Teorias psicológicas y pedagógicas

Con el fin de exponer una noción de lo que es programar veamos el

siguiente ejemplo, suponga que un familiar suyo estuvo de viaje, visitó

Japón, y le trajo de presente un robot, que solamente atiende a los dos

siguientes tipos de ordenes:

avanzar X centímetros

girar X grados.

Una secuencia de ellas es posible dárselas al robot, para que recorra un

camino determinado. Si queremos indicarle al robot (la carita feliz de color

turquesa) que aparece en la figura 1.1 que se desplace hasta donde está el

objetivo debemos de algúnmodo ”decirle” lo que debe hacer, si suponemos

que cada rectángulo de la cuadricula tiene diez centímetros de lado, las ordenes

le dariamos a nuestro alegre amigo para alcanzar el objetivo podrian

ser algo como:

Código 1 Ejemplo de instrucciones para llegar al objetivo.

1 avanzar 70cm.

2 girar 90 grados a la izquierda.

3 avanzar 250cm.

4 avanzar 80 cm.

Aunque ahora es posible darle algunas instrucciones a las máquinas

mediante la voz, por ahora se las daremos a la antigua, escribiendolas,

1

2 1.1. Un ejemplo

Figura 1.1: Un robot.

para hacerlo, debe existir algún tipo de teclado que nos permita digitarlas.

La ordenes se graban para que se ejecuten una a una.

Si el robot toma las instrucciones dadas anteriormente relizará un recorrido

como el mostrado en la figura 1.2. Lo que se acaba de hacer es programar,

la programación de sistemas reales no difiere mucho de lo aquí

mostrado, bueno, posiblemente se tengan a la mano más instrucciones y

un sistema que no se llame ”smile”.

Figura 1.2: Ejecución de intrucciones.

1. Introducción a la programaciónpreliminar 18 de febrero de 2008 3

1.2. Sistemas programables, algoritmos y programas

Hoy en día, las computadoras, ya sean de propósito general o especifico

están por todas partes, teléfonos, electrodomésticos, aviones, etc; y realizan

tareas de todo tipo, desde reproducir vídeo hasta controlar trayectorias

de disparo de tanques, todas esasmáquinas de cómputo requieren, como

cualquier máquina, que se enciendan y sean controladas para realizar

una realizar una tarea específica, la diferencia entre una computadora y

un tractor (sin computadora de abordo) es que al tractor lo controla una

persona y a la computadora lo que denominamos un programa, también

llamado software.

Las computadoras son un ejemplo de sistemas básados en programa almacenado,

todos estos sistemas poseen un procesador central, cuya actividad

de una forma simple puede resumirse a:

1. Obtener una instrucción.

2. Determinar que instrucción es.

3. Ejecutar la instrucción

4. Ir al paso número 1

El conjunto de instrucciones que se desea que el sistema ejecute se almacena

en algun tipo de memoria, RAM o ROM, dependiendo del sistema,

por ejemplo muchos de los microcontroladores el programa se almacena

en ROM, mientras que en las computadoras los programas son cargados a

memoria RAM por el sistema operativo para su ejecución. En la figura 1.3

se muestra un ejemplo de estructura de un sistema basado en procesador.

Todo programa comienza con idea, algo que se quiere hacer, generalmente

ese algo resulta como solución a un problema específico, la solución

de un problema requiere el diseño de un algoritmo.

Algoritmo Palabra que proviene del nombre de un matemático y astrónomo

árabe Al-Khôwarizmi del sigo IX, que escribio un tratado sobre la

manipulación de números y ecuaciones llamado Kitab al-jabr w’almugabala.

Un algoritmo es una secuencia ordenada de pasos, no ambiguos, expresados

en lenguaje natural que conducen a la solución de un problema dado.

Los algoritmos deben cumplir con algunas características:

4 1.2. Sistemas programables, algoritmos y programas

Figura 1.3: Sistema basado en procesador.

Preciso. Indica el orden de realización de cada uno de los pasos.

Definido. Si a un algoritmo se le suministra varias veces los mismos

datos los resultados deben ser los mismos.

Finito. El algoritmo debe terminar en algún momento.

Los algoritmos son soluciones abstractas a problemas, ellos generalmente

son codificados en un lenguaje de programación y luego traducidos para

que una computadora los pueda ejecutar y solucionar entonces un problema

real. Los algoritmos son independientes del lenguaje de programación

y de la máquina que lo ejecute, una analogia de la vida real [joyanes1989],

la receta de un plato de cocina puede expresarse en ingles, frances o español

e indicará la misma preparación independientemente del cocinero.

Lenguaje de programación Son conjuntos de instruccines con que se

pueden escribir los algoritmos para que un sistema lo ejecute. Existen

múltiples tipos de lenguajes de programación:

Lenguaje de máquina. Es un lenguaje compuesto por códigos binarios

que un sistema puede ejecutar directamente, los programas ejecutables

son precisamente secuencias de instrucciones en lenguaje de

máquina, un ejemplo de intrucciones en lenguaje de máquina es:

0011 0000 0001

0101 0001 0011

Las anteriores intrucciones le indican a un procesador que sume dos

datos y que luego multipliquen ese resultado por otro. Las instrucciones

en lenguaje de máquina estan compuestas de un código que

1. Introducción a la programaciónpreliminar 18 de febrero de 2008 5

identifica la instrucción (opcode) y uno o varios operandos (o referencias

a los mismos). Depende del tipo de procesador sobre la cual

se esté programando, Intel, Motorola, Atmel, etc, cada uno de ellos

tiene códigos de operación diferentes.

Lenguajes ensambladores. Escribir programas funcionales en lenguaje

de máquina es una tarea que pocas personas desean hacer, pues es

muy propenso a errores y tedioso, por ello a alguien se le ocurrío

asociar símbolos o mnemonicos a las instrucciones que una máquina

podia realizar, por ejemplo en algun lenguaje ensamblador las instrucciones

en lenguaje de máquina antes mencionadas quedarían:

add [0] [1]

mul [1] [3]

Para convertir los programas en lenguaje ensamblador a código de

máquina se usa un programa llamado ensamblador.

Lenguajes de alto nivel. Son lenguajes que tienen

...