Resumen: Fundamentos de programación

📋 Esquema del Curso

1. Máquinas programables y programas
2. Cómputo y estructura del computador
3. Desarrollo y objetivos del software
4. Lenguajes y procesamiento de programas
5. Modelos abstractos de cómputo
6. Modelos funcionales y flujo de datos
7. Programación lógica e imperativa
8. Elementos de programación imperativa
9. Evolución de hardware y software
10. Metodología y buenas prácticas

📖 1. Máquinas programables y programas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Máquina programable: Combinación de una máquina base de comportamiento fijo con una parte modificable, llamada programa, que describe su funcionamiento.
• Máquina virtual: Máquina que puede concebirse y describirse con precisión, aunque no exista físicamente.

★ Imprescindible

📌 Una máquina manual depende de un operador que desencadena sus operaciones, mientras que una máquina automática actúa por sí sola y puede responder a estímulos externos.

Complementos

• Una máquina programable puede comportarse como distintas máquinas particulares según el programa que la gobierne.

💡 Truco mnemotécnico

La máquina fija responde siempre igual; la programable cambia según su programa.

📖 2. Cómputo y estructura del computador

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Cómputo: Tratamiento de información que obtiene información nueva a partir de información conocida mediante cálculos.
• Computador: Máquina programable para el tratamiento de la información y la realización de cómputos.

★ Imprescindible

📌 En un computador, el hardware corresponde a los elementos físicos fijos y el software a las representaciones modificables de los programas.

• La memoria almacena datos y programas, los dispositivos de entrada/salida intercambian información con el exterior y el procesador realiza operaciones según los códigos del programa.

Complementos

• En una máquina de programa almacenado, la memoria guarda información codificada que incluye tanto los datos como la representación del programa.

💡 Truco mnemotécnico

Una memoria guarda datos y programa mientras el procesador los transforma y la entrada/salida conecta con el exterior.

📖 3. Desarrollo y objetivos del software

★ Imprescindible

• Para tratar información con un computador es necesario construir el hardware, desarrollar el programa de software y ejecutarlo en el computador.

📌 La programación suele referirse al desarrollo de programas pequeños realizado por una persona, mientras que la ingeniería de software aplica técnicas organizativas al desarrollo de software complejo, normalmente en equipo.

• Los objetivos de la programación son:
  • Corrección.
  • Claridad.
  • Eficiencia.

Complementos

• El desarrollo de software a gran escala descompone el trabajo de programación en partes independientes que pueden desarrollar distintos miembros del equipo.

📌 Para juzgar la corrección de un programa primero debe especificarse con claridad el funcionamiento esperado.

💡 Truco mnemotécnico

Primero corrección, después claridad y finalmente eficiencia.

📖 4. Lenguajes y procesamiento de programas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Lenguaje de máquina: Forma particular de codificar programas que puede utilizar un modelo de computador.
• Lenguaje de programación: Representación simbólica de programas mediante textos legibles para las personas y prácticamente independientes de las máquinas particulares.
• Compilador: Programa que traduce un programa fuente escrito en un lenguaje simbólico a un programa objeto en código de máquina.
• Intérprete: Programa que analiza directamente la descripción simbólica del programa fuente y realiza las operaciones correspondientes, comportándose como una máquina virtual cuyo lenguaje coincide con el lenguaje fuente.

📝 Puntos esenciales

• En general, un programa codificado para un modelo de computador no puede ejecutarse en otro modelo distinto sin preparar una versión adecuada a su lenguaje de máquina.

💡 Truco mnemotécnico

El compilador traduce antes de ejecutar; el intérprete analiza y ejecuta directamente.

📖 5. Modelos abstractos de cómputo

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Modelo abstracto de cómputo: Conjunto de elementos básicos y formas de combinación comunes a lenguajes de programación, prescindiendo de su notación concreta.

★ Imprescindible

• Entre los modelos de programación descritos están los modelos funcional, de flujo de datos, lógico, imperativo y orientado a objetos.

📌 Un mismo problema puede representarse mediante programas de formas muy diferentes según el modelo de cómputo elegido.

Complementos

• Los modelos abstractos de programación descritos son universales porque pueden utilizarse para describir cualquier cómputo intuitivamente posible.

📖 6. Modelos funcionales y flujo de datos

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Modelo funcional: Modelo que describe cómputos mediante funciones aplicadas a argumentos para obtener resultados y que pueden combinarse entre sí.
• Flujo de datos: Red de operadores que se activan al disponer de valores en sus entradas, calculan resultados y los envían a sus salidas.

★ Imprescindible

• En el modelo funcional, la reducción evalúa un cómputo reemplazando progresivamente cada función por su resultado.

Complementos

• Cuando se evalúa una función definida, la reescritura la sustituye por su definición y reemplaza los argumentos simbólicos por los argumentos reales.

• Una red de flujo de datos puede organizarse iterativamente para producir una serie de resultados y puede incluir operadores de bifurcación para detenerse al alcanzar un resultado adecuado.

💡 Truco mnemotécnico

En flujo de datos, los valores llegan a las entradas y activan el operador.

📖 7. Programación lógica e imperativa

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Programación lógica: La programación lógica plantea formalmente un problema mediante hechos y reglas, y consulta el resultado dejando que la máquina realice las inferencias necesarias.
• Modelo imperativo: Representación de un programa como instrucciones que se ejecutan en un orden indicado, aunque instrucciones de control pueden alterar ese orden o repetir partes según condiciones.
• Hecho: Relación entre objetos concretos.
• Regla lógica: Relación general entre objetos que cumplen ciertas propiedades.

📝 Puntos esenciales

• La regla Hermano(x, y) :- Hijo(x, z), Hijo(y, z), ≠(x, y) excluye que una persona sea considerada hermana de sí misma.

💡 Truco mnemotécnico

La lógica declara hechos y reglas; la imperativa ordena acciones sobre valores almacenados.

📖 8. Elementos de programación imperativa

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Variable: Dato almacenado bajo un nombre cuyo valor puede utilizarse o modificarse.
• Asignación: Una asignación calcula la expresión situada a la derecha y almacena el resultado como nuevo valor de la variable situada a la izquierda.

★ Imprescindible

• Los esquemas generales de programación estructurada son:
  • Secuencia.
  • Selección.
  • Iteración.

Complementos

• Una traza analiza un programa registrando las instrucciones ejecutadas sucesivamente y los valores que toman las variables al inicio y después de cada instrucción.

💡 Truco mnemotécnico

Procesador, entorno y acciones: quién ejecuta, con qué recursos y qué realiza.

📖 9. Evolución de hardware y software

★ Imprescindible

• En la actualidad, desarrollar software para aplicaciones complejas puede costar mucho más que los equipos hardware utilizados.

Complementos

• En los primeros computadores, costosos y de capacidad limitada, la programación priorizaba el rendimiento y se realizaba directamente en lenguaje de máquina o en lenguaje ensamblador.

• El aumento de capacidad y la reducción relativa del costo del hardware permitieron abordar aplicaciones más complejas y programas de decenas de miles o millones de instrucciones.

💡 Truco mnemotécnico

Hardware más barato y potente → aplicaciones mayores → desarrollo de software más costoso.

📖 10. Metodología y buenas prácticas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Buenas prácticas: Normas basadas en la experiencia de desarrollos anteriores que los miembros de un equipo adoptan durante el desarrollo de una aplicación compleja.
• Manual de Estilo: Documento que compendia las buenas prácticas que todos los miembros del equipo deben seguir disciplinadamente durante el desarrollo de una aplicación compleja.

★ Imprescindible

• La complejidad de los programas actuales hace necesario aplicar metodologías de programación y, en proyectos de equipo, técnicas de ingeniería de software.

📌 Las pruebas pueden demostrar que un programa contiene errores al descubrir fallos, pero no descubrir fallos no garantiza que el programa esté libre de errores.

Complementos

• Las técnicas formales pueden apoyar la garantía de corrección mediante demostraciones lógico-matemáticas, pero su complejidad limita su uso a programas críticos de pequeño tamaño.

💡 Truco mnemotécnico

Las pruebas pueden descubrir errores; no descubrirlos no demuestra que el programa sea correcto.

📊 Tablas de síntesis

Compilador e intérprete