Programacion y desarollo de software

Programación y desarrollo de software

El software es un conjunto de programas y rutinas que permiten a la computadora realizar determinadas tareas. Sin este la computadora no podría manejarse, convirtiéndose en un montón de partes.

3.1. Creación de programas de computación

Un programa de computadora es un conjunto de instrucciones que la CPU de una computadora puede entender y ejecutar. Los programadores crean programas al escribir declaraciones en un editor. Los programas o software se pueden dividir en tres categorías principales: sistemas operativos, herramientas, aplicaciones.

Los programas están compuestos por un módulo principal y submodulos, los cuales están almacenados en un conjunto de archivos, los programas grandes pueden contener miles de archivos cada uno con un propósito distinto.

Algunos archivos contienen instrucciones para la computadora y otros contienen datos, para el sistema operativo Windows algunas de las extensiones para archivos son las siguientes:

• Archivos ejecutables: Un ejecutable (.exe) es un archivo diseñado para poder iniciar un programa. En su interior están pues las instrucciones precisas para poder ejecutar un programa determinado o varios.
• Archivos de biblioteca dinámica de vínculos: Un archivo de biblioteca de vínculos dinámicos (DLL, Dynamic-Link Library) es un archivo ejecutable que permite a los programas compartir código y otros recursos necesarios para realizar determinadas tareas. Un archivo .dll no puede ejecutarse por si mismo, en lugar de esto sus comandos son accedidos por un programa que esta ejecutándose.
• Archivos de iniciación: Los archivos de iniciación (.ini) provienen de "Windows Initialization file". Tipo y extensión de archivos de configuración usados para las aplicaciones en el sistema operativo Windows. Son archivos de sólo texto, totalmente legibles por los usuarios y fácilmente modificables.
• Archivos de ayuda: Los archivos de ayuda (.hlp) son los archivos de ayuda de Windows (el nombre de la extensión proviene de Help). Al hacer doble click sobre un archivo con extensión hlp éste se abrirá con la Ayuda de Windows. Los archivos de ayuda no tienen un editor.
• Archivos de secuencia de comandos: Los archivos de secuencia de comandos (.bat) son archivos ejecutables que se procesan o ejecutan secuencialmente, también llamados archivos de procesamiento por lotes. Un archivo .bat contiene una serie de instrucciones que, al ejecutarse, se va procesando secuencialmente permitiendo así automatizar diversas tareas.

Interacción software/hardware

El software es la razón por la cual las personas compran computadoras. Las instrucciones de un programa se ejecutan en el nivel del hardware principalmente en el CPU.

Los programadores de computadoras crean una lista de instrucciones, esta lista se conoce como código y el proceso de escritura de la lista se conoce como codificación.

Código: Se refiere a las declaraciones escritas en cualquier lenguaje de programación. Es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa.

El código debe ser perfecto antes de poder ser ejecutado. No se permiten errores gramaticales o de sintaxis en la programación.

Código maquina: La memoria e interruptores de procesamiento de una computadora utilizan el sistema binario de numeración, el cual consiste en unos y ceros El lenguaje máquina es el único lenguaje que puede ejecutar una computadora. El lenguaje de máquina es un código que es interpretado directamente por el microprocesador. El lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones ejecutadas en secuencia que representan acciones que la máquina podrá tomar.

Lenguajes de programación: Un lenguaje de programación es un lenguaje formal diseñado para expresar procesos que pueden ser llevados a cabo por máquinas como las computadoras. Los lenguajes de programación le permiten al programador describir un programa  utilizando una variante del idioma inglés básico. Los resultados se guardan en un archivo denominado código fuente.

Compiladores e intérpretes: Una vez creado el fragmento de código fuente, el programador debe convertirlo en código máquina antes de que pueda ejecutarse en una computadora. El trabajo de convertir el código fuente lo hace uno de dos tipos de programas.

Un Compilador el cual convierte el código a un lenguaje mucho más sencillo y entendible por la máquina, informa al usuario si existen errores en el código fuente con el fin de ejecutar la aplicación sin problema, si existe algún error simplemente se detiene. El resultado del compilador se conoce como código objeto.

Un intérprete  también convierte el código fuente en código máquina. Sin embargo en lugar de crear un archivo de código  de objeto ejecutable, lo traduce y luego ejecuta cada línea del programa, una a la vez.

Planeación de un programa de cómputo

El escribir un programa puede ser extremadamente difícil. Sin un plan, el programador escribirá un programa defectuoso o completamente inútil para realizar una tarea. Cuando se cuenta con una planeación, el programador tendrá una idea de lo que debe hacer y sabrá por dónde comenzar. Dos herramientas para la planeación que utilizan los programadores con frecuencia son los diagramas de entrada – proceso – salida (IPO) y pseudocódigo.

El diagrama IPO ayuda al programador a determinar lo que es necesario para escribir el programa. Consiste en tres columnas.

En la primera columna el programador lista qué datos son necesarios para resolver la tarea. En la última columna, el programador lista los resultados que desea obtener. La columna de en medio es la parte difícil. En esta columna el programador lista los pasos que son necesarios para obtener el resultado que se desea. Por lo general los pasos se escriben en pseudocódigo.

Cuando se inicia un programa, la computadora comienza a leer y llevar a cabo declaraciones en el punto de entrada del principal archivo ejecutado (main).

Después de la ejecución de la primera declaración, el programa pasa el control (o flujo) a otra declaración y así sucesivamente hasta que se ejecuta la última declaración del programa; entonces el programa termina. El orden en el cual se ejecutan las declaraciones de un programa se conoce como control de flujo del programa.

 Los pasos que se representan en un diagrama de IPO normalmente conducen hacia un resultado deseado. En conjunto, estos pasos se conocen como algoritmo. Los pasos para encontrar una solución son los mismos sin importar que se encuentre la solución en una computadora o a mano.

En ocasiones puede no existir el algoritmo para resolver el problema, o el algoritmo es tan complejo que no puede codificarse o ejecutarse. En estos casos, los programadores recurren a utilizan la heurística para ayudar a resolver problemas o realizar tareas.

La heurística es similar a los algoritmos; es un conjunto de pasos para encontrar la solución de un problema. Pero a diferencia de los algoritmos, una solución heurística no proporciona una garantía de encontrar la mejor solución posible sino que ofrece probabilidades de encontrar una solución, aunque no necesariamente sea la mejor.

3.2. Lenguajes de programación y el proceso de programación

La programación puede llegar a ser un proceso completo y complejo; requiere de cierta capacitación, planeación y algunas herramientas especializadas.  

Los programadores exitosos están bien informados en dos áreas importantes: las herramientas de programación y el proceso de programación.

3.3 La evolución de los lenguajes de programación

Para hacer que el desarrollo de software sea un poco más sencillo para los programadores se crearon los lenguajes de programación.  En estos lenguajes los programadores pueden escoger entre muchas herramientas de desarrollo que difieren enormemente en capacidad, flexibilidad y facilidad de uso.

3.4 Categorías de los lenguajes de programación

Los lenguajes de programación se utilizan alrededor del mundo. Algunos de estos lenguajes son obsoletos y se utilizan para mantener sistemas viejos, mientras que otros son tan nuevos que pocos programadores saben explotarlos.

Los lenguajes de programación se agrupan por su lugar en la evolución de los lenguajes de programación. Conforme a su historia evolutiva, se dividen en tres categorías: lenguaje máquina, ensamblador y de alto nivel.

3.4.1. Lenguajes de código máquina y ensamblador

El lenguaje máquina es el único lenguaje que puede ejecutar una computadora, es específico en cada arquitectura, es un código que es interpretado directamente por el microprocesador, está compuesto por un conjunto de instrucciones ejecutadas en secuencia que representan acciones que la máquina podrá tomar.

El lenguaje máquina es el único que entiende directamente la computadora, utiliza el alfabeto binario que consta de los dos únicos símbolos 0 y 1, denominados bits. Para representar datos que contengan una información se utilizan una serie de unos y ceros cuyo conjunto indica dicha información.

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