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Fundamentos de la programación
1
GradoenIngenieríaInformática
GradoenIngenieríadelSoftware
GradoenIngenieríadeComputadores
LuisHernándezYáñez
FacultaddeInformática
UniversidadComplutense
Luis Hernández Yáñez
Informática, computadoras y programación
Lenguaje máquina y ensamblador
Lenguajes de programación de alto nivel
Un poco de historia
Programación e Ingeniería del Software
El lenguaje de programación C++
Sintaxis de los lenguajes de programación Un primer programa en C++
Herramientas de desarrollo
C++: Un mejor C
Fundamentos de la programación: Computadoras y programación
3
12
15
19
24
27
30
35
39
45
Luis Hernández Yáñez
Fundamentos de la programación: Computadoras y programación
Página 3
Informática(Cienciadelacomputación)
Conjuntodeconocimientoscientíficosytécnicas
quehacenposibleeltratamientoautomático
delainformaciónpormediodeordenadores
Luis Hernández Yáñez
Computadora
Máquinaelectrónica,analógicaodigital,
dotadadeunamemoria degrancapacidad
ydemétodosdetratamiento delainformación,
capazderesolverproblemas matemáticosylógicos
mediantelaejecución deprogramas informáticos
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Página 4
Luis Hernández Yáñez
Entodaspartesyconmuchasformas
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Página 5
Hardware
Componentesqueintegran
lapartematerial
deunacomputadora
Luis Hernández Yáñez
Software
Programas,instrucciones
yreglasinformáticas
paraejecutartareas
enunacomputadora
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Página 6
Programar
Indicaralacomputadoraquéesloquetienequehacer
Programa
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 Secuenciadeinstrucciones
 Instruccionesqueentiendelacomputadora
 Yquepersiguenunobjetivo:¡resolverunproblema!
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Luis Hernández Yáñez
Parque Jurásico
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Página 7
Trabajoenequipo
Múltiplesroles...
 Gestores
 Analistas
 Diseñadores
 Programadores
 Probadores
 Administradoresde
sistemas
...
Página 8
Esquemageneral
Memoria
temporal
Unidad Central de Proceso
Central Processor Unit
Luis Hernández Yáñez
Dispositivos
deentrada
Teclado
Ratón
Escáner
Táctil
…
Dispositivos
desalida
C.P.U.
Almacenamiento
permanente
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Monitor
Impresora
Altavoz
…
Página 9
LaarquitecturadeVonNeumann
DispositivosdeE/S
Una ALU de 2 bits (Wikipedia)
C.P.U.(Procesador)
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A.L.U.
UnidadAritmético‐Lógica
Memoria
UnidaddeControl
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Página 10
Lamemoria
Memoria
Cadaceldaenunadirección
01
Celdasde8/16/32/64bits
02
Informaciónvolátil
03
04
Bus de datos
05
06
07
08
Dirección
210 = 1024  1000
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Página 11
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Luis Hernández Yáñez
Luis Hernández Yáñez
. . .
1Bit=0/1
1Byte=8bits=1carácter
1Kilobyte(KB)=1024Bytes
1Megabyte(MB)=1024KB
1Gigabyte(GB)=1024MB
1Terabyte(TB)=1024GB
1Petabyte(PB)=1024TB
Losprocesadorestrabajanconcerosyunos(bits)
Unidaddememoriabásica:Byte (8bits)
(2dígitoshexadecimales:01011011 01011011 5B)
Lenguajemáquina
Códigoshexadecimalesquerepresentaninstrucciones,
registrosdelaCPU,direccionesdememoriaodatos
Lenguaje de bajo nivel
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Instrucción Significado
A0 2F
3E 01
A0 30
3E 02
1D
B3 31
Accederalaceldadememoria2F Dependiente de la máquina
Programación difícil
Copiarloelregistro1delaALU
Accederalaceldadememoria30
Copiarloenelregistro2delaALU
Sumar
Guardarelresultadoenlaceldadememoria31
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Página 13
Nemotécnicosparaloscódigoshexadecimales:
A0  READ 3E  REG 1D  ADD …
Mayorlegibilidad:
READ 2F
REG 01 READ 30
REG 02 ADD WRITE 31
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Lenguajedenivelmedio
Códigofuente
(lenguajeensamblador)
Programa
ensamblador
Códigoobjeto
(lenguajemáquina)
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Luis Hernández Yáñez
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Luis Hernández Yáñez
 Máscercanosaloslenguajesnaturalymatemático
resultado = dato1 + dato2;
 Mayorlegibilidad,mayorfacilidaddecodificación
 Estructuracióndedatos/abstracciónprocedimental
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Página 16
Traducción
#include <iostream>
using namespace std;
Códigofuente
int main()
{
cout << "Hola Mundo!" << endl;
return 0;
}
Compiladores:
Compilanyenlazan
programascompletos
Compilador
Códigoobjeto
Intérpretes:
Compilan,enlazan
yejecutaninstrucción
ainstrucción
0100010100111010011100…
Código
objetode
biblioteca
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Enlazador
Programa
ejecutable
Para una arquitectura concreta
y un sistema operativo
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Página 17
Genealogíadelenguajes
Versiones / Estándares
Prolog
COBOL
1959
PL/I
1970
1964
1995
1983
FORTRAN
1954
Java
C++
C#
C
CPL
2000
1971
1963
Python
ALGOL
Pascal
Modula
1958
1970
1975
BASIC
1964
Luis Hernández Yáñez
Fuente:
http://www.levenez.com/lang/
Simula
1964
1991
Ada
Eiffel
1979
1986
Smalltalk
Ruby
1971
1993
Haskell
Lisp
Scheme
1958
1975
1987
Logo
1968
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Página 18
Luis Hernández Yáñez
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Laprehistoria
Elábaco
SigloXIX
MáquinaanalíticadeCharlesBabbage
(Wikipedia)
Luis Hernández Yáñez
LadyAdaLovelace
esconsiderada
laprimera
programadora
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Página 20
Luis Hernández Yáñez
SigloXX
1936 MáquinadeTuring
1946 ENIAC:Primeracomputadoradigital
depropósitogeneral
1947 Eltransistor
1953 IBM650:Primera
computadoraagranescala
1966 ARPANET:OrigendeInternet
1967 Eldisquete
1970 SistemaoperativoUNIX
1972 Primervirus informático(Creeper)
LenguajedeprogramaciónC
1974 ProtocoloTCP.Primeraredlocal
ENIAC (Wikipedia)
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1975
1976
1979
1981
Luis Hernández Yáñez
1983
1984
1985
1990
1991
SefundaMicrosoft
SefundaApple
JuegoPacman
IBMPC
SistemaoperativoMS‐DOS
LenguajedeprogramaciónC++
CD‐ROM
Windows 1.0
LenguajeHTML
World Wide Web
SistemaoperativoLinux
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Página 21
Apple II (Wikipedia)
Linux
IBM PC (Wikipedia)
Página 22
1992 Windows3.1
1995 LenguajedeprogramaciónJava
DVD
1998 SefundaGoogle
1999 MSNMessenger
2001 WindowsXP
MacOS X
2002 Mozilla Firefox
2007 iPhone
2008 Android ...
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Página 23
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Página 24
Luis Hernández Yáñez
Luis Hernández Yáñez
SigloXXI
¿Quéesprogramar?
Decirleauntontomuy rápidoexactamente loquetienequehacer
Especificarlaestructura yelcomportamiento deunprograma,
asícomoprobar queelprogramarealizasutarea
adecuadamente yconunrendimiento aceptable
Programa:Transformaentradaensalida
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Entrada
Programa
Salida
Algoritmo:Secuenciadepasosyoperacionesquedeberealizar
elprogramapararesolverelproblema
Elprogramaimplementaelalgoritmoenunlenguajeconcreto
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Página 25
Laprogramaciónessólounaetapadelprocesodedesarrollo
Modelodedesarrollo“encascada”:
Planificación
Recursosnecesarios,presupuesto,plan,…
¿Qué?
Análisis
Diseño
¿Cómo?
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Programación
Implementación
Pruebaydepuración
Mantenimiento
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Página 26
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Página 27
Bjarne Stroustrup (1983)
Hola Mundo!
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hola Mundo!" << endl;
Luis Hernández Yáñez
// Muestra Hola Mundo!
return 0;
}
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Página 28
Instrucciones
Datos:literales,variables,tipos
Subprogramas(funciones)
Comentarios
Directivas
#include <iostream>
...
Directiva
using namespace std;
int main()
Dato
{
Instrucción
cout << "Hola Mundo!" << endl;
// Muestra Hola Mundo!
Comentario
return 0;
Instrucción
Dato
}
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Página 29
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Página 30
Luis Hernández Yáñez
Luis Hernández Yáñez
Subprograma
Sintaxisysemánticadeloslenguajes
Sintaxis
—
Reglasquedeterminancómosepuedenconstruir
ysecuenciarloselementosdellenguaje
Semántica
Significadodecadaelementodellenguaje
¿Paraquésirve?
Luis Hernández Yáñez
—
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Página 31
Especificación
 Lenguajes(BNF)
 Diagramas
Ejemplo:Númerosenteros(sindecimales)
BNF
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<numero entero> ::= <signo opcional><secuencia de dígitos>
<signo opcional> ::= +|‐|<nada>
<secuencia de dígitos> ::= <dígito>|<dígito><secuencia de dígitos>
<dígito> ::= 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
| significa ó
<nada> ::= +
0 .. 9
‐
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+23 
‐159 
1374 
1‐34 
3.4 
002 
Página 32
<numero entero> ::= <signo opcional><secuencia de dígitos>
<signo opcional> ::= +|‐|<nada>
<secuencia de dígitos> ::= <dígito>|<dígito><secuencia de dígitos>
<dígito> ::= 0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
<nada> ::= Luis Hernández Yáñez
+23
<numero entero> ::= <signo opcional><secuencia de dígitos>
::= +<secuencia de dígitos> ::= +<dígito><secuencia de dígitos> ::= +2<secuencia de dígitos> ::= +2<dígito> ::= +23
1374
<numero entero> ::= <signo opcional><secuencia de dígitos> ::= <secuencia de dígitos> ::= <dígito><secuencia de dígitos> ::= 1<secuencia de dígitos> ::= 1<dígito><secuencia de dígitos> ::= 13<secuencia de dígitos> ::= 13<dígito><secuencia de dígitos> ::= 137<secuencia de dígitos> ::= 137<dígito> ::= 1374
1‐34
<numero entero> ::= <signo opcional><secuencia de dígitos>
::= <secuencia de dígitos> ::= <dígito><secuencia de dígitos> ::= 1<secuencia de dígitos> ::= ERROR (‐ no es <dígito>)
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+23
+
Luis Hernández Yáñez
1‐34

Página 33
+23 
0 .. 9
1374 
+
‐

0 .. 9
‐
1374

+
0 .. 9
?
‐
Fundamentos de la programación: Computadoras y programación
1‐

Página 34
Luis Hernández Yáñez
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Página 35
HolaMundo!
Unprogramaquemuestraunsaludoenlapantalla:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
// main() es donde empieza la ejecución
{
Luis Hernández Yáñez
cout << "Hola Mundo!" << endl; // Muestra Hola Mundo!
return 0;
}
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Página 36
Análisisdelprograma
Biblioteca
Directiva
Instrucción
Espacio de nombres
#include <iostream>
using namespace std;
Coloreadosintáctico
Tipo
Bloque de código
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Declaración
Palabras reservadas
Cabecera de la función
int main()
{
Variable
Cadena de caracteres
Constante
cout << "Hola Mundo!" << endl;
Instrucción
Operador
Operador
Datos literales
return 0;
Instrucción
}
Número
Cuerpo de la función
Las instrucciones terminan en ;
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Página 37
HolaMundo!
Casitodoesinfraestructura
Sólo
cout << "Hola Mundo!" << endl
hacealgopalpable
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Lainfraestructura(notación,bibliotecasyotrosoporte)
hacenuestrocódigosimple,completo,confiableyeficiente
¡Elestiloimporta!
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Página 38
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Página 39
Editor
 Blocdenotas,Wordpad,Word,Writer,Gedit,Kwrite,…
(textosimple,sinformatos)
 Editoresespecíficos:coloreadosintáctico
 Recomendación:Notepad++
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Instalaciónyuso:
Sección
Herramientas de desarrollo
enelCampusVirtual
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Página 40
hola.cpp
(código fuente)
Compilador
Códigoobjetode
labibliotecaiostream
hola.obj
(código objeto)
Enlazador
Hola Mundo!
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Cargador
hola.exe
(ejecutable)
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Página 41
Compilador
 Importante:C++estándar
 Recomendación:GNUG++(MinGW enWindows)
Luis Hernández Yáñez
Instalaciónyuso:
Sección
Herramientas de desarrollo
enelCampusVirtual
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Página 42
Entornosdedesarrollo
 Paraeditar,compilaryprobarelcódigodelprograma
 Recomendaciones:
— Windows:MSVisualStudio/C++ExpressoEclipse
— Linux:Netbeans oEclipse
Luis Hernández Yáñez
Instalaciónyuso:
Sección
Herramientas de desarrollo
enelCampusVirtual
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Página 43
¿Quéhaceelprograma?
 Laejecucióndelprogramasiempreempiezaenmain()
 Seejecutanlasinstruccionesensecuenciadeprincipioafin
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Inicio
cout << "Hola Mundo!" << endl;
MuestraHola Mundo!
enlapantallaysaltadelínea
return 0;
Devuelve0 comocódigo
determinacióndelprograma
Pantalla (cout)
_ Hola Mundo!
_
Fin
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Página 45
Luis Hernández Yáñez
EllenguajeC
 LenguajecreadoporDennisM.Ritchie en1972
 Lenguajedenivelmedio:
— Estructurastípicasdeloslenguajesdealtonivel
— Construccionesparacontrolaniveldemáquina
 Lenguajesencillo(pocaspalabrasreservadas)
 Lenguajeestructurado(noestrictamenteestructuradoenbloques)
 Compartimentalizacióndecódigo (funciones) ydatos(ámbitos)
 Componenteestructuralbásico:lafunción(subprograma)
 Programaciónmodular
 Distingue entremayúsculasyminúsculas
 Palabrasreservadas(oclave):enminúsculas
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Página 46
LicenciaCC(Creative Commons)
Estetipodelicenciasofrecenalgunosderechosaterceraspersonas
bajociertascondiciones.
Estedocumentotieneestablecidaslassiguientes:
Reconocimiento(Attribution):
Encualquierexplotacióndelaobraautorizadaporlalicencia
haráfaltareconocerlaautoría.
Luis Hernández Yáñez
Nocomercial(Noncommercial):
Laexplotacióndelaobraquedalimitadaausosnocomerciales.
Compartirigual(Sharealike):
Laexplotaciónautorizadaincluyelacreacióndeobrasderivadas
siemprequemantenganlamismalicenciaalserdivulgadas.
Pulsaenlaimagendearribaaladerechaparasabermás.
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