Vocabulario

P A R T E I

FUNDAMENTOS

DE PROGRAMACIÓN

3 Programación en C++. Algoritmos, estructuras de datos y objetos

CAPÍTULO 1

Introducción a la ciencia

de la computación

y a la programación

3

Contenido

1.1. ¿Qué es una computadora?

1.2. Organización física de una computadora

(hardware)

1.3. Representación de la información en las

computadoras

1.4. Concepto de algoritmo

1.5. Programación estructurada

1.6. Programación orientada a objetos

1.7. El software (los programas)

1.8. Sistema operativo

1.9. Lenguajes de programación

1.10. C: El origen de C++ como lenguaje universal

1.11. El lenguaje C++: Historia y características

1.12. El lenguaje unificado de modelado UML

2.0

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y LECTURAS RECOMENDADAS

Las computadoras electrónicas modernas son uno de los

productos más importantes de los siglos XX y XXI Y especialmente

la actual década. Son una herramienta esencial

en muchas áreas: industria, gobierno, ciencia, educación...,

en realidad en casi todos los campos de nuestras

vidas. El papel de los programas de computadoras es

esencial; sin una lista de instrucciones a seguir, la computadora

es virtualmente inútil. Los lenguajes de programación

nos permiten escribir esos programas y por consiguiente

comunicarnos con las computadoras.

En esta obra, usted comenzará a estudiar la ciencia de

la computación o informática a través de uno de los lenguajes

de programación más versátiles disponibles hoy

día: el lenguaje C++. Este capítulo le introduce a la

computadora y sus componentes, así como a los lenguajes

de programación, y a la metodología a seguir para la

resolución de problemas con computadoras y con una

herramienta denominada C++.

En el capítulo se describirá el concepto y organiza ción

física (hardware) y lógica (software) de una computadora

junto con las formas diferentes de representación de la

información. El concepto de algoritmo como herramienta

de resolución de problemas es otro de los temas que se

abordan en el capítulo.

Las dos paradigmas más populares y que soporta el

lenguaje de programación C++ son: programación estructurada

y programación orientada a objetos. Junto con las

características de los diferentes tipos de software —en

particular el sistema operativo— y de los lenguajes de

programación y, en particular, C++ y UML 2.0 se articula

la segunda parte del contenido del capítulo.

INTRODUCCIÓN

• Algoritmo.

• CD-ROM, CDR/W.

• Compilador.

• Computadora.

• Diagrama de flujo.

• Diagrama N-S.

• Disquete.

• DVD.

• DVD alta definición.

• Hardware.

• Intérprete.

• Lenguaje de máquina.

• Lenguaje de programación.

• Lenguaje ensamblador.

• Memoria.

• Memoria auxiliar.

• Memoria central.

• Microprocesador.

• Módem.

• Software.

• Unidad central de proceso.

CONCEPTOS CLAVE

4 Programación en C++. Algoritmos, estructuras de datos y objetos

1.1. ¿QUÉ ES UNA COMPUTADORA?

Una computadora1 es un dispositivo electrónico utilizado para procesar información y obtener resultados.

Los datos y la información se pueden introducir en la computadora por la entrada (input) y a continuación

se procesan para producir una salida (output, resultados), como se observa en la Figura 1.1.

La computadora se puede considerar como una unidad en la que se ponen ciertos datos, entrada de datos,

procesa estos datos y produce unos datos de salida. Los datos de entrada y los datos de salida pueden

ser realmente cualquier cosa, texto, dibujos o sonido. El sistema más sencillo de comunicarse una persona

con la computadora es esencialmente mediante un ratón (mouse), un teclado y una pantalla (monitor).

Hoy día existen otros dispositivos muy populares tales como escáneres, micrófonos, altavoces, cámaras

de vídeo, cámaras digitales, etc.; de igual manera, mediante módems, es posible conectar su

computadora con otras computadoras a través de redes, siendo la más importante, la red Internet.

COMPUTADORA

Programa

Datos de

entrada

Datos de

salida

Figura 1.1. Proceso de información en una computadora.

Los componentes físicos que constituyen la computadora, junto con los dispositivos que realizan las

tareas de entrada y salida, se conocen con el término hardware. El conjunto de instrucciones que hacen

funcionar a la computadora se denomina programa, que se encuentra almacenado en su memoria; a la

persona que escribe programas se llama programador y al conjunto de programas escritos para una

computadora se llama software. Este libro se dedicará casi exclusivamente al software, pero se hará una

breve revisión del hardware como recordatorio o introducción según sean los conocimientos del lector

en esta materia. En el Anexo A de la página oficial del libro (www.mhe.es/joyanes) puede encontrar

una amplia información de “Introducción a las computadoras”, si desea ampliar este apartado.

1.2. ORGANIZACIÓN FÍSICA DE UNA COMPUTADORA (HARDWARE)

La mayoría de las computadoras, grandes o pequeñas, están organizadas como se muestra en la Figura

1.2. Constan fundamentalmente de tres componentes principales: Unidad Central de Proceso (UCP)

o procesador (compuesta de la UAL, Unidad Aritmética y Lógica, y la UC, Unidad de Control); la memoria

principal o central y el programa.

1 En España está muy extendido el término ordenador para referirse a la traducción de la palabra inglesa computer.

Introducción a la ciencia de la computación y a la programación 5

Si a la organización física de la Figura 1.2 se le añaden los dispositivos para comunicación con la

computadora, aparece la estructura típica de un sistema de computadora: dispositivos de entrada, dispositivos

de salida, memoria externa y el procesador/memoria central con su programa (Fig.1.3).

Dispositivos

de entrada

Dispositivos

de entrada/

salida

Dispositivos

de salida

Memoria externa

(almacenamiento

permanente)

Unidad

de control

Memoria

central

Unidad

aritmética

y lógica

UCP (Procesador)

bus

bus

bus

bus

Figura 1.3. Organización física de una computadora.

1.2.1. Dispositivos de Entrada/Salida (E/S)

Los dispositivos de Entrada/Salida (E/S) (en inglés, Input/Output I/O) o periféricos permiten la comunicación

entre la computadora y el usuario.

Unidad de control,

UC

UAL

Procesador (CPU) Memoria principal

Entrada

de datos

Salida

de datos

Programa

Figura 1.2. Organización física de una computadora.

6 Programación en C++. Algoritmos, estructuras de datos y objetos

Los dispositivos de entrada, como su nombre 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. Los dispositivos de entrada convierten la información de entrada en señales

eléctricas que se almacenan en la memoria central. Dispositivos de entrada típicos son teclados, lectores

de tarjetas perforadas —ya en desuso—, lápices ópticos, palancas de mando (joystick), lectores de

códigos de barras, escáneres, micrófonos, lectores de tarjetas digitales, lectores RFID (tarjetas de

identificación por radio frecuencia), etc. Hoy día tal vez el dispositivo de entrada más popular es el ratón

(mouse) que mueve un puntero gráfico (electrónico) sobre la pantalla que facilita la interacción usuariomáquina2.

Los dispositivos de salida permiten representar los resultados (salida) del proceso de los datos. El

dispositivo de salida típico es la pantalla (CRT)3 o monitor. Otros dispositivos de salida son: impresoras

(imprimen resultados en papel), trazadores gráficos (plotters), reconocedores (sintetizadores) de

voz, altavoces, etc.

Dispositivos de entrada/salida y dispositivos de almacenamiento masivo o auxiliar (memoria externa)

son: unidad de discos (disquetes, CD-ROM, DVD, cintas, discos duros, etc.), videocámaras, memorias

flash, USB, etc.

Figura 1.4. Dispositivo de salida (Impresora HP Color LaserJet 2600n).

1.2.2. La memoria central (interna)

La memoria central o simplemente memoria (interna o principal) se utiliza para almacenar información

(RAM, Random, Access Memory). En general, la información almacenada en memoria puede ser

de dos tipos: instrucciones, de un programa y datos con los que operan las instrucciones. Por ejemplo,

para que un programa se pueda ejecutar (correr, rodar, funcionar..., en inglés, run), debe ser situado en

la memoria central, en una operación denominada carga (load) del

...