Conceptos de programación

CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN

Los algoritmos en programación se usan para resolver problemas.

En la vida cotidiana siempre estamos frente a situaciones problemáticas, Ejemplo tomar una determinada decisión o colgar un cuadro en la pared.

Para resolver cualquier problema necesitamos un ambiente.

Para colgar el cuadro en la pared nuestro ambiente será: Cuadro, Martillo, Escalera, clavo.

En programación para resolver un problema también necesitamos un ambiente

Ambiente: Conjunto de objetos de datos necesarios para resolver el  problema

                   ( los objetos pueden ser  simples o  complejos)

Acción: tarea o evento que modifica el ambiente.

Condición: Es una afirmación lógica sobre el estado del problema que puede ser verdadera o falsa, en

                    el momento de la   observación 

En programación el ambiente esta formado por objetos de datos que se necesitan para resolver un problema, estos objetos reciben el nombre de Variables.

Variables simples

En programación, las Variables son espacios de trabajo (contenedores) reservados para guardar datos (valores). El valor de una Variable puede cambiar en algún paso  del Algoritmo o permanecer invariable; por lo tanto, el valor que contiene una variable es el del último dato asignado a esta

Constantes

Las Constantes consisten en datos que, luego de ser asignados, no cambian en ninguna instrucción del Algoritmo..  Ejemplo  2 es una constante su valor no cambia

EJEMPLO

Las variables y constantes además de tener  un  Nombre (identificador) para poder referirnos a ellas en los procedimientos, guardan un valor en su interior.

FUNCIONES MATEMÁTICAS   (funciones predefinidas)

Cada lenguaje de programación tiene su conjunto de funciones matemáticas predefinidas. Estas se ejecutan haciendo referencia a su nombre. Algunas necesitan, para arrojar un resultado, que se suministre información adicional (parámetros o argumentos). Algunas de las funciones matemáticas más utilizadas en Alice son:   seno, coseno, tangente etc.

Nuestro lenguaje de diseño posee las siguientes funciones:

ABS   valor absoluto

RC Raíz cuadrada

%    Modulo

TIPOS DE DATOS

La mayoría de los lenguajes de programación disponen de una amplia variedad de datos. Alice  solo tiene cuatro tipos de datos: números, cadena, booleano  y objetos.

Números: se utilizan como entradas en las operaciones matemáticas.

    Cadena: Las cadenas están formadas por letras y/o números.

OPERADORES

Son símbolos que sirven para manipular datos

El lenguaje de programación debe ser capaz de manipular los objetos del ambiente (variables). Debe ser capaz de calcular  2 +3 ,  a>7.  Usa operadores para operar con los objetos

Los operadores y las operaciones que se pueden realizar con ellos se  clasifican en:

·         Aritméticos: Posibilitan las operaciones entre datos de tipo numérico y dan como resultado otro valor de tipo numérico.

 Ejemplo: 

potencia  (^) (elevado a la potencia de);

producto (*);

división (/);

suma (+);

resta (-);

asignación (←).

·         Alfanuméricos: Permiten operar con datos de tipo carácter o cadenas. La mayoría de los lenguajes de programación admiten el operador + para realizar la concatenación (unión) de caracteres o cadenas.

·         Relaciónales: Permiten la comparación entre datos del mismo tipo y dan como resultado dos valores posibles: Verdadero o Falso.

Para comparar valores lógicos se utilizan los operadores relacionales  igual (==) y distinto (!=)

     Ejemplo:

igual a (=);       menor que (<); menor o igual (<=);   mayor que (>). mayor o igual (>=).     distinto (!=)

·         Lógicos: Posibilitan la evaluación lógica de dos expresiones de tipo lógico. Dan como resultado uno de dos valores posibles: Verdadero o  Falso. 

                             NO o ~                              Y o &               O   o |

Ejemplo:   negación (no);               conjunción (y);             disyunción (o).

Con los objetos de datos simples y los operadores se arman operaciones que reciben el nombre de reciben el nombre de expresiones.  

Expresión

Una expresión es una operación matemática sobre números u otros valores.

Estudiamos expresiones aritméticas, relacionales y lógicas.

Expresiones Lógicas

Tabla del Y

Tabla del O

Negación

Orden de evaluación de los operadores

Los computadores ejecutan los operadores en un orden predeterminado. El siguiente es el orden (jerarquía) para ejecutar operadores:

1.  Paréntesis (se ejecutan primero los más internos)

2.  Signo (-2)

3.   Potencias y Raíces (potencia y rc); Productos y Divisiones ( * y /)

4.  Sumas y Restas (+ y -)

5.  Concatenación (+)

6.  Relaciónales (==, <, <,=>, >=,!=)

7.  Negación (no)

8.  Conjunción (y)

9.  Disyunción (o)

Ejemplo  de expresiones 1

Resolver la siguiente expresión aritmética  (2+ 3* NUM1)  <> (6 + NUM2 - 1)

Si NUM1 y NUM2 son variables enteras que tienen asignados los valores 3 y 6 respectivamente.

¿Cuál será el resultado y el tipo de las siguientes expresiones?

Ejemplo  de expresiones 2

Calcular el valor de verdad de los siguientes predicados o condiciones; previa eliminación de los paréntesis innecesarios

Resolver la siguiente expresión  lógica                (A>3   |   Y)       &        (C == 1)

Sean A, B y C variables numéricas enteras y X, Y variables lógicas. Los valores de las mismas en determinado momento son:

Resolución 

Asignación

En un ambiente dado, para dar valor a una variable, se utiliza el operador de asignación, cuyo  símbolo, en nuestro lenguaje de diseño, será   ←, tal operación se escribe como:

En la que:

1  V , es el nombre de la variable a la cual el procesador va a asignarle (darle) el valor de E.

2 ← , idéntica el operador de asignación

3  E,  representa el valor a asignar y puede ser una constante, otra variable, o el resultado de la evaluación de una expresión.

Según el tipo de V y E la asignación puede ser: asignación aritmética, asignación relacional, asignación lógica

Ejemplo:   sea la siguiente acción de asignación

SUM  ←   3.5 + 4.0 * (-7.2)

Primero se evalúa la expresión, con las reglas dadas para la evaluación de expresiones, luego el resultado   -25.3  se asigna a la variable SUM

Donde x puede ser una constante, una variable, el resultado de la evaluación de una expresión o el resultado de la evaluación de una función primitiva.

Ejemplo 1: sea la siguiente acción de asignación aritmética

                I ← I + 1.0

Si antes de ejecutar la acción de asignación el estado del ambiente con respecto a I era que I Contenía el valor 5.6, luego de la ejecución de la acción de asignación el estado del ambiente con respecto a I es que esta variable contendrá el valor 6.6. Esquemáticamente.

Ejemplo 2:

                 A ← 3 * 4 – B

Si el contenido de B fuera 14, luego el valor de la expresión es de -2 y este el valor que contendrá A.

Es importante notar que cuando, dentro de una expresión aparece el nombre de una variable, para poder evaluar la expresión se consulta el valor de la variable, en el ejemplo la variable es B y antes de poder evaluar la expresión 3* 4 – B se debe tomar el valor de B que es 14.

Por lo tanto en una variable se puede, por un lado almacenar un valor como sucede en la variable A y, por otro, consultar el valor que ya tiene como sucede en el ejemplo con la variable B.

 Ejemplo 3.

Sean las variables A que contiene el valor 3  y B que contiene el valor -3, luego de las asignaciones:

C← ABS(A)

C←ABS(B)

¿Cuál será el valor de C en cada caso?