ELEMENTOS BASICOS DE PROGRAMACION

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Conceptos basicos de programacion
Se pueden utilizar muchos lenguajes para programar una computadora. El más básico es el lenguaje de maquina, una colección de instrucciones muy detallada que controla la circuiteria interna de la maquina. Este es el dialecto natural de la maquina. Muy pocos programas se escriben actualmente en lenguaje de maquina por dos razones importantes: primero, porque el lenguaje de maquina es muy incomodo para trabajar y segundo por que la mayoría de las maquinas se pide programar en diversos tipos de lenguajes, que son lenguajes de alto nivel, cuyas instrucciones son más compatibles con los lenguajes y la forma de pensar humanos como lo es el lenguaje c que además es de propósito general. Debido a que los programas diseñados en este lenguaje se pueden ejecutar en cualquier maquina , casi sin modificaciones. Por tanto el uso del lenguaje de alto nivel ofrece tres ventajas importantes, sencillez, uniformidad y portabilidad. 1.1. Lenguaje de programación: Sistema de símbolos y reglas que permite la construcción de programas con los que la computadora puede operar así como resolver problemas de manera eficaz. Estos contienen un conjunto de instrucciones que nos permiten realizar operaciones de entrada / salida, calculo, manipulación de textos, lógica / comparación y almacenamiento / recuperación. Los lenguajes de programación se clasifican en:   Lenguaje Máquina: Son aquellos cuyas instrucciones son directamente entendibles por la computadora y no necesitan traducción posterior para que la CPU pueda comprender y ejecutar el programa. Las instrucciones en lenguaje maquina se expresan en términos de la unidad de memoria más pequeña el bit (dígito binario 0 ó 1).   Lenguaje de Bajo Nivel (Ensamblador): En este lenguaje las instrucciones se escriben en códigos alfabéticos conocidos como mnemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas.   Lenguaje de Alto Nivel: Los lenguajes de programación de alto nivel (BASIC, pascal, cobol, fortran, etc.) son aquellos en los que las instrucciones o sentencias a la computadora son escritas con palabras similares a los lenguajes humanos (en general en ingles), lo que facilita la escritura y comprensión del programa. 1.2. Algoritmo. La palabra algoritmo se deriva de la traducción al latín de la palabra árabe alkhowarizmi, nombre de un matemático y astrónomo árabe que escribió un tratado sobre manipulación de números y ecuaciones en el siglo IX. La solución a cualquier problema de cómputo involucra la ejecución de una serie de acciones en orden especifico. Un procedimiento para resolver un problema en términos de: a) Las acciones a ejecutarse y b) el orden en el cual estas acciones deben ejecutarse se llama algoritmo. Un ejemplo de un algoritmo para llegar a la escuela     Salir de la cama   Quitarse la pijamas   Darse un baño   Vestirse   Desayunar 1.3 Programa.   Secuencia de instrucciones mediante las cuales se ejecutan diferentes acciones de acuerdo con los datos que se estén procesando.   Es un algoritmo desarrollado para ser utilizado por la computadora   Expresión de un algoritmo en un lenguaje preciso que puede llegar a entender una máquina de cómputo. Utilizar el transporte ( autobús, carro , bicicleta, etc)   2. Fases para la creación de un programa. 2.1 Definición del Problema Esta fase está dada por el enunciado del problema, el cual requiere una definición clara y precisa. Es importante que se conozca lo que se desea que realice la computadora; mientras esto no se conozca del todo no tiene mucho caso continuar con la siguiente etapa. 2.2 Análisis del Problema Una vez que se ha comprendido lo que se desea de la computadora, es necesario definir: Los datos de entrada. Cual es la información que se desea producir (salida) Los métodos y fórmulas que se necesitan para procesar los datos. Una recomendación muy practica es el que nos pongamos en el lugar de la computadora y analicemos que es lo que necesitamos que nos ordenen y en que secuencia para producir los resultados esperados. 2.3 Diseño del Algoritmo Las características de un buen algoritmo son: Debe tener un punto particular de inicio. Debe ser definido, no debe permitir dobles interpretaciones. Debe ser general, es decir, soportar la mayoría de las variantes que se puedan presentar en la definición del problema. Debe ser finito en tamaño y tiempo de ejecución. 2.4 Codificación La codificación es la operación de escribir la solución del problema (de acuerdo a la lógica del diagrama de flujo o pseudocódigo), en una serie de instrucciones detalladas, en un código reconocible por la computadora, la serie de instrucciones detalladas se le conoce como código fuente, el cual se escribe en un lenguaje de programación o lenguaje de alto nivel. 2.5 Prueba y Depuración Los errores humanos dentro de la programación de computadoras son muchos y aumentan considerablemente con la complejidad del problema. El proceso de identificar y eliminar errores, para dar paso a una solución sin errores se le llama depuración. La prueba consiste en la captura de datos hasta que el programa no presente errores (los más comunes son los sintácticos y lógicos). 2.6 Documentación Es la guía o comunicación escrita es sus variadas formas, ya sea en enunciados, procedimientos, dibujos o diagramas. A menudo un programa escrito por una persona, es usado por otra. Por ello la documentación sirve para ayudar a comprender o usar un programa o para facilitar futuras modificaciones (mantenimiento). La documentación se divide en tres partes: Documentación Interna Documentación Externa Manual del Usuario   Documentación Interna: Son los comentarios o mensaje que se añaden al código fuente para hacer mas claro el entendimiento de un proceso.   Documentación Externa: Se define en un documento escrito los siguientes puntos: Descripción del Problema Nombre del Autor Algoritmo (diagrama de flujo o pseudocódigo) Diccionario de Datos Código Fuente (programa)   Manual del Usuario: Describe paso a paso la manera como funciona el programa, con el fin de que el usuario obtenga el resultado deseado. 2.7 Mantenimiento Se lleva acabo después de terminado el programa, cuando se detecta que es necesario hacer algún cambio, ajuste o complementación al programa para que siga trabajando de manera correcta. Para poder realizar este trabajo se requiere que el programa este correctamente documentado.  

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Lenguajes de programacion
Estos lenguajes codificados en una computadora específica no podrán ser ejecutados en otra computadora diferente. Para que estos programas funcionen para diferentes computadoras hay que realizar una versión para cada una de ellas, lo que implica el aumento del costo de desarrollo. Por otra parte, los lenguajes de programación en código de máquina son verdaderamente difíciles de entender para una persona, ya que están compuestos de códigos numéricos sin sentido nemotécnico. Los lenguajes de programación facilitan la tarea de programación, ya que disponen de formas adecuadas que permiten ser leidas y escritas por personas, a su vez resultan independientes del modelo de computador a utilizar. Los lenguajes de programación representan en forma simbólica y en manera de un texto los códigos que podrán ser leidos por una persona.  Los lenguajes de programación son independientes de las computadoras a utilizar. Existen estrategias que permiten ejecutar en una computadora un programa realizado en un lenguaje de programación simbólico. Los procesadores del lenguaje son los programas que permiten el tratamiento de la información en forma de texto, representada en los lenguajes de programación simbólicos. Hay lenguajes de programación que utilizan compilador.  La ejecución de un programa con compilador requiere de dos etapas: 1) Traducir el programa simbólico a código máquina 2) Ejecución y procesamiento de los datos. Otros lenguajes de programación utilizan un programa intérprete o traductor, el cual analiza directamente la descripción simbólica del programa fuente y realiza las instrucciones dadas. El intérprete en los lenguajes de programación simula una máquina virtual, donde el lenguaje de máquina es similar al lenguaje fuente. La ventaja del proceso interprete es que no necesita de dos fases para ejecutar el programa, sin embargo su inconveniente es que la velocidad de ejecución es más lenta ya que debe analizar e interpretar las instrucciones contenidas en el programa fuente.

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Clasificacion de lenguajes de programacion
Los lenguajes de programación son lenguajes creado por el ser humano para poder comunicarse con las computadoras. Así podríamos decir que lenguaje de programación es el conjunto de símbolos y palabras que permiten al usuario de una computadora darle instrucciones y órdenes para que la computadora los ejecute. Existen diferentes clases o tipos de lenguajes de programación: 1º El Lenguaje Máquina: es el lenguaje de programación que entiende directamente la máquina (computadora). Este lenguaje de programación utiliza el alfabeto binario, es decir, el 0 y el 1. Con estos dos únicos dígitos, también conocidos como bits, se forman lo que se conoce como cadenas binarias (combinaciones de ceros y unos) son con las que se escriben las instrucciones, y a través de estas instrucciones el microprocesador de la computadora entiende nuestra peticiones. El lenguaje máquina fue el primer lenguaje de programación. Este lenguaje de programación dejo de utilizarse por su gran dificultad y por la facilidad para cometer errores al escribir las cadenas binarias. 2º Lenguajes de programación de bajo nivel: Son mucho mas fáciles de utilizar que el lenguaje máquina, pero dependen mucho de la máquina o computadora como sucedía con el lenguaje máquina. El lenguaje ensamblador fue el primer lenguaje de programación que trato de sustituir el lenguaje máquina por otro lenguaje que fuese más parecido al de los seres humanos. En este lenguaje se conoce como programa fuente, que traduce las instruciones a un programa escrito en lenguaje ensamblador por el programador, y programa objeto es la traducción a lenguaje máquina del programa fuente. Los lenguajes de este tipo pueden crear programas muy rápidos, pero son difíciles de aprender, son específicos de cada procesador (de cada máquina), si nos llevamos el programa a otro computador será preciso reescribir el programa desde el comienzo. 3º Lenguajes de programación de alto nivel: Este tipo de lenguajes de programación son independientes de la máquina, los podemos usar en cualquier computador con muy pocas modificaciones o sin ellas, son muy similares al lenguaje humano, pero precisan de un programa interprete o compilador que traduzca este lenguaje de programación de alto nivel a uno de bajo nivel como el lenguaje de máquina que la computadora pueda entender. Los lenguajes de programación de alto nivel son más fáciles de aprender porque se usan palabras o comandos del lenguaje natural, generalmente del inglés. Este es el caso del BASIC, el lenguaje de programación más conocido. Existen muchos lenguajes de programación de alto nivel con sus diferentes versiones. Por esta razón es difícil su tipificación, pero una clasificación muy extendida desde el punto de vista de trabajar de los programas y la filosofía de su creación es la siguiente: Lenguajes de programación imperativos: entre ellos tenemos el Cobol, Pascal, C y Ada. Lenguajes de programación declarativos: el Lisp y el Prolog. Lenguajes de programación orientados a objetos: el Smalltalk y el C++. Lenguajes de programación orientados al problema: son aquellos lenguajes específicos para gestión. Lenguajes de programación naturales: son los nuevos lenguajes que pretender aproximar el diseño y la construcción de programas al lenguaje de las personas. Otra clasificación de los lenguajes de programación de alto nivel, es teniendo en cuenta el desarrollo de las computadoras según sus diferentes generaciones: Lenguajes de programación de primera generación: el lenguaje máquina y el ensamblador. Lenguajes de programación de segunda generación : los primeros lenguajes de programación de alto nivel imperativo (FROTRAN, COBOL). Lenguajes de programación de tercera generación: son lenguajes de programación de alto nivel imperativo pero mucho más utilizados y vigentes en la actualidad (ALGOL 8, PL/I, PASCAL, MODULA). Lenguajes de programación de cuarta generación: usados en aplicaciones de gestión y manejo de bases de dados (NATURAL, SQL). Lenguajes de programación de quinta generación: creados para la inteligencia artificial y para el procesamiento de lenguajes naturales (LISP, PROLOG).

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codigos
El código fuente de un programa informático (o software) es un conjunto de líneas de texto con los pasos que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa. El código fuente de un programa está escrito por un programador en algún lenguaje de programación, pero en este primer estado no es directamente ejecutable por la computadora, sino que debe ser traducido a otro lenguaje o código binario; así será más fácil para la máquina interpretarlo (lenguaje máquina o código objeto que sí pueda ser ejecutado por el hardware de la computadora). Para esta traducción se usan los llamados compiladores, ensambladores, intérpretes y otros sistemas de traducción. El término código fuente también se usa para hacer referencia al código fuente de otros elementos del software, como por ejemplo el código fuente de una página web, que está escrito en lenguaje de marcado HTML o en Javascript, u otros lenguajes de programación web, y que es posteriormente ejecutado por el navegador web para visualizar dicha página cuando es visitada. El área de la informática que se dedica a la creación de programas, y por tanto a la creación de su código fuente, es la ingeniería de software.

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COMANDOS
Un comando (calco del inglés command) es una instrucción u orden que el usuario proporciona a un sistema informático, desde la línea de comandos (como una shell) o desde una llamada de programación. Puede ser interno (contenido en el propio intérprete) o externo (contenido en un archivo ejecutable). Suele admitir parámetros o argumentos de entrada, lo que permite modificar su comportamiento predeterminado. Suelen indicarse tras una barra "/" (en sistemas operativos DOS) o un guion simple "-" o doble "--" (en sistemas operativos Unix). La línea de comandos o consola (del inglés shell) permite al usuario mandar instrucciones mediante la pulsación de la tecla ↵ Entrar en el teclado, lanzando la ejecución de procesos internos al propio intérprete de comandos o de programas externos al mismo. Algunas de estas consolas son: command.com para los sistemas basados en DOS (MS-DOS, PC-DOS, DR-DOS, FreeDOS, etc.) cmd.exe para los sistemas basados en Windows NT (2000, XP, 2003 Server, Vista, 2008 Server, etc.) bash, sh, csh, ksh, etc. para los sistemas basados en Unix (GNU/Linux, *BSD, Solaris, etc.). En realidad, la línea de comandos no es más que una de las formas en que el usuario interacciona con el ordenador, junto con la interfaz gráfica. En la línea de comandos, el usuario escribe la instrucción o el programa que deseaba que sea ejecutado por el ordenador. Esta interacción la lleva a cabo un programa que se suele llamar intérprete de comandos. En sistemas operativos tipo Windows, puede lanzarse el intérprete pulsando la tecla ⊞ Win+R y ejecutando la orden: cmd. En sistemas operativos tipo UNIX, como Linux, el intérprete de comandos (por defecto suele ser bash) aparece disponible en el menú de aplicaciones, por lo que se puede ejecutar mediante el ratón, haciendo clic sobre el icono correspondiente.

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variables
En programación, una variable está formada por un espacio en el sistema de almacenaje (memoria principal de un ordenador) y un nombre simbólico (un identificador) que está asociado a dicho espacio. Ese espacio contiene una cantidad de información conocida o desconocida, es decir un valor. El nombre de la variable es la forma usual de referirse al valor almacenado: esta separación entre nombre y contenido permite que el nombre sea usado independientemente de la información exacta que representa. El identificador, en el código fuente de la computadora puede estar ligado a un valor durante el tiempo de ejecución y el valor de la variable puede por lo tanto cambiar durante el curso de la ejecución del programa. El concepto de variables en computación puede no corresponder directamente al concepto de variables en matemática. El valor de una variable en computación no es necesariamente parte de una ecuación o fórmula como en matemáticas. En computación una variable puede ser utilizada en un proceso repetitivo: puede asignársele un valor en un sitio, ser luego utilizada en otro, más adelante reasignársele un nuevo valor para más tarde utilizarla de la misma manera.Procedimientos de este tipo son conocidos con el nombre de iteración. En programación de computadoras, a las variables, frecuentemente se le asignan nombres largos para hacerlos relativamente descriptivas para su uso, mientras que las variables en matemáticas a menudo tienen nombres escuetos, formados por uno o dos caracteres para hacer breve en su transcripción y manipulación. El espacio en el sistema de almacenaje puede ser referido por diferentes identificadores . Esta situación es conocida entre los angloparlantes como "aliasing" y podría traducirse como "sobrenombramiento" para los hispanoparlantes. Asignarle un valor a una variable utilizando uno de los identificadores cambiará el valor al que se puede acceder a través de los otros identificadores. Los compiladores deben reemplazar los nombres simbólicos de las variables con la real ubicación de los datos. Mientras que el nombre, tipo y ubicación de una variable permanecen fijos, los datos almacenados en la ubicación pueden ser cambiados durante la ejecución del programa. Las variables pueden ser de longitud: Fija.- Cuando el tamaño de la misma no variará a lo largo de la ejecución del programa. Todas las variables, sean del tipo que sean tienen longitud fija, salvo algunas excepciones — como las colecciones de otras variables (arrays) o las cadenas. Variable.- Cuando el tamaño de la misma puede variar a lo largo de la ejecución. Típicamente colecciones de datos.

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Estructura de control
En lenguajes de programación, las estructuras de control permiten modificar el flujo de ejecución de las instrucciones de un programa. Con las estructuras de control se puede: De acuerdo con una condición, ejecutar un grupo u otro de sentencias (If-Then-Else) De acuerdo con el valor de una variable, ejecutar un grupo u otro de sentencias (Select-Case) Ejecutar un grupo de sentencias mientras se cumpla una condición (Do-While) Ejecutar un grupo de sentencias hasta que se cumpla una condición (Do-Until) Ejecutar un grupo de sentencias un número determinado de veces (For-Next) Todas las estructuras de control tienen un único punto de entrada. Las estructuras de control se pueden clasificar en: secuenciales, iterativas y de control avanzadas. Esta es una de las cosas que permiten que la programación se rija por los principios de la programación estructurada. Los lenguajes de programación modernos tienen estructuras de control similares. Básicamente lo que varía entre las estructuras de control de los diferentes lenguajes es su sintaxis; cada lenguaje tiene una sintaxis propia para expresar la estructura. Otros lenguajes ofrecen estructuras diferentes, como por ejemplo los comandos guardados.

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estructura de datos
En ciencias de la computación, una estructura de datos es una forma particular de organizar datos en una computadora para que pueda ser utilizado de manera eficiente. Diferentes tipos de estructuras de datos son adecuados para diferentes tipos de aplicaciones, y algunos son altamente especializados para tareas específicas. Las estructuras de datos son un medio para manejar grandes cantidades de datos de manera eficiente para usos tales como grandes bases de datos y servicios de indización de Internet. Por lo general, las estructuras de datos eficientes son clave para diseñar algoritmos eficientes. Algunos métodos formales de diseño y lenguajes de programación destacan las estructuras de datos, en lugar de los algoritmos, como el factor clave de organización en el diseño de software.

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herramientas de programacion
Las herramientas de programación, son aquellas que permiten realizar aplicaciones, programas, rutinas, utilitarios y sistemas para que la parte física del computador u ordenador, funcione y pueda producir resultados. Hoy día existen múltiples herramientas de programación en el mercado, tanto para analistas expertos como para principiantes. Las herramientas de programación más comunes del mercado, cuentan hoy día con programas de depuración o debugger, que son utilitarios que nos permiten detectar los posibles errores en tiempo de ejecución o corrida de rutinas y programas. Entre otras herramientas de programación encontramos librerías y componentes, dados por algunos de los lenguajes de programación. Otras herramientas de programación son los lenguajes de programación, que nos permiten crear rutinas, programas y utilitarios. Entre algunas de estas encontramos: NetBeans, Eclipse, MPLab IDE, Matlab, Visual Studio, etc Herramientas más importantes  Algunas de las herramientas de programación más importantes y que más se usan a día de hoy, son: Compilador Intérprete Editor Depurador IDE

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