Conceptos de PROGRAMACION

Programa

Es una secuencia de instrucciones que se ejecutaran para realizar una función.

 Sistema Operativo

Programa o conjunto de programas que administra la operación de la computadora asignando tiempo del procesador, espacio en memoria, recursos a los programas de aplicación que se ejecuten.

Ejemplos:

Windows

Linux

Unix

MacOS

Componentes más importantes de un sistema operativo

Procesador de texto

Administrador de tareas

Administrador de dispositivos

Interfase del usuario

Comunicaciones

Administrador de archivos

Administrador de memoria

Lenguajes de programación

        Ensamblador

        Compiladores

        Interpretes

Depurador (Debug)

Aplicaciones        

  El Proceso de desarrollo de programas

        El desarrollo de programas de computadora ha evolucionado desde el tiempo de hacer una lista de comandos  en secuencia lineal, luego hacer un programa con instrucciones mas complejas con instrucciones concisas, funciones y rutinas o archivos entrelazados etc, después se adoptó la forma de programación estructurada  hasta llegar al diseño de Programación Orientada a Objetos con versiones visuales de los lenguajes.

El ciclo de desarrollo de un programa de computadora  implica las siguientes etapas que pueden realizarse en secuencia, traslapadas o iterativamente:        

Análisis de los requerimientos

Conocer el problema

Conocer la solución

Hallar una solución

Diseño preliminar

Prototipo (si se requiere)  

Diseño detallado

Codificación (Escribir el programa en el lenguaje de la computadora)

Interfase con el usuario(Preguntas, respuestas, Reportes, Formularios)

Manejo de la información

Formulas y procesamiento de la información

Pruebas

Mantenimiento (este se puede aplicar desde el diseño detallado)

 Operación del Programa

El Modo de Operación del programa puede ser de varias formas, dependiendo de cómo se desee o se pueda realizar la ejecución del programa.

 En el procesamiento por lotes “BATCH”, el programa se forma en una fila de comandos y se procesa cuando le toque el turno en secuencia “el primero en entrar es el primero en salir” (PEPS), en este tipo de procesamiento no se toma en cuenta la duración del procesamiento de una tarea.

Procesamiento en tiempo y recursos compartidos. (Multitatrea)

Multiprocesador. Repartir una tarea en varios procesadores y realizar operaciones en paralelo para que al final se reúnen los resultados parciales en un resultado final.

        En el procesamiento por eventos  la ejecución de una función del programa responde a un evento realizado por el usuario o por un dispositivo, mientras tanto el programa realiza un ciclo de espera hasta que sucede un evento, después realiza la función correspondiente, y regresa al ciclo de espera, normalmente es un lazo de programa  “Polling”.

        Procesamiento en tiempo real  el programa toma las entradas de un proceso en operación, procesa la información y ajusta algún parámetro del proceso, toma alguna decisión o genera un bloque de información para ser usada lo más pronto posible. El procesamiento de imágenes puede ser útil para  algunos procesos de manufactura, ensamble, de identificación o medición de objetos en línea.

Modos de Diseño de programas

        El diseño de programas se ha venido realizando de acuerdo a las posibilidades y la tecnología disponible en cada época llamándoles “paradigmas” o modos de diseñar programas o “software”, que sin duda debe estar soportado por otros programas para ese propósito.

        En la década de los 70s, se consideraba que programar en forma estructurada y de “arriba-abajo” top-down era la forma correcta de hacerlo, de esta manera se le dio solución al problema de hacer programas sin algún formato, solamente el código escrito según el criterio del programador comúnmente se le llamaba programas tipo “spaghetti”  debido a la secuencia compleja del flujo de ejecución del programa.

        El diseño de “arriba –abajo” se realiza escribiendo primero la interfase del usuario o las pantallas o formularios de entrada al programa, después se desarrollan rutinas del siguiente nivel y así sucesivamente, hasta escribir las rutinas controladoras de dispositivos al final. Existe la contraparte, el diseño de “abajo hacia arriba”, que es a la inversa del que se describió anteriormente. Las ventajas relevantes del método descendente “arriba abajo” son dos, primero es que la interfase entre un módulo y otro para pasar datos y tareas es desarrollado aun sin tener terminado el módulo del nivel siguiente, la segunda ventaja se deriva de la primera y se refiere a la posibilidad de demostrar avances ó emitir una versión de prueba del programa pero con algunas funciones deshabilitadas, debido a que no están terminadas.

        El análisis estructurado descompone el problema a resolver en una secuencia estructurada de especificaciones que son: (1) Diagramas de Flujo de Datos (DFD), donde se muestra la descomposición toda la función en procesos, y el flujo de datos e interfases entre los procesos; (2) un diccionario de datos que documenta los datos y las interfases en el DFD, y (3)  la descripción de transformaciones que documenta la función de cada proceso, del DFD.

        El diseño estructurado pretende realizar un producto que satisface las especificaciones técnicas y las restricciones impuestas por el entorno computacional científico y comercial. El diseño estructurado produce  componentes que se pueden llamar “cajas negras” porque se conoce su función, pero no como la hace.

        La programación estructurada establece técnicas estandarizadas de codificación, y evita algunas instrucciones de los lenguajes que tienden a motivar los malos hábitos de programación. Un programa estructurad se apega al diagrama de flujo que esta formado por sub funciones con una entrada y una salida. Las ventajas de escribir programas estructurados son varias, son programas fáciles de leer, de entender, de documentar con esto es más rápido encontrar errores o realizar modificaciones.

        El Desarrollo Orientado a Objetos descompone el problema en líneas de datos relacionados entre sí. Conceptualmente, el programa es descompuesto en objetos, cada uno de ellos es una combinación de datos que relaciona una parte del problema con el código que realiza un conjunto de funciones bien definidas que usan estos datos. Los Datos y el código del programa son encapsulados en un paquete  cerrado, esta técnica es apropiada para aplicaciones manejadas por eventos. Cada objeto se comporta como una caja negra que realiza sus funciones bien definidas, en respuesta a la demanda, pero sin mostrar su contenido, o como trabaja. Un objeto se activa al recibir un mensaje, y cuando termina responde con otro mensaje. Esta forma de trabajar genera módulos separados y se evita que al modificar uno de ellos, afecte a otra parte del programa.

        El Análisis Orientado a Objetos de un problema resulta en una lista de objetos que trabajarán juntos para resolver el problema. Esto incluye especificaciones de los datos (atributos) y las funciones (servicios) de cada objeto. El análisis orientado a objetos se realiza sin considerar el tipo de procesador o periféricos, el sistema operativo, las herramientas de diseño que serán utilizadas en la etapa de programación.

        En la Programación Orientada a Objetos, el programador usualmente inicia con una plantilla de aplicación, que es un programa que ya tiene muchas funciones genéricas comunes a la mayoría de los programas. Esta plantilla sirve como esqueleto para realizar un programa completo. El programa de base o plantilla maneja normalmente un lazo de espera de eventos y un identificador de eventos. El programador solamente tiene que agregar los objetos relacionados a su aplicación agrupando los datos y funciones en unidades independientes. Los nuevos objetos no tienen que desarrollarse desde cero, se pueden utilizar objetos existentes de la plantilla y heredar sus propiedades para formar nuevos objetos.

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