionesescritasenlenguajesmáquina(0y1,bits)queésta
puedaentender.
Lacreacióndeunprogramasehaceinicialmenteenuneditordetextoya
continuaciónseconvierteenlenguajeentendibleporlacomputadora.Laejecución
deunprogramarequiereunaaplicacióndeunaentrada(datos)alprogramayla
obtencióndeunasalida(resultados).Laentradapuedetenerunavariedadde
formas,talescomonúmerosocaracteresalfabéticos.Lasalidapuedetambién
tenerformas,talescomodatosnuméricosocaracteres,señalesparacontrolar
equiposorobots.
Paraqueunprocesadorrealiceunprocesoseledebesuministrarenprimerlugar
unalgoritmoadecuado.Elprocesadordebesercapazdeinterpretarelalgoritmo,
loquesignifica:
•Comprenderlasinstruccionesdecadapaso
•Realizarlasoperacionescorrespondientes.

14. …
Elalgoritmosehadeexpresarenunformatoquesedenominaprograma.
Unprogramaseescribeenunlenguajedeprogramaciónylasoperaciones
queconducenaexpresarunalgoritmoenformadeprogramasellaman
programación.Asípues,loslenguajesutilizadosparaescribirprogramasde
computadorassonloslenguajesdeprogramaciónyprogramadoressonlos
escritoresydiseñadoresdeprogramas.Elprocesodetraducirunalgoritmo
enpseudocódigoaunlenguajedeprogramaciónsedenominacodificación,
yelalgoritmoescritoenunlenguajedeprogramaciónsedenominacódigo
fuente.Lacomputadoranoentiendedirectamenteloslenguajesde
programación,sinoqueserequiereunprogramaquetraduzcaelcódigo
fuenteaotrolenguajequesíentiendelamáquinadirectamente;este
lenguajeseconocecomolenguajemáquinayelcódigocorrespondiente
códigomáquina.

15. …
Losprogramasquetraducenelcódigofuenteescritoenunlenguajede
programaciónacódigomáquinasedenominantraductores.
Figura.Procesodetransformacióndeunalgoritmoenpseudocódigoenun
programaejecutable.

16. …
Hoyendía,existenvarioslenguajesdeprogramacióncomoC++,C,C#,Java,Visual
Basic,XML,HTML,Perl,PHP,JavaScript.Estoslenguajessedenominanlenguajesde
altonivelypermitenalosprofesionalesresolverproblemasconvirtiendosus
algoritmosenprogramas.
Losprogramasconstandesecuenciasdeinstruccionesquesecodificancomo
secuenciasdedígitosnuméricosquepodránentenderdichascomputadoras.El
sistemadecodificaciónseconocecomolenguajemáquina.Desgraciadamentela
escrituradeprogramasenlenguajemáquinaesunatareatediosayaquesus
instruccionessonsecuenciasde0y1(talescomo11110000,01110011...).En
consecuencia,senecesitanlenguajesdeprogramación“amigables”quepermitan
escribirlosprogramas.Sinembargo,lascomputadorassóloentiendenlas
instruccionesenlenguajemáquina,porloqueseráprecisotraducirlosprogramas
resultantesalenguajesdemáquinaantesdequepuedanserejecutadasporellas.
Cadalenguajedeprogramacióntieneunconjuntoo“juego”deinstrucciones
(accionesuoperacionesquedeberealizarlamáquina)quelacomputadorapodrá
entenderdirectamenteensucódigomáquinaobiensetraduciránadichocódigo
máquina.

17. 4. Tipos de lenguajes de programación
Losprincipalestiposdelenguajesdeprogramaciónson:
•Lenguajesmáquina.
•Lenguajesdebajonivel(ensambladores).
•Lenguajesdealtonivel.

18. 5. Compiladores e interpretes
Elprocesodetraduccióndeunprogramafuenteescritoenunlenguajedealto
nivelaunlenguajemáquinacomprensibleporlacomputadora,serealizamediante
programasllamados“traductores”:
Intérpretes:Unintérpreteesuntraductorquetomaunprogramafuente,lo
traducey,acontinuación,loejecuta.Losprogramasintérpretes.Porejemplo
Pythonesunlenguajeinterpretado.Elsistemadetraducciónconsisteen:traducir
laprimerasentenciadelprogramaalenguajemáquina,sedetienelatraducción,se
ejecutalasentencia;acontinuación,setraducelasiguientesentencia,sedetienela
traducción,seejecutalasentenciayasísucesivamentehastaterminarelprograma.
Compiladores:Uncompiladoresunprogramaquetraducelosprogramasfuente
escritosenlenguajedealtonivelalenguajemáquina.Latraduccióndelprograma
completoserealizaenunasolaoperacióndenominadacompilacióndelprograma;
esdecir,setraducentodaslasinstruccionesdelprogramaenunsolobloque.El
programacompiladoydepuradosedenominaprogramaejecutable.
Loslenguajestípicosmásutilizadosson:C,C++,Java,C#,etc.