Lección 1

CONCEPTOS BÁSICOS
La computadora no solamente es una maquina que puede realizar procesos para darnos resultados, sin que tengamos la noción exacta de las operaciones que realiza para llegar a esos resultados. Con la computadora además de lo anterior también podemos diseñar soluciones a la medida, de problemas específicos que se nos presenten. Mas aun, si estos involucran operaciones matemáticas complejas y/o repetitivas, o requieren del manejo de un volumen muy grande de datos. 

El diseño de soluciones a la medida de nuestros problemas, requiere como en otras disciplinas una metodología que nos enseñe de manera gradual, la forma de llegar a estas soluciones. 

A las soluciones creadas por computadora se les conoce como programas y no son mas que una serie de operaciones que realiza la computadora para llegar a un resultado, con un grupo de datos específicos. Lo anterior nos lleva al razonamiento de que un programa nos sirve para solucionar un problema específico. Para poder realizar programas, además de conocer la metodología mencionada, también debemos de conocer, de manera específica las funciones que puede realizar la computadora y las formas en que se pueden manejar los elementos que hay en la misma.  

Computadora: Es un dispositivo electrónico utilizado para procesar información y obtener resultados. Los datos y la información se pueden introducir en la computadora como entrada (input) y a continuación se procesan para producir una salida (output). 

Proceso de información en la computadora 

Programa: Es el conjunto de instrucciones escritas de algún lenguaje de programación y que ejecutadas secuencialmente resuelven un problema especifico.  

Organización física de una computadora

 Dispositivos  de  Entrada: Como  su  nombre  lo   indica,  sirven  para  introducir  datos (información) en la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada  y  se  almacenan  en  la  memoria  central  o  interna.  Ejemplos:  teclado  ,  scanners (digitalizadores  de  rastreo),  mouse (ratón),  trackball  (bola  de  ratón  estacionario),  joystick (palancas de juego), lápiz óptico.

Dispositivos  de  Salida:  Regresan  los  datos  procesados  que  sirven  de  información  al usuario. Ejemplo: monitor, impresora.

La Unidad Central de Procesamiento (C.P.U) se divide en dos:
‹   Unidad de control
‹   Unidad Aritmético - Lógica

Unidad   de   Control:   Coordina   las   actividades   de   la   computadora   y   determina   que operaciones  se  deben  realizar  y  en  que  orden;  así  mismo  controla  todo  el  proceso  de  la computadora.
Unidad Aritmético - Lógica: Realiza operaciones aritméticas y lógicas, tales como suma, resta, multiplicación, división y comparaciones.
La Memoria de la computadora se divide en dos:
‹   Memoria Central o Interna
‹   Memoria Auxiliar o Externa
Memoria Central  (interna): La CPU utiliza la  memoria de la computadora para guardar información mientras trabaja con ella; mientras esta información permanezca en memoria, la  computadora  puede  tener  acceso  a  ella  en  forma  directa.  Esta  memoria  construida internamente se llama memoria de acceso aleatorio (RAM).

La memoria interna consta de dos áreas de memoria:
La  memoria  RAM  (Randon  Access  Memory):  Recibe  el  nombre  de  memoria principal  o  memoria  del  usuario,  en  ella  se  almacena  información  solo  mientras  la computadora  esta  encendida.  Cuando  se  apaga  o  arranca  nuevamente  la  computadora,  la información se pierde, por lo que se dice que la memoria RAM es una memoria volátil.
La  memoria  ROM  (Read  Only  Memory):  Es  una  memoria  estática  que  no  puede cambiar, la computadora puede leer los datos almacenados en la memoria ROM, pero no se pueden introducir datos en ella, o cambiar los datos que ahí se encuentran; por lo que se dice que esta memoria es de solo lectura. Los datos de la memoria ROM están grabados en forma permanente y son introducidos por el fabricante de la computadora.

Memoria Auxiliar (Externa): Es donde se almacenan todos los programas o datos que el usuario  desee.  Los  dispositivos  de  almacenamiento  o  memorias  auxiliares  (externas  o secundarias) mas comúnmente utilizados son: cintas magnéticas y discos magnéticos.

Definición de Lenguaje
Lenguaje: Es una serie de símbolos que sirven para transmitir uno o mas mensajes (ideas) entre  dos  entidades  diferentes.  A  la  transmisión  de  mensajes  se  le  conoce  comúnmente como comunicación.
La comunicación es un proceso complejo que requiere una serie de reglas simples, pero indispensables para poderse llevar a cabo. Las dos principales son las siguientes:
‹ Los mensajes deben correr en un sentido a la vez.
‹ Debe  forzosamente  existir  4  elementos:  Emisor,  Receptor,  Medio  de Comunicación y Mensaje.

Lenguajes de Programación
Es  un conjunto de símbolos, caracteres y reglas (programas) que le permiten a las personas comunicarse con la computadora.
Los   lenguajes   de  programación   tienen   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  Maquina:  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 mas pequeña el bit (dígito binario 0 o 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, frotran, 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.

Definición de 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.
Un algoritmo es una serie de pasos organizados que describe el proceso que se debe seguir, para dar solución a un problema especifico.
Tipos de Algoritmos
‹   Cualitativos: Son aquellos en los que se describen los pasos utilizando palabras.
‹   Cuantitativos: Son aquellos en los que se utilizan cálculos numéricos para definir los pasos del proceso.
Lenguajes Algoritmicos
Es una serie de símbolos y reglas que se utilizan para describir de manera explícita un proceso.
Tipos de Lenguajes Algoritmicos
‹   Gráficos:  Es  la  representación  gráfica de las  operaciones  que realiza  un  algoritmo (diagrama de flujo).
‹   No  Gráficos:  Representa  en  forma  descriptiva  las  operaciones  que  debe  realizar  un algoritmo (pseudocodigo).

Metodología para la solución de problemas por medio de computadora
Definición del ProblemaEsta 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.
Análisis del Problema
definir:
Una  vez  que  se  ha  comprendido  lo  que  se  desea  de  la  computadora,  es  necesario
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.
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.
Codificación
La codificación es la operación de escribir la solución del problema (de acuerdo a la lógica del diagrama de flujo o pseudocodigo), 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.
Prueba y Depuración
Los  errores  humanos  dentro  de  la  programación  de  computadoras  son  muchos  yaumentan considerablemente con la complejidad del problema. El proceso de identificar yeliminar errores, para dar paso a una solución sin errores se le llama depuración.
La depuración o prueba resulta una tarea tan creativa como el mismo desarrollo de la solución, por ello se debe considerar con el mismo interés y entusiasmo.
Resulta conveniente observar los siguientes principios al realizar una depuración, yaque de este trabajo depende el éxito de nuestra solución.
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  ladocumentación sirve para ayudar a comprender o usar un programa o para facilitar futuras modificaciones (mantenimiento).
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.