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Logicacomputacionalyprogramacion 121119003511-phpapp01 Document Transcript

  • 1. LÓGICA COMPUTACIONAL Y PROGRAMACIÓN C u a d ernillo d e p ro cedim ien to s pa ra el a pren d iza je (V er sió n par a fase in icial) C ON L A C O LA B ORA CIÓ N DE L uis G abriel M ondragón To rre s 1
  • 2. LÓGICA COMPUTACIONAL Y PROGRAMACIÓN Cuadernillo de procedimientos para el aprendizaje 1999. Secretaría de Educación Pública/ Dirección General del Bachillerato COSTO DE RECUPERACIÓN $ 12.00 2
  • 3. ÍNDICE Presentación............................................................................................................................................................ 5 UNIDAD I. Lógica computacional................................................................................................................. 1. Conceptos generales........................................................................................................................................... 2. Programación lineal........................................................................................................................................... 3. Programación estructurada.............................................................................................................................. 4. Programación orientada a objetos.................................................................................................................. ¿Qué he aprendido?................................................................................................................................................ Quiero saber más..................................................................................................................................................... 8 12 14 16 18 20 23 UNIDAD II. Estructura de datos.................................................................................................................... 1. Datos...................................................................................................................................................................... 2. Conjuntos.............................................................................................................................................................. 3. Registros................................................................................................................................................................ 4. Arreglos................................................................................................................................................................. ¿Qué he aprendido?................................................................................................................................................. Quiero saber más..................................................................................................................................................... 24 26 27 28 29 32 33 UNIDAD III. Programación estructurada básica..................................................................................... 1. Declaración de las estructuras de datos......................................................................................................... 2. Operaciones básicas............................................................................................................................................ 3. Archivos................................................................................................................................................................. 4. Operaciones con archivos.................................................................................................................................. ¿Qué he aprendido?................................................................................................................................................ Quiero saber más..................................................................................................................................................... 34 36 38 40 43 45 47 UNIDAD IV. Programación estructurada intermedia............................................................................. 1. Procedimientos y funciones............................................................................................................................... 2. Impresión de reportes........................................................................................................................................ 3. Lenguajes de programación estructurada..................................................................................................... ¿Qué he aprendido?................................................................................................................................................. Quiero saber más..................................................................................................................................................... 48 50 55 57 59 60 UNIDAD V. Programación orientada a objetos......................................................................................... 1. Especificaciones para el pseudocódigo........................................................................................................... 2. Proceso para el desarrollo de soluciones....................................................................................................... 3. Lenguajes de programación orientada a objetos......................................................................................... ¿Qué he aprendido?................................................................................................................................................. Quiero saber más..................................................................................................................................................... 61 63 64 67 68 69 3
  • 4. 4
  • 5. LÓGICA COMPUTACIONAL Y PROGRAMACIÓN PRESENTACIÓN En el marco del Bachillerato General, la Capacitación en Informática tiene como finalidad brindarte un acercamiento al campo laboral, a través de desarrollar procesos de trabajo tales como uso de aplicaciones de tipo general o específico, diseño de sistemas y bases de datos, así como el manejo de redes y la lógica computacional para plantear soluciones a problemas relacionados con la informática. Al egresar de esta capacitación podrás operar como el enlace entre usuarios de sistemas de información y computadoras personales o conectadas en red, utilizando programas de aplicación general o específica. De igual modo, podrás implementar sistemas elementales de información utilizando técnicas de análisis y diseño de sistemas, bases de datos relacionales y herramientas de programación. La Informática ha avanzado a pasos gigantescos en la última década, de tal forma que los grandes equipos de cómputo que consumían enormes cantidades de energía, ahora se han convertido en computadoras portátiles con baterías recargables de larga duración. A la par de esta evolución del hardware ha evolucionado también el software, definiéndose aplicaciones con interfaces cada vez más amigables con el usuario. Esta evolución se ha dado al tratar de acercarnos cada vez más a los procesos que se realizan en nuestra vida cotidiana para resolver problemas de cualquier índole. La asignatura de Lógica Computacional y Programación es vital para entender que la elaboración del software requiere que el programador tenga un pensamiento lógico, razonado y sistemático, para plasmar dichos procesos de uso cotidiano en sentencias entendibles por la computadora y, por ende, la utilización de ésta como un medio electrónico para realizar tareas. Conforme vayas avanzando en el estudio de esta asignatura, te darás cuenta que no es fácil desarrollar soluciones prácticas en el primer intento, ya que para lograrlo necesitarás aplicar las metodologías para la solución de problemas presentadas en este curso, encontrando así, cada vez que resuelvas un problema, mayor facilidad para planear buenas soluciones. Esta asignatura no sólo te ayudará a resolver problemas de informática, también te dará elementos para resolver problemas escolares o de tu vida cotidiana, permitiéndote lograr una mejor organización en tus actividades diarias. La asignatura de Lógica Computacional y Programación pretende brindarte los elementos teóricos-prácticos de la metodología estructurada, para desarrollar formas de pensamiento lógicas que requiere esta disciplina, por lo cual se considera una de las asignaturas básicas de la Capacitación. En esta asignatura revisaremos temas relacionados con metodologías para resolver problemas simples y complejos, de tal forma que desarrolles habilidades que te permitan planear soluciones alternativas a las propuestas en las prácticas. La informática nace como una solución para resolver problemas que requieran realizar muchas operaciones, de tal forma que se definen ciertos lenguajes de programación para escribir instrucciones que la computadora entienda, es decir, un lenguaje máquina. En un principio los lenguajes de programación llamados de «bajo nivel» se acercaban mucho al lenguaje máquina, tal es el caso del lenguaje ensamblador; posteriormente fueron evolucionando dichos lenguajes a un lenguaje más coloquial, 5
  • 6. por lo cual se requirió de un traductor a lenguaje máquina, dichos lenguajes se conocen como lenguajes de programación de «alto nivel». A partir de esta evolución es como surgen las diferentes metodologías de programación, empezando por la programación lineal, la cual resuelve problemas simples de una forma secuencial. Con el paso del tiempo se ha visto que esta metodología no siempre permite generar programas grandes o complejos de una forma organizada, ya que el programador puede perder la secuencia lógica del programa al revisar los códigos generados para resolver dichos problemas. Es así como surge la propuesta de una nueva metodología orientada a resolver problemas grandes de una forma estructurada, al segmentar un problema en problemas más simples, programando soluciones específicas para cada segmento o módulo. Es así como la programación estructurada permitió por primera vez realizar grandes programas de cómputo organizados y estructurados, fáciles de leer y corregir, esta metodología sigue vigente hasta nuestros días. Al empezar a implementarse aplicaciones de tipo gráfico diseñadas en un lenguaje de programación lineal o estructurado, se ve la necesidad inminente de evolucionar nuestras metodologías de programación a un lenguaje de programación que permita generar objetos gráficos, los cuales realicen tareas específicas al operarlos de formas diferentes, pero sin perder de vista la modularidad de los procesos. Es así como surge la programación orientada a objetos, la cual se fundamenta en una metodología de programación estructurada. Actualmente, la tendencia es a una metodología de programación orientada a eventos, ya que en ésta únicamente definimos los procesos para los objetos ya definidos por el lenguaje de programación y no en sí al objeto, facilitando enormemente la tarea de diseñar objetos. Las unidades están constituidas por las siguientes secciones: ¿Qué voy aprender? En este apartado encontraremos los propósitos y los objetivos de cada una de las unidades didácticas. Es muy importante que tengas en mente lo que vas a lograr con el estudio de los temas del programa, tener claridad de la meta es fundamental para poder utilizar las herramientas de que disponemos para llegar a ella. Con la intención de presentarte un proceso de trabajo, en la primera unidad se describe el planteamiento de una situación laboral “real”, la cual llamaremos situación de aprendizaje. Durante el desarrollo de toda la guía se harán referencias al Manual de Ejercicios y Prácticas, en donde se presentará la solución parcial de dicha situación; la parte faltante te corresponderá desarrollarla. También debes desarrollar las prácticas, ya que ellas te darán los elementos de modelaje en la solución de la situación de aprendizaje. ¿Cómo aprendo? En esta sección encontrarás las actividades de aprendizaje, mismas que te irán llevando paso a paso a través de estrategias de solución, pero siéntete con la libertad de probar otros caminos después de que hayas dominado el que se te propone. Para que puedas realizar las actividades, es conveniente que entiendas la manera particular en la que se estructura el Cuadernillo de procedimientos para el aprendizaje con respecto a un tema determinado. Te presentamos en todos los temas una tabla con tres columnas: en la primera de ellas, titulada actividades de aprendizaje se incluye una secuencia de acciones que debes realizar para acercarte con mayor facilidad al estudio de la Lógica Computacional y Programación, haciéndose referencias al manual de ejercicios y prácticas para reforzar los contenidos revisados y resolver la situación de aprendizaje; en la segunda recursos, se proporcionan algunas sugerencias para que encuentres fácilmente la información que requieres; finalmente, en la tercera columna, llamada productos, se anotan los resultados concretos que debes obtener al terminar la secuencia de actividades correspondiente a cada tema, tales productos deben servirte como un control de tu propio avance. Te servirán también para ir formando un glosario con los términos más usuales y sus definiciones; es decir, un diccionario personal que te ayudará, en caso de dudas, al utilizar alguna de las herramientas que estás estudiando. 6
  • 7. ¿Qué he aprendido? Al concluir el estudio de cada unidad, te convendrá detenerte a pensar acerca de tus logros y descubrir qué tan firme y precisa se está llevando a cabo tu formación en esta asignatura. Se te plantea una serie de preguntas que te ayudarán a valorar tu esfuerzo. No es un examen sino una evaluación, se trata de que ejerzas tu capacidad de reflexión acerca de ti mismo y que, en caso de ser necesario, revises aquellos puntos del programa de estudio que consideres que todavía no dominas por completo. Será el momento de revisar también tus actitudes con respecto a la manera en que estudias. Te sugerimos que elabores una tabla de logros para que lleves tu registro personal, seguramente al ir anotándolos, te darás cuenta con satisfacción que el esfuerzo ha valido la pena. Quiero saber más. En esta sección se te presentan artículos interesantes relacionados con la unidad para que puedas extender tu horizonte de conocimiento. Es muy conveniente que asumas que no todo lo que necesitas saber se te proporcionará en un curso, por el contrario, deberás estar siempre alerta, a enfrentar nuevos retos para que tu aprendizaje sea realmente el que necesitas para resolver tus propios problemas. Ubicación de la asignatura La asignatura de Lógica Computacional y Programación, se ubica en el eje básico de la Capacitación en Informática. La importancia de esta asignatura es que contribuye en tu formación dentro de la capacitación y te brinda elementos necesarios para la implantación de sistemas de información de una organización. Su ubicación gráfica se representa del siguiente modo: Sistemas de Información I EJE BÁSICO Sistemas de Información II Lógica Computacional y Programación Bases de Datos I EJE DE APLICACIÓN Bases de Datos II Aplicaciones gráficas con programas integrados Aplicaciones específicas con programas integrados EJE COMPLEMENTARIO Introducción a las Redes Relacióndirecta Relación indirect Objetivo de la asignatura Comprender los conceptos y principios generales de la programación estructurada y la orientada a objetos, a partir de revisar los elementos de la lógica computacional, la estructuración de los datos y las características técnicas de ambos tipos de programación, para el desarrollo de programas elementales. 7
  • 8. ¿QUÉ VOY A APRENDER? UNIDAD I LÓGICA COMPUTACIONAL Objetivo de la Unidad: Construir algoritmos elementales, utilizando los principios de la programación lineal, la programación estructurada y la programación orientada a objetos, para propiciar en el estudiante la habilidad de proponer soluciones sistemáticas a problemas sencillos. En esta primera unidad aprenderás a desarrollar habilidades para realizar modelos lógicos, mismos que te ayudarán a resolver diferentes tipos de problemas y procesar información de una manera sistemática y razonada, y algoritmos elementales a través del uso de diferentes metodologías para el desarrollo de soluciones relacionadas con el campo de la informática. Para ello, deberás primero aprender el uso de los algoritmos como un proceso descriptivo de la solución de un problema y la representación gráfica de los datos de entrada y salida de un proceso, para proponer soluciones factibles de realizar. Conforme ha pasado el tiempo y dada las experiencias de los diferentes programadores, las formas de programación han variado de tal forma que las metodologías han sufrido una evolución constante, por lo que en esta unidad explicaremos tres de estas metodologías según fueron apareciendo. Al revisar las diferentes metodologías (lineal, estructurada y orientada a objetos) para resolver problemas, te darás cuenta que cada una de ellas utiliza diferentes representaciones gráficas, éstas te permitirán visualizar de una forma más clara el proceso necesario para elaborar dichas metodologías. Para desarrollar un programa primeramente debes identificar cual es su finalidad y que procesos intervienen en su solución, posteriormente tendrás que definir las acciones que realiza cada proceso y por último, podrás codificar todos los procesos en un lenguaje de programación, el cual al ser traducido al lenguaje máquina (conjunto de sentencias o instrucciones específicas entendibles por la computadora) nos permitirá lograr nuestro objetivo, que podría ser la sistematización del proceso de entrada y salida de un estacionamiento, la administración de un hotel, el registro de mensajería, etc. En el desarrollo de la situación y las actividades de aprendizaje que se te proponen y aquellas que realices por cuenta propia, podrás identificar las diferentes técnicas que existen para resolver cualquier tipo de problema, ya sea simple o complejo. 8
  • 9. Los temas que forman el contenido de esta unidad se presentan a continuación: Unidad I. Lógica computacional Lógica computacional utiliza Algoritmo representado por el Diagrama de entrada proceso salida utiliza técnicas de Programación lineal utiliza al Diagrama de flujo Programación estructurada utiliza la Técnica de segmentación tiene Estructuras lógicas Programación orientada a objetos tiene utiliza el Pseudocódigo Objetos Clases Métodos Pseudocódigo Debes notar que los conceptos más importantes están sombreados. Préstales especial atención puesto que forman parte del conjunto de conceptos fundamentales en tus estudios de informática. 9
  • 10. A continuación te presentamos la situación de aprendizaje, la cual te presenta un proceso real de trabajo, muy similar a los que puedes encontrar en el campo laboral. SITUACIÓN DE APRENDIZAJE Una empresa distribuidora al mayoreo de aparatos eléctricos para el hogar, en su área de ventas, registra y controla su información de manera manual. En un sentido de modernizar sus procesos, solicita el apoyo técnico para que se adquiera y programe una computadora que se utilizará como parte del proceso de registro y control de ventas. El personal encargado de proporcionar el apoyo técnico, realiza una investigación detallada de las operaciones y movimientos manuales que se realizan para llevar a cabo el trabajo cotidiano. Como resultado de la investigación, se obtiene una descripción de los procesos que se resumen en los siguientes puntos: 1. La Sra. Mercedes Suárez es quien recibe las solicitudes de compra. El origen de la solicitud puede ser de cualquiera de las siguientes tres formas: • Vía telefónica: • Por correo: • Personal: El cliente, mediante el uso del teléfono solicita los artículos y las cantidades que requiere. La empresa recibe constantemente los pedidos por escrito, mismos que llegan por el servicio del correo. Los clientes acuden personalmente y realizan su pedido de manera verbal. 2. La Sra. Mercedes S. al recibir la solicitud de compra, la registra en la Libreta de Pedidos, anotando los datos del cliente, los artículos que solicita, así como el número secuencial que identifica de manera unívoca al pedido (Clave del pedido). Sin embargo, antes de registrar la solicitud, verifica la seriedad de la misma de la siguiente forma: • Si el cliente es conocido y se encuentra registrado en la Libreta de Clientes, se procede a asentar el pedido correspondiente. Si el pedido se recibió por vía telefónica o por correo y, si el caso lo amerita, se ratifica el pedido telefónicamente, como una manera de checar los datos y descartar la posibilidad de error o de un falso pedido. • Si el cliente es nuevo, es decir, no está registrado en la Libreta de Clientes, procede a darlo de alta en la libreta, anotando los siguientes datos: Nombre de la empresa, razón social, giro, teléfonos, fax, nombre de la persona de enlace, domicilio, fecha de registro en la libreta, así como la clave de cliente que lo identificará en la empresa y que corresponde a un número secuencial precedido por la letra “C” (C1234). Posteriormente se registra la solicitud y como en el caso anterior, se verifica por teléfono la seriedad del pedido. 3. La Sra. Mercedes S. dispone de varias Libretas y Tarjetas para registrar la información, mismas que se describen a continuación: • Libreta de clientes: Es una relación consecutiva de los clientes que han adquirido productos en la empresa, ordenada por la clave del cliente. En ésta se registran el nombre de la empresa, sus teléfonos, domicilio, nombre de la persona con quien se realizó el contacto, fecha del primer pedido y su número de cliente. 10
  • 11. • Tarjeta de clientes: Cada uno de los clientes tiene asociada una tarjeta de registro detallada con los datos incluidos en la Libreta de Clientes, además de los artículos que ha adquirido. Se anota para cada uno de ellos las fechas, cantidades, precios y referencia de las facturas con que se remitieron a los clientes. Las tarjetas están ordenadas alfabéticamente por el nombre de la empresa para su fácil ubicación. • Catálogo de artículos: Aquí se incluyen los artículos que dispone la empresa para su venta, el catálogo es actualizado semestralmente en dos versiones por el área de mercadotecnia: a) Catálogo de artículos por orden alfabético b) Catálogo de artículos ordenados por Clave de artículo. Cada artículo se identifica con una clave similar a las anteriores (A9999). La información que se incluye en el catálogo es: Clave del artículo y descripción detallada del mismo, nombre, domicilio y teléfonos del fabricante, costo unitario y de venta, descuentos y una o varias fotografías del artículo. 4. En otro momento, la Sra. Mercedes S. y con la ayuda de una secretaria, elabora las facturas, tomando como base la Libreta de pedidos. Las facturas se identifican mediante un número (F99999) e incluyen la información del cliente, destino, fecha de elaboración y se detalla la información relacionada con los artículos solicitados por el cliente: Clave del artículo, descripción genérica, cantidad de artículos, costo unitario de venta e importe por el número de artículos. En cada factura es posible registrar hasta cinco artículos distintos, en caso de requerirse, se utilizarán tantas facturas como sean necesarias. En la parte inferior de cada factura se incluyen además el subtotal por la totalidad de los artículos, I.V.A. y total a cobrar. 5. Las facturas se llenan en original y tres copias (Cliente, Ventas, Contabilidad y Almacén). El original y la copia del Almacén se envían a éste último para que proceda a surtir y enviar los artículos a los clientes. La copia para el área de Contabilidad se remite a esa área y la de Ventas se utiliza como comprobante del área emisora. 6. El paso siguiente consiste en registrar el número de factura en que se remitieron los artículos, en la Libreta de Pedidos y las Tarjetas de Clientes, y de esta forma se cierra el ciclo de registro de la información. 7. Finalmente, cada dos semanas se elabora un listado con los artículos solicitados y vendidos durante este periodo, mismo que se turna a los directivos de la empresa. El listado contiene información detallada y global como son: Clave de los artículos vendidos, su descripción genérica, cantidades, fechas, importes, los clientes a quienes se les vendió con sus correspondientes subtotales y totales. El grupo técnico tendrá que desarrollar varios programas y definir los archivos que almacenarán la información del registro y control de ventas. La interacción de los programas y archivos sustituirán el proceso manual que se utiliza. Se agilizará el registro de la información así como la posibilidad de considerar procesos de la información adicionales a los ya establecidos. 11
  • 12. ¿CÓMO APRENDO? 1. CONCEPTOS GENERALES Objetivo: Identificar los elementos de la programación moderna, mediante la revisión del concepto de algoritmo y las generalidades de las metodologías actuales, para la construcción de programas. Para empezar a estudiar el tema de Lógica Computacional es necesario conocer previamente su utilidad, la cual es que adquieras habilidades para resolver problemas informáticos utilizando la computadora, a través de desarrollar un pensamiento lógico, sistemático y razonado que te permita proponer soluciones al elaborar algoritmos elementales, utilizando las diferentes metodologías que existen para su desarrollo. En nuestra vida cotidiana, cualquier actividad que realizamos la podemos describir con una serie de acciones o tareas. Igualmente, siempre estamos valorando si dicha actividad va a lograr lo que nosotros queremos, a partir de ir tomando decisiones durante el desarrollo de la misma, sin perder de vista qué es lo que queremos lograr y qué requerimos para lograrla. De esta misma forma podemos ver un proceso informático, el cual nace a partir de un problema que requiera del uso de la computadora. Para resolverlo se deberá desarrollar un algoritmo, el cual no es más que un conjunto de actividades o procesos formados por una serie de instrucciones o tareas organizadas de forma lógica, que nos permiten alcanzar un resultado o resolver un problema. Muchas veces aplicamos el algorimo de manera inadvertida, inconsciente o automatica, ya que son tantas las veces que se ha resuelto, que dificilmente nos ponemos a enumerar los pasos para alcanzar el objetivo, y por lo tanto lo hacemos en forma automática. Por otra parte, existe una gran cantidad de problemas que requieren de un análisis profundo y de un pensamiento flexible y estructurado para su solución, como es el caso de la programación, donde convergen técnicas y herramientas metodológicas que permiten llevar a cabo la construcción de algoritmos eficientes y por consiguiente la resolución del problema. Para poder llegar a la solución de un problema deben considerarse las siguientes etapas1: Problema Análisis profundo del problema Etapa 1 1 Construcción del algoritmo Verificación del algoritmo Etapa 2 Etapa 3 Tomado de Osvaldo Cairó. Metodología de la Programación. Tomo 1, México, Alfaomega, p. 5. 12
  • 13. Las características que los algoritmos deben reunir son: a) Precisión. Los pasos a seguir deben ser claros y correctos. b) Determinismo. El algoritmo, dado un conjunto de datos de entrada idénticos, debe arrojar siempre los mismos resultados. c) Finitud. El algoritmo, independiente de la complejidad del mismo, siempre debe ser de longitud finita. Es importante considerar los datos de entrada para la verificación de nuestro algoritmo. A continuación se presentan las actividades que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Productos Realiza la lectura de la páginas sugeridas y contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Qué es un algoritmo? 2. ¿Cuáles son las características que poseen los algoritmos? 3. ¿Para qué sirven los lenguajes de programación y cuál es su relación? Preguntas resueltas. Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. pp. 2-6, 40-46. Consulta en la enciclopedia Encarta lo referente a programación y lenguajes de programación y elabora una ficha. Enciclopedia Encarta. Ficha con los conceptos. Realiza la lectura de las paginas sugeridas y contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Cuáles son los inconvenientes de la programación convencional o lineal (secuencias de instruciones maquina)? 2. ¿Cuál es el objetivo de la programación estructurada utilizando la programación modular? 3. ¿Cuál es la ventaja de la programación orientada a objetos sobre la estructurada? Joyanes Aquilar, Luis. Fundamentos de Programación. pp. 95-97. Preguntas resueltas. Joyanes Aguilar, Luis. Programación orientada a objetos. España McGraw-Hill, Osborne, 1998. p.p. 4-18. Realiza los ejercicios 1-4. Ejercicios 1-4 resueltos. Manual de ejercicios y prácticas. 13
  • 14. De tu entorno, consulta con una o más personas las actividades que realizan en su trabajo y represéntalas en un algoritmo. Algoritmo. 2. PROGRAMACIÓN LINEAL Objetivo: Comprender las bases y principios de la programación lineal, mediante la revisión general de los diagramas de flujo y su aplicación, para la solución de problemas y su descripción gráfica. La programación lineal permite escribir algoritmos de una forma secuencial, es decir, cada instrucción se ejecuta hasta que la anterior se haya realizado, no obstante, podemos referenciar a una línea desde nuestra secuencia que no sea la siguiente, de tal forma que al terminar una secuencia de instrucciones podremos referenciar a la línea que continuaba en nuestra ejecución. Visto gráficamente su representación sería la siguiente: Instrucción 1 Instrucción 2 Instrucción 3 Instrucción 4 ... Instrucción n La herramienta más común para representar este tipo de algoritmo basado en una metodología lineal es el diagrama de flujo, que no es más que la representación gráfica del algoritmo por medio de símbolos. Si el diagrama de flujo está completo y correcto, el paso del mismo a un lenguaje de programación es relativamente simple y directo. En el tema anterior mencionábamos que siempre que se incorpore un dato correcto en un proceso, el dato de resultado tendrá que ser correcto. Lo que haremos en la prueba de escritorio será valorar si nuestro proceso contiene y toma las decisiones correctas al seguir la lógica de sus tareas definidas. La intención de una prueba de escritorio es identificar los posibles errores de lógica, sintaxis y de entrada que existen en un proceso, éste puede estar descrito a través de un algoritmo, diagrama de flujo, pseudocódigo, diagrama de Top-Down, etc. La forma de verificarlo será introduciendo al proceso un dato de entrada, del cual conocemos su salida, de tal forma que sigamos toda la lógica del proceso para ir identificando como se va procesando la información y, en dado caso, ajustar nuestro proceso o validarlo. Un ejemplo simple de una prueba de escritorio es el siguiente. Realizar la prueba de escritorio del siguiente algoritmo: 1. 2. 3. 4. Solicitar dato A. Solicitar dato B. Multiplicar dato A con dato B y el resultado asignarlo en C. Despliega el mensaje “El resultado es:”,C 14
  • 15. Se sabe que si A = 1 y B = 2, el resultado de la multiplicación será 2. Ahora iremos introduciendo la información conforme se la vaya solicitando el algoritmo. Paso 1: Asignar A=1 Paso 2: Asignar B=2 Paso 3: Multiplicar 1•2 y el resultado asignarlo en C, es decir, C=2 Paso 4: Escribir “El resultado es: 2” Dado que el resultado obtenido es el esperado en la prueba de escritorio, podemos validar dicho algoritmo, es decir, el algoritmo es correcto. A continuación te presentamos las actividades que deberás realizar; en caso de dudas o problemas consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. referente a las reglas de construcción y simbología básica pp. 46-56 para el desarrollo de diagramas de flujo. Productos Ficha de contenido sobre las reglas de construcción y simbología básica para el desarrollo de diagramas de flujo. A partir de la consulta anterior explica la importancia del uso de diagramas para representar algoritmos. Importancia del uso de los diagramas de flujo. Realiza los ejercicios 5-7. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 5-7 resuletos. De los algoritmos de los ejercicios 1 y 2 realiza sus pruebas de escritorio. Manual de ejercicios y prácticas. Pruebas de escritorio. Resolución de la Práctica 1. Con relación a la situación de aprendizaje, desarrolla la Práctica 1, donde realizarás el diagrama de flujo correspondiente. De las actividades de programación resueltas (2.1 a la 2.5), interpreta los diagramas de flujo presentados. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Interpretación de los diagramas de flujo. pp. 59-64. 15
  • 16. 3. PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Objetivo: Comprender las bases y principios de la programación estructurada, mediante la revisión general de la técnica Top-Down, las estructuras lógicas y el pseudocódigo, para la solución de problemas y su representación. La metodología de programación estructurada se fundamenta en técnicas de segmentación, la cual plantea que un problema se puede dividir en problemas más pequeños (módulos) y más simples de resolver, de tal forma que la suma de las soluciones de cada problema sea el resultado de la solución total de éste. Problema 8 Problema 7 Solución 8 Solución 7 Problema 1 Problema 6 Solución 1 Solución 6 Problema 2 Solución 2 Solución Total = Solución1 + Solución 2 + Solución 3 + Solución 4 + Solución 5 + Solución 6 + Solución 7 + Solución 8 Problema 5 Problema 3 Solución 3 Solución 5 Problema 4 Solución 4 Esta metodología permite desarrollar algoritmos a través de módulos, los cuales realizan tareas bien definidas. De esta forma, el módulo se define una sola vez y se llama tantas veces como sea necesario, mediante el nombre que lo identifica. La forma gráfica que lo representa sería la siguiente: Módulo Principal Módulo 1 Módulo 2 Módulo 3 La técnica Top-Down (Arriba-Abajo) es la que se utiliza frecuentemente en la programación estructurada, la cual no es más que la representación gráfica de la división del problema en subproblemas más simples, estableciendo un orden jerárquico y relaciones entre ellos, puede ser vista de la siguiente manera: 16
  • 17. Módulo Raíz Módulo 1 Módulo 1.1 Módulo 2 Módulo 1.2 Módulo 2.1 Módulo 2.2 Módulo 2.1.1 El diagrama de Top-Down, se lee de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, la relación de los módulos es jerárquica, es decir, el módulo padre puede hacer uso de los módulos hijos pero no viceversa. Entenderemos por módulo padre al módulo inmediato superior al módulo actual y por módulo hijo al módulo inmediato inferior del módulo actual. Cuando hablemos de programación estructurada vamos a hacer referencia al pseudocódigo, que es la descripción de la solución de un problema por bloques o módulos, donde dicha descripción de la solución se apoya en las estructuras lógicas (se revisarán a detalle en la unidad III), las cuales son una serie de sentencias que permiten evaluar expresiones según los criterios establecidos para la solución. Si consideramos la figura anterior, podemos afirmar que cada módulo ejecuta una tarea específica, la cual se describe con el pseudocódigo que a su vez utiliza a las estructuras lógicas para dar solución al problema planteado. La metodología estructurada se apoya en la metodología modular para conseguir elaborar programas eficaces y es la base para la metodología orientada a objetos y la metodología orientada a eventos. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para cubrir con este tema. Actividades de aprendizaje Elabora un cuadro sinóptico de las características de la programación estructurada y modular. Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. pp. 95-100. Productos Cuadro sinóptico con las características de la programación estructurada y modular. Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ficha de contenido sobre la técnica Top-Down. referente a la técnica Top-Down pp. 41-32, 99 y 100. o de segmentación. 17
  • 18. Consulta el texto y elabora un cuadro donde se visualicen gráficamente las estructuras lógicas, describiendo sus características. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Cuadro gráfico-descriptivo de las estructuras lógicas. pp. 100-121. Investiga la definición de Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ficha de contenido sobre el pseudocódigo. pseudocódigo y su utilidad para pp. 58-59. describir tareas. Elabora una ficha de contenido. Realiza los ejercicios 8 -10. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 8–10 resueltos. Desarrolla la Práctica 2, donde aplicarás los conceptos relacionados con la metodología de programación estructurada. Manual de ejercicios y prácticas. Resolución de la Práctica 2. De las actividades de Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., programación resueltas (4.18 a la pp. 154-160. 4.24), verifica que el pseudocódigo responda a la solución planteada en el análisis. Análisis de pseudocódigos, que valide la lógica del pseudocódigo y el uso de las estructuras lógicas. 4. PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Objetivo: Comprender las bases y principios de la programación orientada a objetos, mediante la revisión de sus conceptos básicos y el proceso de construcción de programas, para la solución de problemas y su representación. La programación orientada a objetos se apoya en la programación estructurada y utiliza sus técnicas para diseñar programas, se caracteriza por definir objetos con un determinado conjunto de atributos, como pueden ser: las clases, herencias, métodos, poliformismos, entre otros. Por ejemplo, revisemos el siguiente objeto: Clase: botón. Herencia: Abrir barras para buscar programas o aplicaciones. Método: Dar un clic sobre el botón. La programación orientada a objetos permite lograr una mejor interface o interacción con el usuario, ya que éste únicamente hace uso del objeto y el programa se encarga de realizar todas las actividades asignadas. 18
  • 19. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para desarrollar este tema. Actividades de aprendizaje Realiza la lectura de las paginas sugeridas y contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Qué es un objeto? 2. ¿Qué es la programación orientada a objetos? 3. ¿Qué es poliformismo, herencia y encapsulado? 4. ¿Cuál es la estructura de un programa? 5. ¿Cómo se comunican los objetos y qué son los métodos? 6. ¿Cuál es la importancia de la programación orientada a objetos? Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Programacion orientada a objetos. España .McGraw-Hill, Osborne, 1998. p.p. 13, 14, 17, 23, 74, 75, 83, 87, ,91-44 y184-185 Productos Preguntas resueltas. Realiza los ejercicios 11 y 12. Ejercicios 11 y 12 resueltos. Define los datos y procedimientos que requerirán los objetos libreta y tarjeta, planteados en la Manual de ejercicios y prácticas. situación de aprendizaje. Definición de datos y procedimientos de la situación de aprendizaje. Situación de aprendizaje. 19
  • 20. ¿QUÉ HE APRENDIDO? A continuación te presentamos una pequeña evaluación de esta unidad para que valores tus avances logrados hasta el momento. 1. Lee con atención cada uno de los siguientes conceptos y coloca dentro del paréntesis la letra de la definición que le corresponda. Concepto Definición ( ) Diagrama de flujo. a) Serie de instrucciones o pasos a seguir para lograr una tarea o la resolución de un problema. ( ) Dato de entrada. b) Al término del proceso se obtendrá la información procesada, la cual nos dará la solución del problema planteado. ( ) Módulo. c) Representación gráfica del algoritmo, por medio de símbolos. ( ) Dato de salida. d) Realiza tareas definidas, de tal forma que si un proceso se requiere varias veces se hará referencia a éste varias veces. ( ) Procedimiento. e) Información necesaria para iniciar un proceso o tarea y resolver un problema definido. 2. Lee con atención cada una de las siguientes proposiciones y coloca dentro del paréntesis una V si es verdadera o una F si es falsa. ( ) La programación lineal dio la pausa para establecer la programación orientada a objetos. ( ) La representación gráfica de la programación estructurada es el diagrama de Top-Down. ( ) Objetos, mensajes y herencias son conceptos utilizados en la programación orientada a objetos. ( ) El pseudocódigo es el paso anterior a la codificación de un programa estructurado. 20
  • 21. 3. Identifica los siguientes símbolos utilizados en los diagramas de flujo y escribe lo que significa cada uno, según su enumeración. 1 2 7 8 14 13 4 3 9 15 1.-_______________________________ 3.-_______________________________ 5.-_______________________________ 7.-_______________________________ 9.-_______________________________ 11.-______________________________ 13.-______________________________ 15.-______________________________ 10 5 6 11 12 16 2.- ______________________________ 4.- ______________________________ 6.-______________________________ 8.-______________________________ 10.-_____________________________ 12.-_____________________________ 14.-_____________________________ 16.-_____________________________ 4. Lee cuidadosamente las siguientes preguntas y contéstalas correctamente. a) b) c) d) ¿Qué es un algoritmo? ¿Qué es la programación lineal? ¿Qué es la programación estructurada? ¿Qué es la programación orientada a objetos? 5. Lee cuidadosamente los siguientes casos y desarrolla los algoritmos, diagramas de flujo y diagramas de Top-Down que los describan. A) La Unidad de Registro y Control Escolar decide sistematizar la expedición de Certificados parciales, ya que actualmente se realizan de la siguiente forma: • El auxiliar solicita al alumno su credencial y tira de materias del último semestre; si no debe materias procede a registrarlo para elaborar su certificado parcial, solicitándole al estudiante que regrese en una semana. • El auxiliar consulta el expediente del estudiante buscando datos personales y calificaciones, para llenar el certificado parcial. • Una vez capturado el certificado parcial el auxiliar solicita al responsable que lo firme y éste lo registra en la libreta de certificados parciales emitidos. • Por último, entrega el certificado parcial al estudiante. B) El estacionamiento “El coche veloz” ofrece sus servicios de estacionamiento a todos los particulares que deseen dejar su vehículo en un lugar seguro. Dicho estacionamiento cuenta con tres niveles, donde en cada nivel tiene 70 cajones de estacionamiento enumerados de la siguiente forma: P1-01, donde el P1 nos indica el piso y los 21
  • 22. dos últimos números el cajón, asimismo cuenta con 20 choferes los cuales tienen una clave de registro única (Ch01). El dueño del estacionamiento propone que el control de entradas de los vehículos y pagos del servicio sea de la siguiente forma: • Se recibe al vehículo particular entregándole a cambio un boleto de estacionamiento, el cual • • • • tiene un número de folio. Se le asigna a dicho vehículo un cajón que se encuentre disponible y se registra la hora de entrada y la clave del chofer que lo recibió en una computadora. Posteriormente, a la hora de recoger un vehículo se le solicita el boleto al dueño y se registra la hora de salida del vehículo correspondiente, según el folio. El sistema indica el piso, el número de cajón donde se encuentra el vehículo y el importe a pagar; en caso de que el vehículo no se encuentre en las mismas condiciones que cuando entró, se podrá ver en el sistema el nombre del chofer que lo recibió. En el momento de pagar el importe de estacionamiento, el sistema asignará dicho cajón como disponible para otro vehículo. El dueño desea contar con dos reportes semanales: a) Ganancias obtenidas. b) Nombre, clave, antigüedad y edad de los choferes ordenados por el numero de vehículos estacionados. 22
  • 23. QUIERO SABER MÁS Artículos tomados de Curso IBM de programación. Introducción a la programación en 32 bits. (México, D.F.), núm. 1, pp. 2 y 5. 23
  • 24. ¿QUÉ VOY A APRENDER? UNIDAD II ESTRUCTURA DE DATOS Objetivo de la Unidad: Identificar las estructuras de datos, mediante el reconocimiento de la información y la forma de estructurarla para su procesamiento. Hasta el momento hemos revisado de forma muy genérica las metodologías de programación lineal y estructurada para resolver diferentes tipos de problemas, sin embargo, el definir algoritmos o pseudocódigos que planteen la descripción de la solución de un problema es sólo el 50% del camino, el otro 50% lo constituye la información que va a ser procesada. Entenderemos por información al conjunto de datos que hacen referencia o describen las características o atributos de algo, por lo cual tendremos que definir perfectamente los datos involucrados en la resolución del problema. Esto lo podemos resumir en la siguiente ecuación: Pseudocódigo = Instrucciones + Datos Los datos los podemos clasificar en constantes (datos que no cambian durante la ejecución del pseudocódigo) y variables (datos que pueden ir adoptando diferentes valores durante la ejecución del pseudocódigo). La ventaja de generar un pseudocódigo es que podemos codificarlo en cualquier lenguaje de programación, esto implica que utilizaremos los recursos de la computadora para resolver el problema, siendo aquí donde tendremos que utilizar las estructuras de datos (espacio en memoria de la PC para manipular los datos) definidas en el pseudocódigo, para resolver nuestro problema. Los datos variables según el tipo de datos que almacene pueden ser simple o agrupado, es decisión del programador definir el tipo de datos a utilizar, tomado como base el problema a resolver. Ten mucho cuidado al definir un tipo de dato u otro, ya que de esto depende que la solución planteada funcione adecuadamente, evitando fallas en el manejo de información. Un dato es un atributo o característica de un objeto o individuo; por ejemplo, los atributos de una persona son: Edad Color del cabello Estatura Sexo 24
  • 25. Sin embargo los valores o datos varían de una persona a otra (17 años, negro, 1.70 m, masculino), sin embargo las estructuras de datos (edad, color del cabello, estatura, sexo) siguen siendo las mismas para todos. Entenderemos por estructuras de datos a los espacios asignados en memoria para almacenar datos. Las estructuras de datos pueden almacenar valores variables y constantes, los cuales definiremos como tipos de datos: variables y constantes. Los datos constantes son objetos que contienen valores que no cambian durante la ejecución de un programa, son valores fijos. Ejemplo: Los meses del año = 12 meses Estaciones del año = 4 Los datos variables son objetos que contienen valores que pueden cambiar a medida que se ejecuta un programa; la forma de escribirlos en el pseudocódigo es asignando un identificador o nombre al tipo de dato variable, indicando que va a almacenar datos cuyos valores sean de una naturaleza determinada. Entenderemos por naturaleza de un dato al valor que se almacena en la estructura de datos, de tal forma que podemos definir datos de tipo numérico, cuando el valor hace referencia a cantidades; de tipo carácter, cuando el dato contiene valores que hacen referencia a un nombre y dirección; de tipo lógico cuando el valor que se almacena puede ser verdadero o falso; de tipo gráfico cuando el valor almacenado hace referencia a una fotografía; entre otros. En esta unidad revisaremos los datos constantes y variables y la naturaleza de los últimos. Los contenidos que conforman esta unidad son los siguientes: Unidad II. Estructura de datos Tienen una Datos Estructura de datos Pueden ser Constantes Variables Simples Agrupados De tipo Numéricos Alfanuméricos Ordinales Como los Lógicos Gráficos 25 Conjuntos Registros Arreglos
  • 26. ¿CÓMO APRENDO? 1. DATOS Objetivo: Describir la estructura de datos simples con pseudocódigo, a través de identificar el tipo y naturaleza de los datos e indicaciones técnicas, para su correcta especificación en el contexto de la solución de un problema. Los datos a procesar por una computadora pueden clasificarse en simples y agrupados. La principal característica de los datos simples es que ocupan sólo una casilla de memoria, por lo que hacen referencia a un único valor a la vez. Dentro de este tipo de datos se encuentran: numéricos; alfanuméricos, ordinales, lógicos y gráficos. Numéricos: Son valores enteros y reales. Por ejemplo: Total = Entero Pi = 3.1416 Alfanuméricos: Son valores de tipo carácter o cadena de caracteres, números y caracteres especiales. Por ejemplo: Nombre = Cadena de caracteres Sexo = Carácter Ordinales: Son valores que son definidos por el usuario en forma enumerada, estos pueden ser enteros, lógicos y caracteres. Por ejemplo: Días = (Domingo, Lunes, Martes, Miércoles, Jueves, Viernes, Sabado) Objetos =(Silla, Mesa, Banca, Pizarrón, Gis, Puerta, ventana) Lógicos: Son valores que sólo pueden ser verdadero o falso. Por ejemplo: Casado : Lógico Acreditado: Lógico Gráficos: Son valores que contiene una imagen o dibujo asignado a este tipo de dato. Por ejemplo: Dibujo: Gráfico Bandera: Gráfico Es muy importante que aprendas a definir los tipos datos que vas a utilizar en la resolución de un problema, indicando su naturaleza si son datos variables, ya que estos son parte esencial para la generación del pseudocódigo. A continuación se presentan las actividades que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. 26
  • 27. Actividades de aprendizaje Recursos Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. sobre tipos de datos constantes y Fundamentos de programación. variables. Elabora una ficha de pp. 16-17. contenido. Investiga acerca de la naturaleza de los datos simples (numéricos, alfanuméricos, ordinales, lógicos y gráficos) y agrupados o estructurados (conjuntos, registros y arreglos). Productos Ficha de contenido sobre los tipos de datos constantes y variables. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Fichas de contenido sobre la pp. 13-15, 203, 204, 261-263. naturaleza de los datos simples y agrupados. Eduardo Alcalde y Miguel García. Informática básica. pp. 219-221. Elabora un cuadro comparativo Ficha de contenido sobre entre los tipos de datos simples y datos simples y agrupados. agrupados o estructurados. Cuadro comparativo entre datos simples y agrupados. Realiza el ejercicio 13. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicio 13 resuelto. Realiza el ejercicio 14. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicio 14 resuelto. 2. CONJUNTOS Objetivo: Identificar la utilidad de los datos agrupados como conjuntos, mediante la revisión de sus características y operaciones, para su aplicación en la solución de problemas. Un conjunto es un grupo de datos que tiene como característica principal pertenecer al mismo tipo de dato simple. Cada objeto que está en el conjunto recibe el nombre de miembro o elemento del conjunto. Miembro o elemento Conjunto de números enteros: 53 1 19 Las operaciones que podemos hacer con los conjuntos son las siguientes: Pertenencia. Ver si un elemento o conjunto está incluido en otro conjunto. Igualdad. Dos conjuntos son iguales si tienen exactamente los mismos elementos. Unión. Se crea un nuevo conjunto con los elementos de los dos conjuntos a unir. Intersección. Se crea un nuevo conjunto con los elementos comunes de interceptar dos conjuntos. 27
  • 28. Diferencia. Definiendo A y B como dos conjuntos, el resultado de A - B son los elementos de A que no estan en B, de igual forma B – A son los elementos de B que no están en A. A continuación te presentamos las actividades que deberás realizar; en caso de dudas o problemas consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Productos Realiza una consulta bibliográfica Enciclopedia Encarta u otra sobre la definición de conjuntos bibliografía a tu alcance. Ficha de contenido sobre la definición de conjuntos. Elabora un cuadro sinóptico Enciclopedia Encarta u otra sobre las posibles operaciones con bibliografía a tu alcance. conjuntos y presenta algunos ejemplos. Cuadro sinóptico sobre operaciones de conjuntos. Realiza el ejercicio 15. Ejercicio 15 resuelto. Manual de ejercicios y prácticas. 3. REGISTROS Objetivo: Identificar la utilidad de los datos agrupados como registros, mediante la revisión de sus características técnicas, para su aplicación en la solución de problemas. Los registros son considerados una herramienta poderosa para estructurar datos y organizar información de diferentes tipos bajo el nombre de una sola variable. En la práctica a veces se necesitan estructuras que permitan almacenar distintos tipos de datos según su naturaleza, a los cuales introduciremos en una nueva estructura llamada registro. REGISTRO CAMPO Es un dato estructurado, donde cada uno de sus componentes se denomina campo. Tipo de dato que puede ser simple o agrupado (arreglo o registro). Como un registro es un dato estructurado, no puede accesarse directamente como un todo, sino que debe especificarse qué elemento (campo) del registro interesa. Para ello existe la siguiente sintaxis. Variable_Registro . Nombre_del_campo Nota. No confundas la estructura de datos (medio de almacenamiento de los datos) con los datos estructurados o agrupados (arreglos, registros y archivos). 28
  • 29. Ejemplo: Registro_Alumno =REGISTRO Nombre : Cadena[20] Calle : Cadena[9] Numero : Entero Telefono : Cadena[9] Edad : Entero TERMINA REGISTRO A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para cubrir con este tema. Actividades de aprendizaje Realiza una consulta bibliográfica acerca de la definición de registro y sus componentes. Realiza los ejercicios 16 y 17. Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. pp. 260-265. Manual de ejercicios y prácticas. Productos Ficha de contenido sobre la definición de registro y sus componentes. Ejercicios 16 y 17 resueltos. 4. ARREGLOS Objetivo: Identificar la utilidad de los datos agrupados como arreglos, mediante la revisión de sus características técnicas y la posibilidad de crear estructuras más complejas, para su aplicación en la solución de problemas. Los arreglos nos permiten organizar un número considerable de elementos relacionados y del mismo tipo, simple o estructurado. A continuación se describen varios de los términos utilizados en los arreglos. ARREGLO COMPONENTES O ELEMENTOS ÍNDICES Colección finita, homogénea y ordenada de elementos. Hacen referencia a los elementos que forman el arreglo, es decir, a los valores que almacenan en cada una de las casillas del mismo. Apunta, direcciona o selecciona un elemento o componente de un arreglo. Se requiere de n índices para n dimensiones. Se pueden manejar arreglos de tipo unidimensional, bidimensional, tridimensional, n-dimensional. Observaciones: 1. El índice puede ser de tipo carácter, entero o enumerado. 2. Los datos de los componentes del arreglo pueden ser de cualquier tipo. 3. Se utiliza corchetes para indicar el tamaño de un arreglo. 29
  • 30. Ejemplo: Letras = Arreglo [1..13] de caracter Entenderemos por localidad a la dirección o ubicación de un componente dentro del registro. Existen también arreglos multidimensionales, hasta ahora sólo hemos definido arreglos en una sola dimensión, es decir, que requieren de un solo índice para ubicar al elemento deseado. Si hablamos de un arreglo bidimensional implica que requiere de dos índices, la forma de escribirlo es la siguiente: Artículos_y_Precios = Arreglo[1..4,A..B] de cadenadecaracteres Su representación gráfica sería la siguiente: A B Comida 123 1 Telas 98 2 Pastelería 71 3 Discos 150 4 La ventaja de utilizar arreglos multidimensionales es que podemos manipular datos direccionados por: uno, dos, tres o más índices. Anteriormente se mencionó que un arreglo puede ser de cualquier tipo, por lo tanto, un arreglo puede estar formado por componentes de tipo registro, esto se escribiría de la siguiente manera: Datos_alumno = REGISTRO Nombre : Cadena Edad : Entero TERMINA REGISTRO Alumnos: Array [1..5] de Datos_alumno Este ejemplo marca que existe un arreglo llamado Alumnos con cinco elementos de tipo registro “Datos_alumno” con dos campos. Gráficamente se vería de la siguiente forma: Campo Nombre Juan Pérez 14 1 Componente Campo Edad Pedro López 21 2 Registro 5 Luis Durán 16 3 Margarita Irra 24 4 Índice Rebeca Cruz 45 5 A continuación se te presentan algunas formas de accesar la información del arreglo anterior: Referencia al campo nombre de la localidad 2. (Pedro López) Alumnos[2].Nombre Referencia al campo edad de la localidad 5. (45) Alumnos[5].Edad 30
  • 31. Para desarrollar este tema, realiza las siguientes actividades. Actividades de aprendizaje Recursos Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. sobre la definición de arreglos (tablas o arrays) y sus pp. 203-215. componentes. Productos Ficha de contenido sobre la definición de arreglo y sus componentes. Elabora un cuadro sinóptico sobre los arreglos bidimensionales y multidimensionales. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Cuadro sinóptico sobre arreglos bidimensionales pp. 215-2224. multidimensionales. Realiza los ejercicios 18 y 19. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 18 y 19 resueltos. Realiza la Práctica 3, que te introducirá a la aplicación de las estructuras de datos requeridas para la situación de aprendizaje. Manual de ejercicios y prácticas. Resolución de la Práctica 3. Realiza del ejercicio 6.6 al 6.24. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ejercicios resueltos. pp. 235 y 236. 31
  • 32. ¿QUÉ HE APRENDIDO? A continuación te presentamos una pequeña evaluación de esta unidad para que valores tus avances logrados hasta el momento. 1. Lee con atención cada uno de los siguientes conceptos y coloca dentro del paréntesis la letra de la definición que le corresponda. Concepto Definición ( ) Conjunto. a) Atributo o característica de un objeto o individuo. ( ) Arreglo. b) Grupo de datos que tiene como característica pertenecer al mismo tipo de dato simple. ( ) Dato. c) Dato estructurado, donde cada uno de sus componentes se denomina campo. ( ) Registro. d) Colección finita, homogénea y ordenada de elementos. 2. Identifica en los siguientes esquemas el nombre de lo que se señala y escríbelo en las líneas correspondientes. Registro A B L uis 6 5 1 7 A v. de lo s M ila g ro s 118 876-12- 29 876-12- 30 20 9 0 A.________________________________ 5 6 7 8 B.________________________________ Arreglo H 1 A 2 J 3 I 4 N 5 M 6 K 7 O 8 C C.________________________________ P 9 S 10 E 11 T 12 V 13 D D.________________________________ 3. Lee cuidadosamente las siguientes preguntas y contéstalas correctamente. a) ¿Qué son los datos simples? b) ¿Qué son los datos agrupados o estructurados? 4. Del problema 5 de la primera unidad ubicado en la sección qué he aprendido, define las estructuras de datos más adecuadas. 32
  • 33. QUIERO SABER MÁS Tomados de Curso de IBM de programación. Introducción a la programación en 32 bits. (México, D.F.), núm. 1, pp. 10 y 14. 33
  • 34. ¿QUÉ VOY A APRENDER? UNIDAD III PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA BÁSICA Objetivo de la Unidad: Aplicar los principios básicos de la programación estructurada en la solución de problemas elementales, mediante la especificación de la estructura de datos y las operaciones a realizar, para desarrollar el pseudocódigo requerido. Como comentábamos en la unidad anterior, el pseudocódigo generado para la solución de un problema puede ser codificado en cualquier lenguaje de programación, de tal forma que en esta unidad nos dedicaremos a explicar las estructuras lógicas, la forma de definir la estructura de datos y las posibles operaciones que se pueden realizar con los datos definidos, como parte del pseudocódigo. Por lo anterior, podemos decir que la programación estructurada permite generar pseudocódigos más entendibles, ya que la finalidad de utilizar estructuras lógicas es la de permitir al pseudocódigo tomar una serie de decisiones a partir de los datos de entrada, permitiendo llevar el flujo correcto de las instrucciones o sentencias para obtener las salidas deseadas. (información procesada). Dentro de este procedimiento de información que envuelven la ejecución o realización de sentencias y la toma de decisiones, iremos realizando asignaciones, lecturas, escrituras, evaluación de expresiones y operaciones básicas, para que en su totalidad obtengamos una solución mediante la metodología de programación estructurada. Es importante señalar que muchas veces requerimos que esta información procesada se almacene en algún dispositivo de almacenamiento secundario, por lo cual definiremos a los archivos como la estructura de datos que permite almacenar información de una manera permanente y las posibles operaciones que se pueden realizar con ellos para leerlos, modificarlos o eliminarlos. A continuación te presentamos los conceptos de la unidad y las posibles relaciones que existen entre ellos. 34
  • 35. Unidad III. Programación estructurada básica Programación estructurada básica Utiliza Pseudocódigo Que tiene Especificaciones Utiliza Realiza Utiliza Estructuras lógicas Operaciones Archivos Tiene De Asignación Lectura Escritura Evaluación de expresiones De tipo Aritméticas De relación Elementos Organización Como Campo Tipos de acceso Tipos de archivos Operaciones Escritura Procesamiento De Registro Lógicas Creación Eliminación Lectura 35
  • 36. ¿CÓMO APRENDO? 1. DECLARACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE DATOS Objetivo: Declarar la estructura de los datos, mediante las especificaciones correspondientes en pseudocódigo, para la referencia apropiada de los datos. A partir de definir un problema y solicitar que desarrolles el pseudocódigo que lo resuelva, identificaremos los datos que intervienen para establecer las estructuras de datos necesarias. Ya hemos revisado los tipos de datos y su naturaleza en la unidad anterior, sin embargo no se ha establecido la forma de declararlos con precisión en el pseudocódigo, según las especificaciones correspondientes. Para esto, estableceremos que las estructuras de datos y los nombres de los diferentes datos se escribirán en español y sin acento (precisiones de idioma). A continuación te presentamos la estructura técnica para un pseudocódigo: PROGRAMA: Descripción breve del programa. TIPOS Lista de tipos requeridos en el programa CONSTANTES Lista de constantes VARIABLES Lista de variables Estructura de datos INICIO DE PROGRAMA {Especificaciones técnicas, pseudocódigo del programa} FIN DEL PROGRAMA Como podrás observar se requiere identificar a nuestro programa con un nombre significativo, definir las estructuras de datos a utilizar y dar las especificaciones de pseudocódigo necesarias para realizar la tarea planteada. Al momento de generar el pseudocódigo de algún problema, agruparemos en un bloque de declaración de tipos, constantes y variables, donde se definirán los datos simples y agrupados o estructurados, de tal forma que un ejemplo simple sería el siguiente: Ejemplo: Declaración de estructuras de datos en el pseudocódigo Se desea generar las estructuras de datos que requiere un sistema que nos informe cuántas horas de clase tiene diarias un alumno, su nombre, grupo, calificaciones de sus cinco asignaturas, las cuales son: matemáticas, física, química, historia e informática, así como su promedio. 36
  • 37. ESTRUCTURA DE DATOS TIPOS Asignaturas =(Matematicas, Fisica, Quimica, Historia, Informatica) Dias_de_la_semana = (Lunes, Martes, Miercoles, Jueves, Viernes) Calificacion = (NA, S, B, MB) Calificaciones_de_asignaturas = Arreglo [Asignaturas] de Calificacion CONSTANTES Total_Asignaturas = 5 Identificadores VARIABLES Registro_alumno = REGISTRO Horario_alumno : Arreglo [Dias_De_la_Semana] de entero Nombre : Cadena Grupo : Cadena[5] Calificaciones : Calificaciones_de_asignaturas Promedio : Real; TERMINA REGISTRO En la sección de tipos se define cualquier tipo de dato que almacene valores simples o agrupados; en la sección de constantes se definen tipos de datos que almacenen valores constantes y en la sección de variables se definen tipos de datos que almacenen valores variables. A continuación se presentan las actividades que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Realiza la lectura de las paginas sugeridas y contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Qué es la cabecera de un programa o algoritmo? 2. ¿Cuáles son los bloques de declaración de variables y constantes? 3. ¿Qué es un comentario? Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. pp. 84-87. Productos Preguntas resueltas Realiza los ejercicios 20 y 21. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 20 y 21 resueltos. 37
  • 38. 2. OPERACIONES BÁSICAS Objetivo: Especificar en pseudocódigo las operaciones básicas factibles de realizar, mediante la revisión de cada una de ellas, para ser aplicadas en el contexto de la solución. La metodología de programación estructurada se basa en el uso de las estructuras lógicas y en el uso de operaciones básicas tales como la asignación de datos, la evaluación de expresiones y la lectura y escritura de datos. Cuando hablamos de asignaciones nos referimos a relacionar un valor con el identificador de un dato, es decir, le asignamos un dato o valor al nombre de una estructura de datos. Sólo puedes asignar valores equivalentes al tipo de dato que tiene la estructura de datos, es decir, tanto la variable como el valor asignado deben ser del mismo tipo. El valor que se le asigna a una variable puede ser tomado de: una constante, un valor definido, el resultado de una operación aritmética o el de otra variable. A los valores constantes se les asigna una sola vez un valor durante todo el pseudocódigo y se definen en el área de constantes, en cambio en los datos variables, las asignaciones pueden ser en diferentes momentos del pseudocódigo. Símbolo u operador para asignación = Ejemplo: Asignaciones en constantes y variables Constantes: Mayor_de_edad = 18 Meses_del_año = 12 Variables: Sueldo_Total = Sueldo_Bruto - Descuento Raiz_cuadrada = Raiz(Numero) I.V.A. = Total*0.15 Generalmente las lecturas son datos capturados del teclado y las escrituras son mensajes enviados al monitor; sin embargo, se pueden realizar lecturas desde el mismo pseudocódigo al asignarse un valor o leer de un archivo (los revisaremos más adelante), asimismo se pueden escribir los datos en la impresora o en un archivo, entre otros. Para procesar información muchas veces lo que hacemos es evaluar expresiones en forma de sentencias o instrucciones. Podemos catalogar estas expresiones en tres tipos, las cuales son: Aritméticas. Son operaciones de tipo matemático, que permiten procesar la información de tal forma que se obtenga un valor. Por ejemplo: Suma = A + B Lógicas. Se utiliza para evaluar expresiones que sólo pueden devolver un valor de verdadero o falso. Por ejemplo: Edad >18 38
  • 39. La expresión es verdadera si la variable edad tiene un valor mayor a 18, de lo contrario será falsa. De relación. Permite realizar una serie de operaciones anidadas, a partir de una expresión que utilice los conectores and, not y or (y, no y o respectivamente), generalmente se utilizan en las estructuras lógicas condicionales (las revisaremos más adelante). Por ejemplo: Si ( A < B) y (J + H = C) entonces D = A Varios autores coinciden en que, para hablar de programación estructurada hay que hablar de estructuras lógicas, ya que son la base para poder escribir el pseudocódigo requerido para solucionar problemas con esta metodología. Una estructura lógica es una sentencia que permite evaluar una expresión a partir de ciertas condicionantes, variando la secuencia del proceso según el resultado obtenido durante el desarrollo del pseudocódigo. Es importante señalar que cuando hablamos de pseudocódigo nos referimos al desarrollo de una solución con una tendencia estructurada en forma algorítmica; sin embargo, cuando hablamos de un programa nos referimos al resultado de la ejecución de un pseudocódigo codificado en un lenguaje de programación. Existen tres tipos de estructuras lógicas: Secuencial. Se ejecuta instrucción tras instrucción o bien, módulo tras módulo. Condicionales o alternativas. Existen dos tipos: la condicional Si-Entonces-De lo contrario y la condicional Caso-Fincaso. Dependiendo del problema se seleccionará entre un tipo y el otro. La diferencia consiste en que el primer tipo de estructura lógica condicional solo puede evaluar un valor, dando dos posibles secuencias de acción; mientras que el segundo tipo puede evaluar varios valores al mismo tiempo y por ende, dar varias secuencias de acción. Repetitivas o iterativas. En algunas ocasiones deseamos que un conjunto de instrucciones o sentencias se repitan un número determinado de veces o hasta que se cumpla una condición (comúnmente se le llama bucle), para esto usamos las estructuras lógicas repetitivas. a) La sentencia MIENTRAS-HAZ-FIN MIENTRAS, repite el bucle hasta que la expresión lógica de la que depende se cumple, es decir, mientras sea verdadera. b) Otra estructura lógica repetitiva es la sentencia REPITE-HASTA, la cual ejecutará sus sentencias internas hasta que se cumpla una condición. c) Por último la sentencia PARA-FIN PARA, es una estructura lógica en la que utilizando una variable que se identifica como índice se repiten las sentencias de un módulo hasta que el índice alcance un valor determinado. Existen dos tipos: el creciente y el decreciente. Nota. Las estructuras lógicas establecen uno de los principios básicos de la programación estructurada. 39
  • 40. A continuación te presentamos las actividades que deberás realizar; en caso de dudas o problemas consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. sobre cómo es una instrucción de Fundamentos de programación. asignación de un valor a una pp. 27-29. variable. Elabora fichas de contenido sobre este tema. Productos Fichas de contenido sobre las asignaciones de valores a datos variables. Investiga sobre la evaluación de Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Fichas de contenido sobre la evaluación de expresiones y expresiones y el uso de las pp. 17-29, 100-144. las estructuras lógicas. estructuras lógicas, elabora fichas de contenido. Realiza los ejercicios 22, 23 y 24. Manual de ejercicios y prácticas. Desarrolla la Práctica 4, que te Manual de ejercicios y prácticas. mostrará la aplicación de los temas vistos hasta este momento, en el problema propuesto en la situación de aprendizaje. Ejercicios 22, 23 y 24 resueltos. Resolución de la Práctica 4. Realiza del ejercicio 1.2 al 1.11. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ejercicios resueltos. pp. 37 y 38. De las actividades de programación resueltas (4.1 a la 4.24), identifica el uso de las estructuras lógicas. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Identificación de las estructuras lógicas. pp. 145-160. Realiza del ejercicio 4.2 al 4.10. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ejercicios resueltos. p. 160. 3. ARCHIVOS Objetivo: Identificar a los archivos como elementos de almacenamiento permanente de datos, mediante la revisión de sus especificaciones y características técnicas, para el desarrollo de soluciones que requieran esta herramienta. Un archivo se define como una estructura de datos que reside en memoria secundaria o dispositivo de almacenamiento, tales como disquetes, cd’s, discos duros y cintas magnéticas, entre otros. Los archivos están compuestos por registros y a su vez por un conjunto de datos, los cuales se pueden manipular de forma conjunta, en otras palabras, los registros se encuentran conformados por campos, que son datos específicos sobre algún conjunto de individuos u objetos. 40
  • 41. Archivo de datos alumnos Registro 6 Registro 5 Registro 4 Registro 3 Registro 2 Registro 1 Campos Nombre: Margarita Irra. Matrícula: 993211-A Grupo: 501 T.M. Capacitación: Informática Cuando se diseña la estructura de datos de un archivo se puede elegir diferentes formas para organizarlo, dependiendo del uso que se le va a dar y del soporte utilizado (cinta o disco). A continuación te presentamos las tres formas de organizar los registros de un archivo. Organización secuencial. Los registros se encuentran organizados en posiciones consecutivas, y sólo se puede acceder a ellos de uno en uno a partir del primero. Organización relativa. También conocida como organización directa o aleatoria. Los registros se colocan y se acceden al indicar el lugar que ocupan dentro del archivo. Organización indexada. Para definir esta organización es importante considerar tres conceptos: a) Área primaria: Contiene los registros. b) Campo clave: Es un campo con un valor que identifica de forma única un registro, por lo que su valor no puede aparecer repetido en otro registro. c) Área de índices: Es un archivo secuencial en el que cada registro establece la clave de un registro del área primaria y su ubicación (dirección). De esta manera el sistema accede de forma directa a una dirección del área primaria a partir del índice. Para comprender mejor este tipo de organización, consideremos el ejemplo clásico en el que buscamos un tema en un libro, primero localizamos en el índice la página del tema y posteriormente abrimos el libro en esa página. Una vez definida la organización de los registros del archivo, el siguiente paso es hablar sobre el acceso a los registros almacenados, esto es, la forma en que accesaremos los registros almacenados en el dispositivo que maneja el soporte. Existen dos modos de acceso: a) El acceso secuencial a un registro se realiza desde el primero y los sucesivos hasta llegar al registro seleccionado. Este método de acceso se puede utilizar con cualquier soporte y organización. 41
  • 42. b) El acceso aleatorio sólo se puede realizar en los denominados soportes direccionables, como los discos magnéticos; éste consiste en accesar a un registro directamente, es decir, sin accesar los registros anteriores. Ejemplo: A continuación te presentamos la comparación de los modos de acceso entre dos diferentes soportes de almacenamiento: Las cintas o casetes de música tienen un tipo de acceso secuencial , ya que para escuchar la canción No. 5 debes recorrer la cinta a través de las canciones 1, 2, 3 y 4. En cambio los CD´s tienen un tipo de acceso aleatorio, dado que para escuchar la canción No. 5 bastará con direccionar esa canción. El acceso es más rápido en este tipo de soporte, ya que no se requiere accesar canción por canción. Hasta el momento hemos visto como se organizan y se accesan los archivos, ahora definiremos los tipos de archivos: Archivos tipo binario. Son archivos que no tienen una estructura definida, sólo procesan la información; generalmente se usan para copiar o mover archivos de estructura desconocida y se requiere de protocolos o lenguajes especiales para codificar el contenido de éstos. Archivos tipo texto. Contienen datos de tipo carácter; este tipo de archivo consiste en varias líneas que constan de un número variable de caracteres. El archivo puede leerse o escribirse, ya sea línea por línea o carácter por carácter. También puede ser accesado desde cualquier editor de texto y programa de aplicación específica, como procesadores de palabras, etc. Archivos tipo estructurado. Son Archivos que utilizan estructuras de datos simples y/o agrupadas, donde todos los elementos se encuentran relacionados entre sí. El programa no necesita traducir el contenido del archivo para entenderlo, ya que debe disponer de la estructura definida. A partir de conocer qué tipos de archivos existen y la forma de accesarlos, podrás definir de una forma más simple el dispositivo de almacenamiento a utilizar y la estructura de datos en el pseudocódigo. 42
  • 43. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para cubrir con este tema. Actividades de aprendizaje Consulta acerca de los archivos y elabora una ficha de contenido. Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. pp. 259-265. Productos Ficha de contenido sobre archivos. Elabora un cuadro sinóptico sobre la lógica que se sigue en la organización y acceso a los registros de un archivo. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Cuadro sinóptico sobre la organización y acceso a los pp. 265-270. registros de un archivo. Realiza un cuadro comparativo que considere los diferentes tipos de archivos, marcando sus características primordiales. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Cuadro comparativo sobre los diferentes tipos de p. 287. archivos. Realiza los ejercicios 25 y 26. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 25 y 26 resueltos. A partir de revisar y analizar la situación de aprendizaje, explica por qué es conveniente utilizar una metodología de programación estructurada. Genera una ficha de contenido. Situación de aprendizaje. Ficha de contenido con la justificación del uso de la metodología estructurada. Realiza del ejercicio 8.1 al 8.3. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit . Ejercicios resueltos. p. 304. 4. OPERACIONES CON ARCHIVOS Objetivo: Identificar el uso y aplicación de los archivos, mediante la revisión general de las operaciones que se pueden llevar a cabo con ellos, para ser utilizados en soluciones que así lo requieran. Una vez almacenada la información en archivos, podrás manipularla al desarrollar habilidades para crear, borrar, leer, escribir y procesar archivos. Mediante el uso y aplicación de los archivos podrás plantear soluciones en términos de la programación estructurada, manipulando los datos procesados en el pseudocódigo de una forma más rápida y confiable. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para desarrollar este tema. 43
  • 44. Actividades de aprendizaje Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Investiga sobre las operaciones básicas que pueden realizarse con Fundamentos de programación. los archivos, como son: creación y pp. 270-278. eliminación, lectura y escritura. Elabora una ficha de contenido. Productos Ficha de contenido sobre las operaciones básicas de los archivos. Elabora un cuadro sinóptico con Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., las características técnicas para el pp. 265-270, 280-296. acceso a la información de los archivos, que pueden ser: secuencial, relativa e indexada. Cuadro sinóptico con las características técnicas para el acceso a la información de los archivos. Realiza los ejercicios 27, 28 y 29. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 27, 28 y 29 resueltos. Realiza la Práctica 5, que incluye el manejo de los archivos en el problema propuesto en la situación de aprendizaje. Manual de ejercicios y prácticas. Resolución de la Práctica 5. Realiza del ejercicio 8.4 al 8.8. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ejercicios resueltos. p. 304. 44
  • 45. ¿QUÉ HE APRENDIDO? A continuación te presentamos una pequeña evaluación de esta unidad para que valores tus avances logrados hasta el momento. 1. Lee con atención cada uno de las siguientes expresiones y coloca dentro del paréntesis la letra de la definición que le corresponda. Expresiones Definición ( ) Aritméticas. a) Permite realizar una serie de operaciones anidadas, a partir de una expresión que utilice los conectores and, not y or. ( ) De relación. b) Son operaciones de tipo matemático, que permiten procesar la información de tal forma que se obtenga un valor. ( ) Lógicas. c) Se utiliza para evaluar expresiones que sólo pueden devolver un valor de cierto o falso. 2. Lee con atención cada una de las siguientes proposiciones y coloca dentro del paréntesis una V si es verdadera o una F si es falsa. ( ) Se pueden asignar valores equivalentes al tipo de dato que tiene la estructura de datos, es decir, tanto la variable como el valor asignado deben ser del mismo tipo. ( ) Un registro puede tener varios campos clave, cuyos valores sirven para identificar a un registro. ( ) La organización relativa de un archivo también es conocida como organización indirecta. ( ) La concatenación establece que dado dos archivos con registros de igual estructura, se trata de obtener uno solo en que configuren todos los registros del primero y a continuación todos los registros del segundo. 3. Identifica a qué tipo de estructura lógica pertenece cada esquema y escríbelo en las líneas según su enumeración. I. II. Evalua Expresión Falsa Identificador = Valor inicial Ejecuta Bloque de instrucciones Identificador = Valor final Verdadera Incremento o decremento en el identificador Ejecuta Módulo 45
  • 46. III. Verdadera Si IV. Entonces Ejecuta Evalua Bloque de instrucciones Ejecuta módulo 1 Expresión Verdadero Expresión Otro Falsa Falsa Ejecuta módulo 2 V. Instrucción 1 Instrucción 3 Instrucción 2 VI. En Valor 1 En Valor 2 En Caso Expresión En Valor 3 Valor 4 Ejecuta En Valor n Diferente a todos los anteriores ... Instrucción n Módulo 1 Ejecuta Módulo 2 Ejecuta Módulo 3 Ejecuta . . . En Instrucción 4 Módulo 4 . . . Ejecuta Ejecuta Módulo n En otro caso Otro Módulo I.-________________________________ II.-_______________________________ III.-_______________________________ IV.-_______________________________ V.-________________________________ VI.-_______________________________ 4. Lee cuidadosamente las siguientes preguntas y contéstalas correctamente. a) ¿Qué es un archivo de texto? b) ¿Qué es un archivo binario? c) ¿Qué es un archivo estructurado? d) ¿Qué tipos de organización para archivos conoces? 5. Del problema 5 de la primera unidad ubicado en la sección Qué he aprendido, define a nivel de pseudocódigo: los tipos de datos, las constantes y variables que requiere la solución. 46
  • 47. QUIERO SABER MÁS Tomado de Curso de IBM de programación. Introducción a la programación en 32 bits. (México, D.F.), núm. 1, p. 19. 47
  • 48. ¿QUÉ VOY A APRENDER? UNIDAD IV PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA INTERMEDIA Objetivo de la Unidad: Construir los módulos requeridos para la solución de problemas, mediante el uso de procedimientos y funciones, para hacer más eficiente el desarrollo de las soluciones. Este es el momento de aplicar todo lo que has aprendido acerca de la metodología de programación estructurada para la solución de la situación de aprendizaje, generando el pseudocódigo necesario, al construir módulos que realiza tareas específicas. Es importante notar que para sistematizar proceso(s) de trabajo se requiere de varios elementos, tales como: • • • • • • Computadora. Impresora. Sistema operativo. Programas de aplicación general. Programas de aplicación específica. Lenguaje de programación. Para la generación de programas puedes apoyarte en la siguiente serie de tareas: • • • • • • • Visualizar el problema a resolver. Mediante una técnica de segmentación, elaborar el diagrama de Top-Down. A partir del diagrama de top-Down, define las tareas por módulos. Realiza la codificación del pseudocódigo. Codifica en un lenguaje de programación. Compila o interpreta el código generado en el lenguaje de programación. Genera el programa ejecutable. Entenderemos por compilación e interpretación a la traducción de un lenguaje de alto nivel a un lenguaje máquina, siendo éste entendible por la computadora. Primeramente definiremos a los módulos como procedimientos o funciones, su ámbito puede ser global o local, así como el uso de parámetros de valor o variable, según las necesidades del problema, definiendo las especificaciones de pseudocódigo. Analizaremos las librerías o unidades que pueden ser utilizadas para facilitar un proceso, ya que contienen ciertos procedimientos y/o funciones predefinidos por el lenguaje de programación o definidos por el usuario. Veremos las ventajas de realizar impresiones de 48
  • 49. reportes, a partir de definir su estructura y las especificaciones de pseudocódigo para el proceso de impresión y por último, revisaremos brevemente la historia de los lenguajes de programación estructurados, para que ubiques que existe una variedad de lenguajes para codificar tu pseudocódigo. A continuación te presentamos el esquema de la unidad: Unidad IV. Programación estructurada intermedia Programación estructurada Pseudocódigo Tiene especificaciones de Crea Utiliza Unidades Reportes Que se pueden Con una Que tienen Imprimir Estructura Funciones Procedimientos Utiliza Lenjuajes de programación Definidos por el usuario Predefinidos Global Predefinidos Definidas por el usuario Como Quick De tipo Utiliza Módulos Local De tipo Predefinidas Predefinidos Como Procedimientos Definidos por el usuario Funciones Con Con Parámetros Parámetros Variables De Valor De tipo Variables Definidas por el usuario Globales Variables De tipo De Locales Valor 49 Globales Locales Pascal C
  • 50. ¿CÓMO APRENDO? 1. PROCEDIMIENTOS Y FUNCIONES Objetivo: Identificar el proceso de construcción de módulos, mediante la aplicación de los procedimientos y funciones, para facilitar el desarrollo de las soluciones. Un módulo permite realizar una tarea específica, formando parte de la solución total del problema. Dependiendo de donde se vea un módulo puede verse como submódulo, ya que puede estar incluido en un módulo principal o dependiendo de otros módulos, por lo cual en ocasiones se usará el término módulo y submódulo como sinónimos. Un pseudocódigo puede constar de varios módulos. El módulo principal siempre se encuentra presente, pero puede o no haber submódulos. Entenderemos lo mismo al hablar de programa, programa principal y módulo principal, donde este puede invocar (llamar) a cualquier submódulo. Existen dos tipos de módulos: Procedimientos La utilidad de un procedimiento es que realiza una tarea específica dentro del programa, descrita por un algoritmo; asimismo, un procedimiento se invoca utilizando su nombre como instrucción en el pseudocódigo. Parámetros. Los procedimientos pueden llevar parámetros, que no son más que datos de entrada al procedimiento, cuyas operaciones internas pueden repercutir o no sobre la variable que se use como parámetro de entrada. Existen dos tipos de parámetro: de valor y variable, el primero únicamente se utiliza como dato de referencia, es decir, puede cambiar de valor durante la ejecución del procedimiento, pero al término de éste el parámetro regresa a su valor original, mientras que el segundo tipo se considera variable, ya que durante la ejecución del procedimiento éste cambia su valor y al finalizar el procedimiento, el parámetro permanecerá con el nuevo valor. Parámetros de entrada: Parámetros de entrada-salida: Son valores en los que se basa la respuesta del procedimiento. La información fluye al submódulo desde el módulo que hace la llamada. Estos parámetros siempre son de valor. Son las respuestas determinadas por el procedimiento, es decir, representa la información que se regresa al módulo que hace la llamada. Estos deben ser parámetros variables, de uso exclusivo para los procedimientos. Se declaran de la siguiente forma: PROCEDIMIENTO Nombre (Parametro: tipo) PROCEDIMIENTO Nombre (VAR Parametro: tipo) 50
  • 51. Los parámetros son el medio de comunicación entre un módulo que hace una llamada a uno que es llamado. Los valores que emplea el submódulo se pasan a dicho submódulo por medio de un parámetro, y las respuestas se regresan en un parámetro variable que puede ser el mismo. Ejemplo: Procedimiento CocRes (Dividendo, Divisor: Integer; Var Cociente, Residuo: Integer) COMIENZA Cociente := Dividendo div Divisor Residuo := Dividendo mod Divisor TERMINA Los parámetros dividendo y divisor se utilizan para pasar valores al procedimiento; los parámetros cociente y residuo regresan respuestas. En este ejemplo, dividendo y divisor son parámetros por valor, cociente y residuo son parámetros variables. Funciones Existen diversas funciones predefinidas, de tal forma que el usuario solamente las invoca, marcando los parámetros necesarios para su ejecución. También se permite que el usuario defina sus funciones según las necesidades de su problema, por lo general usamos una función para realizar una tarea cuya finalidad es la de calcular un valor; una función se invoca incluyéndola como parte de la expresión, a menudo en una instrucción de asignación. Las funciones se definen de la siguiente forma: FUNCION Nombre: tipo Donde “Nombre” será el identificador que le asignemos a una función y “tipo” será el valor devuelto por la función. Otro formato es: FUNCION Nombre (Parametros): Tipo Donde “Parámetros” serán los valores introducidos en esta función. Nota. No olvides que los parámetros de las funciones únicamente pueden ser de valor. Cuando se llama a una función desde el módulo principal, los valores se calculan y se coloca dicho valor en el nombre de la función, mediante una asignación. 51
  • 52. PASOS PARA ESCRIBIR UN MÓDULO 1. Identificar la tarea que realizará. Determinar si se utilizará una función o un procedimiento. Elegir un nombre del módulo y determinar el tipo (real, carácter, lógico, etc.) si va a ser una función. 2. Decidir qué parámetros se emplearán. Determinar si se usarán parámetros de valor o variables. 3. Idear un plan para el módulo. Esto puede implicar la identificación de otras subtareas. Se deberán generar un algoritmo para ejecutar las acciones que se requieran y una lista de variables locales (el algoritmo de una función debe incluir la asignación de un valor al nombre de la función). 4. Escribir el módulo. El primero y segundo pasos que se citaron antes proporcionan información para la línea del encabezado. El tercer paso proporciona las declaraciones de variables locales y el cuerpo del módulo. Razones para escribir módulos Existen varias razones para utilizar módulos, sin embargo solo te explicaremos las más representativas: Repetición. Cuando se requiere que una tarea se ejecute varias veces dentro del mismo pseudocódigo, el uso de un procedimiento o función evita que se tengan que escribir estos pasos varias veces en él y si se usan los parámetros correctos, hasta se podrían unificar varias tareas casi idénticas en un solo módulo. Uso Universal. Algunas tareas son idénticas para varios problemas, por lo que se pueden escribir procedimientos o funciones que podrían ser ocupados en varios programas, al homogeneizar las soluciones, utilizando los parámetros correctos. Trabajo en equipo. Dado que la programación estructurada utiliza técnicas de segmentación, permite que el programa se divida en módulos, de tal forma que un equipo de trabajo de programación se pueda dividir estos para generar los algoritmos correspondientes. Modularidad. El uso de módulos permite dividir un problema en partes más pequeñas y manejables. Esto facilita la elaboración y mantenimiento del sistema generado. La modularidad permite enfocar la atención en la tarea específica a realizar, permitiendo tener una interpretación más sencilla del programa. Una técnica que nos apoya a modular un programa es la técnica de Top-Down, la cual permite que una tarea compleja sea descompuesta en subtareas más simples y, por ende, más fáciles de resolver. Es importante marcar que un módulo puede invocar a su vez a otros submódulos, siempre y cuando los primeros sean de mayor jerarquía y en relación directa con el módulo llamado. 52
  • 53. Generalidades de los módulos 1. Los módulos pueden declarar variables propias, pero no se puede tener acceso a éstas fuera del módulo (variables locales), a menos que sea un módulo hijo el que las use. 2. Los módulos deben tener funciones específicas. 3. Utilizan parámetros como el medio de comunicación primario con el pseudocódigo. No utilices variables globales sin meditar su alcance, ya que esto provocaría un desperdicio de memoria en la ejecución del programa. 4. Analiza si el procedimiento requiere parámetros de valor o variables. 5. Una función no puede emplearse para calcular una respuesta de tipo arreglo, en lugar de esto, el arreglo deberá ser un parámetro variable de un procedimiento. 6. Asigna un valor al nombre de la función en el código de la función. Nunca asignes un valor a un nombre de un procedimiento. 7. El valor de una variable local calculado en una función debe ser asignado al nombre de la función. Unidades Una unidad es un conjunto de módulos que pueden ser utilizados para diferentes programas, son independientes de los pseudocódigos que las utilizan, y forman una entidad independiente con sus propias reglas de implementación. Las unidades tienen gran importancia, ya que gracias a ellas podemos ahorrar pseudocódigos que sean de considerable tamaño; teniendo la particularidad de que las unidades son independientes del pseudocódigo que las use, y pueden ser compiladas y modificadas sin modificar los pseudocódigos que hacen la llamada. Cada módulo de una unidad puede referenciarse dentro de un programa tantas veces como sea necesario, aunque desconozcamos el pseudocódigo de dicho módulo. Para generar una unidad utilizable, tendremos que compilarla o generar la traducción a lenguaje máquina en un medio de almacenamiento, después de codificarla en un lenguaje de programación. Antes de empezar a hablar sobre reportes y lenguajes de programación estructurada, considera los siguientes conceptos generales sobre la programación: Conceptos Generales de programación: Lenguajes de programación Lenguaje máquina Lenguaje de alto nivel Conceptos generales de programación Son los ambientes utilizados para escribir programas de computadoras que puedan ser entendidos por ellas. Se dividen en tres categorías: máquina, bajo nivel y alto nivel. Es aquel cuyas instrucciones son directamente entendibles por la computadora y no necesitan traducción posterior para que la computadora pueda comprender y ejecutar el programa. En éste las instrucciones o sentencias para la computadora son escritas con palabras similares al lenguaje cotidiano. 53
  • 54. Lenguaje de bajo nivel Este lenguaje depende de un conjunto de instrucciones (Ensamblador) específicas de la computadora. Las instrucciones se escriben en códigos alfabéticos conocidos como mnemotécnicos. Compilador Traduce de un lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina, mediante un traductor llamado compilador, el cual verifica que todo el código fuente esté correcto y posteriormente traduce, permite que la ejecución del programa sea más rápida. Intérprete Traduce de lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina, mediante un traductor llamado intérprete, el cual traduce línea por línea y al mismo tiempo la ejecuta, si en algún momento encuentra algún error, la ejecución del programa se detiene; por la forma de ejecución este tipo de traductor es más lento. Programa Conjunto de instrucciones que tienen una secuencia lógica para realizar un propósito y que están escritas en algún lenguaje de programación; es la codificación del pseudocódigo en un lenguaje de programación. 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 un método para resolver un problema mediante una serie de pasos precisos, definidos, lógicos y finitos. A continuación se presentan las actividades que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programación. sobre subprogramas (procedimientos y funciones), pp. 163-177. describiendo el proceso de construcción y aplicación. Productos Ficha de contenido sobre subprogramas. Realiza los ejercicios 30 y 31. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 30 y 31 resueltos. Investiga la utilidad de utilizar variables y constantes en un ámbito local (objetos locales) y global (objetos globales) en los procedimientos y funciones. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ficha de contenido sobre los ámbitos global y local. pp. 178-181. Genera un cuadro comparativo Ficha sobre procedimientos y entre procedimientos y funciones. funciones. 54 Cuadro comparativo entre procedimientos y funciones.
  • 55. Realiza un resumen sobre los parámetros, indicando su definición, clasificación, codificación y el paso de parámetros. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ficha de contenido acerca de parámetros. pp. 181-197. Elabora un cuadro comparativo entre los parámetros de valor y los parámetros variables o de referencia. Ficha de contenido sobre los parámetros. Cuadro comparativo sobre parámetros de valor y variable. Realiza los ejercicios 32, 33 y 34. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicios 32, 33 y 34 resueltos. Realiza la lectura de la página Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Preguntas resueltas. sugerida y contesta las siguientes p. 185. preguntas: ¿Cuál es la sintaxis para crear una unidad en Turbo Pascal? ¿Qué tipo de unidades estándar maneja Turbo Pascal? Realiza del ejercicio 5.1 al 5.10. Joyanes Aguilar, Luis. Op. cit., Ejercicios resueltos. p. 202. Realiza el ejercicio 35. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicio 35 resuelto. Realiza la Práctica 6, que incluye el manejo de las funciones y procedimientos en el problema propuesto en la situación de aprendizaje de esta asignatura. Manual de ejercicios y prácticas. Resolución de la Práctica 6. 2. IMPRESIÓN DE REPORTES Objetivo: Identificar el pseudocódigo asociado a la impresión general de un reporte, mediante la revisión del proceso de impresión, para ejemplificar una aplicación con procedimientos y funciones. Reportes En algunos casos no es suficiente tener la información almacenada en disco o presentada en pantalla, ya que para poder consultarla requeriremos forzosamente de la computadora, sin embargo, si generamos un documento impreso con dicha información nos facilitará la tarea. Es por esto que identificaremos a los reportes como la visualización impresa de la información procesada. Todo reporte comprende una serie de apartados o regiones, que se extienden horizontalmente a través de la página y abarcan una o más líneas impresas. Explicaremos a continuación siete tipos de apartados, cada uno de los cuales se utiliza para imprimir la información en una secuencia determinada en el reporte. 55
  • 56. Introducción del reporte. Información que va al inicio del reporte, como: título, portada de página o un texto introductorio. Encabezado de página. Información impresa al principio de cada página como número de página, fecha, título de la página y los encabezados de las columnas. No se incluye en la introducción del reporte. Grupo. Si la información se puede catalogar con base a un campo clave, entonces podemos crear grupos que contengan ciertos criterios. Cuerpo. Es la impresión de la información del archivo bajo ciertos criterios, presentada en columnas según el campo indicado en los encabezados de página. Línea de subtotales. Información impresa al final de cada grupo, tal como subtotales y datos estadísticos que podrían contener algún texto explicativo. Pie de página. Información impresa al final de cada página, como fecha o número de página. Línea de totales. Información impresa al final del reporte, tal como totales, datos estadísticos de resumen o la conclusión del reporte. En un lenguaje de programación se necesita forzosamente definir la salida de los datos en las posiciones de la hoja, de tal forma que tendremos que direccionar la salida en la impresora. Dado que cada hoja tiene un cierto número de filas o líneas, tendremos que definir un módulo que lleve el conteo de líneas para detectar el final de la hoja y realizar el salto de página. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para cubrir con este tema. Actividades de aprendizaje Investiga sobre los reportes y su estructura. Recursos Enciclopedia Encarta. Productos Ficha de contenido sobre reportes. Realiza una consulta bibliográfica Joyanes Aguilar, Luis. sobre contadores y acumuladores, Fundamentos de programación. para apoyar el salto de página. pp. 73-83. Ficha de contenido sobre contadores y acumuladores. Realiza el ejercicio 36. Manual de ejercicios y prácticas. Ejercicio 36 resuelto. Realiza la Práctica 7, que incluye el módulo de impresión en el problema propuesto en la situación de aprendizaje de esta asignatura. Manual de ejercicios y prácticas. Resolución de la Práctica 7. 56
  • 57. 3. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Objetivo: Identificar los lenguajes de programación estructurada que existen actualmente, mediante la revisión general de sus características, para familiarizar al estudiante con el nombre de varios lenguajes de programación. Es importante que conozcas que existen una gran variedad de lenguajes de programación, es función del programador seleccionar el lenguaje que utilizará para condificar su pseudocódigo valorando las necesidades y características de la solución. A continuación te presentamos la historia de algunos lenguajes de programación estructurada: Una historia breve de Pascal y Turbo Pascal A principios de los años 70 y tras los estudios efectuados en la década anterior en la realización del lenguaje ALGOL-68, Niklaus Wirth, un profesor del Eidgenossische Technische Hochschule (Instituto Tecnológico) de Zurich (Suiza), diseño Pascal, un lenguaje concebido para la enseñanza de técnicas de programación a estudiantes universitarios, que con el correr de los tiempos se ha convertido en estándar del mundo de la programación. El objetivo fundamental de su creador fue desarrollar un lenguaje que permitiera “enseñar programación como una disciplina sistemática basada en determinados conceptos fundamentales”. Estos conceptos se reflejan de modo claro y natural en el lenguaje. En 1983 aparece en el mercado norteamericano -comercializado por Borland international, Inc.- un compilador de Pascal denominado Turbo Pascal; la característica más notable, su precio reducido: $49.95 (dólares). Los programadores profesionales lo compraron masivamente, pues no sólo funcionaba, sino que compilaba y corría -ejecutaba- programas más rápidamente que cualquier otro compilador del mercado. En años sucesivos aparecieron las versiones 2.0, 3.0, 3.1 y 3.2. Su éxito se debía a la facilidad de edición, compilación y ejecución: constituía por sí mismo un entorno de programación: editor, compilador y depurador integrados; tenía una limitación de 64 Kbytes en el tamaño de los programas. La versión 4.0 superó con creces a las versiones anteriores y eliminó la barrera de los 64K incorporando a su vez los menús desplegables, además ofrecía un gran número de mejoras y novedades en lo que concierne al confort y al entorno de programación: • Compilador con editor incorporado similar a las versiones anteriores, pero renovado (menús desplegables, funciones especiales, etc.). • Facilidad para construcción de librerías. • Compilador de tipo clásico que puede ser utilizado en batch (proceso por lotes). La posibilidad de romper la barrera de 64K para la creación de programas, se consiguió mediante la creación de módulos que se diseñaban con unidades (unit). Cada unidad puede ser compilada separadamente. A finales de 1988 aparece en Estados Unidos la versión 5.0 que, entre otras novedades, ofrecía un entorno de desarrollo. Entrado el año 1989 aparece la versión 5.5, idéntica a la 5.0, con una importante excepción: incorpora facilidades para realizar programación orientada a objetos 57
  • 58. (OOP, Object-Oriented Programming), metodología de programación clásica pero poco utilizada, que, sin duda, es la clave en el desarrollo de la Ingeniería del Software. Turbo Pascal corre sobre computadoras PC, AT, XT, PS/2, 286, 386, 486, Pentium e incluso Apple; es una herramienta de programación muy potente que tiene además la virtud de su facilidad de aprendizaje. Por esta razón, sirve indistintamente en el campo de la educación y en el profesional. Desde Institutos y Liceos hasta Escuelas y Facultades Universitarias. Historia de C Comenzaremos diciendo que C no está atado a ningún sistema operativo. Este entorno de desarrollo ha dado a C la reputación de ser un lenguaje de programación de sistemas porque es útil para escribir compiladores y sistemas operativos. UNIX fue desarrollado originalmente en 1969, en lo que ahora sería considerado un pequeño DEC PDP-7; por su diseño se pretendía que este sistema operativo fuera amigable para el programador, ofreciendo herramientas de desarrollo útiles, órdenes claras y un entorno relativamente abierto. Poco después del desarrollo de UNIX, Ken Thompson implemento un compilador para un nuevo lenguaje llamado B. Thompson estaba intentando simplificar más el CPL, sin embargo, tanto BCPL como B, se convirtieron en lenguajes limitados, útiles solamente para ciertas clases de problemas. Así, poco después apareció una máquina, el PDP-1. UNIX y el compilador B fueron trasladados a está máquina, pero aún resultaba bastante pequeño comparado con los equipos actuales. En 1971 se comenzó a trabajar en un sucesor para el B, apropiadamente llamado C. Danniss Ritchie acreditado como el creador de C, que restauró parte de la BCP1 y B. C es el lenguaje a elegir para el diseño de software de sistemas. C es un lenguaje relativamente de bajo nivel, que permite especificar cada detalle en la lógica de un algoritmo para lograr la máxima eficiencia de la computadora. Pero C es también un lenguaje de alto nivel que puede ocultar los detalles de la arquitectura de la computadora, incrementando así la eficiencia de la programación. A continuación se presenta la actividad que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Recursos Investiga las características de los Joyanes Aguilar, Luis. siguientes lenguajes de Fundamentos de programación. programación: Q. Basic, Quick pp. 9-11. Basic y Visual Basic, Pascal y C, los cuales son de alto nivel. 58 Productos Fichas de contenido sobre los lenguajes de programación estructurada.
  • 59. ¿QUÉ HE APRENDIDO? A continuación te presentamos una pequeña evaluación de esta unidad para que valores tus avances logrados hasta el momento. 1. Lee con atención cada uno de los siguientes conceptos y coloca dentro del paréntesis la letra de la definición que le corresponda. Concepto ( ) Procedimiento. ( ) Función. ( ) Parámetro. Definición a) Se definen según las necesidades del problema, utilizándose un módulo que sirva para calcular un valor único. b) Son datos de entrada al procedimiento, cuyas operaciones internas pueden repercutir o no sobre la variable que se use de entrada. c) Permite realizar una tarea específica, formando parte de la solución total del problema. 2. Lee con atención cada una de las siguientes proposiciones y coloca dentro del paréntesis una V si es verdadera o una F si es falsa. ( ) Un módulo debe declararse antes de que lo llamen. ( ) Los módulos no pueden declarar variables propias. ( ) Utiliza parámetros como el medio de comunicación primario con el pseudocódigo. ( ) Una función no puede emplearse para calcular una respuesta de tipo arreglo. ( ) Asigna a una variable local el valor obtenido del procedimiento. 3. Lee con atención cada una de las siguientes premisas para escribir una función y ordénalas, colocando el número correspondiente dentro del paréntesis (inicia con el número 1). ( ) Declaración de constantes y variables locales, si las hay. ( ) Una línea de encabezado que identifica la función, su tipo y los parámetros que utiliza. ( ) Lista de instrucciones que forman el “cuerpo” de la función, contenidas entre los delimitadores “COMIENZA” y “TERMINA”. 4. Lee cuidadosamente las siguientes preguntas y contéstalas. a) ¿Qué es una unidad? b) ¿Qué es un reporte y cuál es su estructura? c) ¿Cuáles lenguajes de programación estructurada conoces? d) ¿Cuáles son sus características? 5. Del problema 5 de la primera unidad ubicado en la sección Qué he aprendido, elabora el pseudocódigo correspondiente a los módulos descritos en el diagrama de Top-Down que desarrollaste. 59
  • 60. QUIERO SABER MÁS Tomados de Curso de IBM de programación. Introducción a la programación en 32 bits. (México, D.F.), núm. 1, p. 13. 60
  • 61. ¿QUÉ VOY A APRENDER? UNIDAD V PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Objetivo de la Unidad: Aplicar los conceptos básicos de la programación orientada a objetos en la solución de problemas elementales, mediante la especificación de la estructura de datos y las operaciones a realizar, para desarrollar el pseudocódigo requerido. La programación estructurada plantea que un problema se puede dividir en problemas más simples y la suma de la solución de cada problema resuelve el problema en general, a esto se conoce modularización. El criterio de modulación de un problema es identificar tareas similares o específicas, de tal forma que un fragmento de pseudocódigo lo pueda resolver; dicho fragmento lo describiremos en un procedimiento o una función, el cual es un módulo que realiza una tarea única y específica. De igual forma tendremos que definir el alcance de un módulo y las variables que utiliza, ya que un módulo que no tiene relación directa con el que realiza cierta tarea no podrá ser llamado, esto nos lleva a la siguiente afirmación: Una mala modularización implica una mala resolución del problema implicando un mal uso de una metodología de programación estructurada. La unidad o librería no es más que un módulo externo que realiza una serie de tareas bien definidas, las cuales pueden ser referenciadas por cualquier pseudocódigo que las requiera; ya que generalmente siempre se desea la impresión de la información procesada, explicaremos la forma de definirlo a nivel de pseudocódigo. En la actualidad existen varios lenguajes de programación con una tendencia estructurada, por lo cual consideramos importante que conozcas algunos de ellos. Actualmente la metodología de programación orientada a objetos es la más usada para generar aplicaciones gráficas, ya que al definir una estructura de datos de tipo objeto, la podremos manipular al definir una serie de posibles operaciones que puede realizar aparte de un evento. Definiremos un objeto a partir de describir qué son las clases, los atributos, los datos estructurados, las operaciones y los métodos asociados a ellos, de tal forma que al seleccionar un objeto se realicen todas las series de instrucciones que tiene asociados. Es importante que trates de identificar el alcance de esta metodología, ya que actualmente la tendencia de programación es hacia objetos. 61
  • 62. Identificarás la metodología de la programación orientada a objetos para desarrollar soluciones a problemas específicos; de igual modo revisarás algunos lenguajes de programación con esta tendencia. A continuación te presentamos el siguiente esquema de la unidad: Unidad V. Programación orientada a objetos Tiene especificaciones de Objeto Pertenece a una Clase Utiliza Pseudocódigo Utiliza Datos estructurados Métodos o Subclase 62 Realiza ciertas Operaciones
  • 63. ¿CÓMO APRENDO? 1. ESPECIFICACIONES PARA EL PSEUDOCÓDIGO Objetivo: Identificar el pseudocódigo requerido para describir la solución en términos de la programación orientada a objetos, a través de revisar la forma de declarar las clases, subclases, estructura de los datos y objetos, para la correcta especificación de los diferentes elementos. Un objeto lo podemos definir como la abstracción de los entes o seres vivos y las cosas inertes del mundo real. La programación orientada a objetos es una técnica para el desarrollo de software más amigable con el usuario, de tal forma que está más determinada por la organización estructural que por las preposiciones de lenguaje máquina o de alto nivel, tales como estructuras de datos o módulos. La programación orientada a objetos fue uno de los primeros sistemas de programación que reconoció que el cambio no sólo era inevitable, sino deseable, en estricto sentido, es aquella programación que envía mensajes entre objetos que no se conocen. Los objetos que comparten ciertas características se pueden agrupar en colecciones, un ejemplo de esto son los objetos que se presentan en la siguiente pantalla: Barra de desplazamiento Cajas de chequeo Botones Donde cada uno de los objetos responde a los mensajes que envía el usuario en forma de teclas oprimidas o clics de ratón y cosas distintas sucederán dependiendo de cuál es el objeto que se apunta cuando se envía un mensaje. Los objetos encapsulan datos y procedimientos en una sola entidad y pueden ser considerados como tareas o procesos. Los programas orientados a objetos con frecuencia se describen como simulaciones, debido a que los objetos en el programa por lo general imitan el comportamiento de sus componentes en el mundo real. Las clases equivaldrían en la programación estructurada a la declaración de tipos de datos, un mensaje es una llamada entre objetos y un método es la serie de instrucciones que realiza el objeto al ser llamado. 63
  • 64. Un objeto combina estructura y comportamiento en una simple entidad. El término orientado a objetos significa que organizamos el software como una colección de objetos descritos que incorporan tanto estructura como comportamiento. Los lenguajes de programación orientado a objetos, son útiles al remover restricciones debido a la inflexibilidad de los lenguajes tradicionales. El desarrollo orientado a objetos es fundamentalmente una nueva forma de pensar y no una revisión de programación. A continuación se presentan las actividades que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Elabora una ficha de contenido sobre la programación orientada a objetos. Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Op. Cit p.p. 70-71 Joyanes Aguilar, Luis. Realiza una consulta bibliográfica Op. Cit p.p. 76-83, 88-91 sobre los atributos o características de los objetos (objetos, datos estructurados y métodos). Elabora una ficha de contenido. Investiga sobre las operaciones básicas entre objetos. Realiza un cuadro sinóptico. Joyanes Aguilar, Luis. Op. Cit p.p. 20-23, 91-97 Productos Ficha de contenido sobre la programación orientada a objetos. Ficha de contenido sobre las características de la programación orientada a objetos. Cuadro sinóptico sobre las operaciones básicas entre objetos. Ejercicio 37 resuelto. Realiza el ejercicio 37. Manual de ejercicios y prácticas. 2. PROCESO PARA EL DESARROLLO DE SOLUCIONES Objetivo: Comprender la metodología de la programación orientada a objetos, mediante la revisión de cada una de sus etapas, para la solución de problemas. La metodología de modelado de objetos tiene las siguientes etapas. Análisis. El modelo de análisis es una abstracción precisa y concisa de los requerimientos del usuario sobre lo que realizará el sistema y no como lo hará. Un buen modelo puede ser entendido y criticado por expertos de la aplicación que no son programadores. Abstracción. Consiste en enfocar aspectos esenciales de una entidad e ignorar las propiedades accidentales. Diseño del sistema. El objetivo es organizar en subsistemas basados en la estructura del análisis y la arquitectura propuesta. 64
  • 65. Diseño de objetos. El diseñador adiciona detalles al modelo del diseño de acuerdo a la estrategia establecida durante el diseño del sistema. Implementación. La programación debe ser relativamente menor y una parte mecánica del ciclo de desarrollo, porque las decisiones difíciles deben hacerse durante el diseño. Métodos Un método es la implementación de una operación para una clase. Sin embargo, cada método debe ser implementado por diferentes piezas de código y dependen sólo de las clases del objeto. Una clase está representada por una caja, la cual puede tener tres regiones: nombre de la clase, lista de atributos y lista de operaciones. Cada nombre de atributo puede ser distinguido por detalles opcionales. Tales como lista de argumentos y tipos resultados. Sugerencias prácticas. No inicies la construcción de un modelo de objetos solamente juntando clases, asociaciones y herencia. Primero debes entender el problema y resolverlo. El contenido de un modelo de objetos se da por la relevancia de la solución. Busca hacer tu modelo simple, evita complicaciones. Selecciona los nombres de los objetos cuidadosamente, ya que deben ser descriptivos. Seleccionar nombres apropiados es uno de los más difíciles aspectos del modelado de objetos. A continuación te presentamos los objetos predefinidos de Visual Basic, así como los atributos y los sucesos referidos a un evento u operación del objeto. Atributos del botón Objetos predefinidos Botón Botón de opción 65
  • 66. Procedimiento de suceso Suceso Codificación de la secuencia de acciones que realiza en objeto. A continuación se te presentan las actividades que deberás realizar para cubrir con este tema. Actividades de aprendizaje Recursos Productos Joyanes Aguilar, Luis. Investiga sobre la forma de Op. Cit, p.p. 87. asignar un procedimiento de sucesos para objetos predefinidos. Joyanes Aguilar, Luis. Realiza una consulta bibliográfica Op. Cit, p.p. 544-551 sobre el proceso que se requiere para desarrollar soluciones, utilizando una metodología de programación orientada a objetos. Define etapas. Realiza una ficha Manual de ejercicios y prácticas. de contenido. Ficha de contenido sobre procedimiento de sucesos de un objeto. Realiza el ejercicio 38. Ejercicio 38 resuelto. 66 Ficha de contenido sobre las etapas para desarrollar soluciones con una metodología de programación orientada a objetos.
  • 67. 3. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Objetivo: Identificar los lenguajes de programación orientada a objetos que existen actualmente, mediante la revisión general de sus características, para familiarizar al estudiante con el nombre de varios lenguajes de programación. Existe una gran gama de lenguajes de programación que tienen esta tendencia de programación orientada a objetos, dado que es un lenguaje donde el programador puede crear aplicaciones con un ambiente gráfico, el cual sea 100% amigable al usuario y fácil de entender. La evolución de todos los lenguajes de programación han tendido hacia este tipo de lenguaje, permitiendo que un lenguaje estructurado como lo es Turbo Pascal, incorpore en este momento herramientas para poder programar a un nivel de objetos. Algunos lenguajes de programación estructurada que incorporan estas herramientas de programación orientada a objetos son: Smalltalk, Turbo Pascal C++, entre otros. A continuación se presenta la actividad que deberás realizar; en caso de cualquier duda o problema consulta a tu asesor. Actividades de aprendizaje Investiga sobre los principales lenguajes de programación orientada a objetos. Elabora un cuadro comparativo. Recursos Joyanes Aguilar, Luis. Op. Cit pp. 5-6, 24-32. 67 Productos Cuadro comparativo entre lenguajes de programación orientada a objetos.
  • 68. ¿QUÉ HE APRENDIDO? A continuación te presentamos una pequeña evaluación de esta unidad para que valores tus avances logrados hasta el momento. 1. Lee con atención cada uno de los siguientes conceptos y coloca dentro del paréntesis la letra de la definición que le corresponda. Concepto ( )Clase. Definición a) Cuando en clases diferentes, la misma operación se comporta de manera diferente. ( )Objeto. b) Es compartir los atributos y operaciones entre clases basadas en una relación. ( )Herencia. c) Conjunto de objetos con propiedades similares, comportamiento y semántica común. ( )Polimorfismo. d) Es la abstracción de los entes o seres vivos y las cosas inertes del mundo real. 2. Lee con atención cada una de las siguientes proposiciones y coloca dentro del paréntesis una V si es verdadera o una F si es falsa. ( ) La programación orientada a objetos es una técnica para el desarrollo de software más amigable con el usuario. ( ) Smalltalk, Turbo Pascal y C++, no son lenguajes de programación orientada a objetos. ( ) Los objetos que comparten ciertas características se pueden agrupar en colecciones. ( ) Un método es la implementación de una operación para un objeto. 3. Lee con atención cada una de las siguientes etapas de la metodología para el modelado de objetos y ordénalas colocando el número correspondiente dentro del paréntesis (inicia con el número 1). ( ( ( ( ) Implementación. ) Análisis. ) Diseño de objetos. ) Diseño del sistema. 4. Lee cuidadosamente las siguientes preguntas y contéstalas. a) b) c) d) e) ¿Qué es un objeto? ¿Cuál es la filosofía de la programación orientada a objetos? ¿Qué es un suceso? ¿Cómo se asocia un objeto a un procedimiento de suceso? ¿Cuáles son los atributos de un objeto? 5. Del problema 5 de la primera unidad ubicado en la sección Qué he aprendido, define qué datos y procedimientos se requieren para tratar como objetos al estacionamiento, al chofer y al registro de entradas. 68
  • 69. QUIERO SABER MÁS Tomados de Curso de IBM de programación. Introducción a la programación en 32 bits. (México, D.F.), núm. 1, pp. 16-20. 69