Programación I la parte física, la máquina Software: los programas que se ejecutan sobre esa máquina Ing. Informática Programación I Bloque 1

Programación I Bloque 1Ing. Informática

Programación I

[email protected]@upf.edu


Profesores teoría

Toni Navarrete

Jesús Ibáñez

381despacho:

[email protected]:

371despacho:

[email protected]:


Introducción

Filosofía: aprender a programar programando

Web de la asignatura:

Bibliografía básica

The C Programming Language, Second Editionby Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie. Prentice Hall. http://cm.bell-labs.com/cm/cs/cbook/index.html

http://www.tecn.upf.es/~tnavarrete/programacio1/


El plan Docente


El plan docente: objetivo de la asignatura

“El objetivo fundamental de esta asignatura es que los alumnos adquieran las bases de la algorítmica y estructuras de datos, así como que sean capaces de desarrollar fluidamente programas de tamaño medio utilizando el lenguaje C”


El plan docente: competenciasCompetencias generales

Instrumentales:CG1: Capacidad de síntesis CG2: Capacidad de análisis

SistémicasCG3: Capacidad para aplicar el conocimiento en la prácticaCG4: Interés por la calidad

Competencias específicasCE1: Capacidad para trabajar con un compilador y debugadorCE2: Dominio de los tipos de datos estáticos básicos y compuestosCE3: Dominio de las estructuras de controlCE4: Capacidad de resolución de problemas mediante diseño descendente y dominio de la utilización de funcionesCE5: Dominio de los tipos de datos dinámicos y de la gestión dinámica de memoriaCE6: Documentación y estructuración de código


El plan docente: tipos de actividades

Sesiones de teoríaSesiones de ejercicios (seminarios)Sesiones de prácticasEjercicios de auto-evaluación

Consultar calendario!


El plan docente: evaluación

Dos partes principales: Fundamentos teórico-prácticos: exámenes parcial (25%) y final (75%)

1 punto extra actividades seminarios (ejercicios)Prácticas: prácticas parcial (25%) y final (75%)

Cada parte supone un 50% de la nota final, aunque es necesario aprobar ambas para superar la asignaturaOtras actividades de auto-evaluaciónSeptiembre


Importante!

En esta asignatura se dan las bases necesarias para (sólo las de primer curso):

Programación II, Programación III, Estructuras de Datos IÁlgebra II, Análisis Numérico, Sistemas Operativos


Introducción

Hardware: la parte física, la máquinaSoftware: los programas que se ejecutan sobre esa máquina


Arquitectura von Neumann

RAMALU CU

RegistrosCPU

E/S

BusCPU = Unidad Central de ProcesoALU = Unidad Aritmético LógicaCU = Unidad de ControlRAM = Memoria principal (RandomAccess Memory)


Lenguaje máquina

La Unidad de control entiende una serie de combinaciones de bits que determinan diferentes instruccionesEjemplo:

0001 1001 0010 1100 (16 bits)


Lenguaje máquina

La Unidad de control entiende una serie de combinaciones de bits que determinan diferentes instruccionesEjemplo:

0001 1001 0010 1100 (16 bits)

Problemas:Extremadamente difícil escribir y leerNo portable (específico para una unidad de control concreta)


Lenguaje ensamblador

Cada “tipo” de instrucciones tiene una traducciónEjemplo:

LOAD AADD BSTORE C


Lenguaje ensamblador

Cada “tipo” de instrucciones tiene una traducciónEjemplo:

LOAD A R1LOAD B R2ADD R1 R2STORE C R1

Problemas:Aún difícil escribir y leerNo portable


Lenguaje de alto nivel

Las instrucciones son de un nivel superior, más cercano a cómo se piensa una soluciónMás fáciles de escribir y leerSon independientes de la máquinaEjemplo:

C = A + B


Lenguaje de alto nivel

Las instrucciones son de un nivel superior, más cercano a cómo se piensa una soluciónMás fáciles de escribir y leerSon independientes de la máquinaEjemplo:

C = A + B

Desventaja:Hay que traducirlo a lo que la máquina entiende (código máquina): más lento


Niveles

Lenguajes Máquina

Lenguajes Ensambladores

Lenguajes de Alto Nivel

000110011100…110100010111…100101100101…

LOAD A R1LOAD B R2ADD R1 R2STORE C R1

C=A+B


Compilador vs intérprete

Compilador

Intérprete

Solución híbrida: máquina virtual


Compilación

a.outa.exe

#include <stdio.h>

main() {printf("Hola mundo!");

}

Código fuente

Código máquina

Compilador

errores


Compilación

Se compila antes de ejecutarDetecta errores sintácticosCuando ya no hay errores, genera el código máquina (fichero ejecutable)No necesita el compilador para ejecutar


Interpretación

..............

........

....................

..........

...

...............

Código fuente

0011001010011…

IntérpreteCoge unainstrucción

La traduce a código

máquina y la ejecuta


Interpretación

El proceso de traducción se realiza mientras se ejecuta, instrucción a instrucciónSe necesita el intérprete para poder ejecutar


Solución híbrida: la máquina virtual (Java)


Solución híbrida: la máquina virtual (Java)

Se compila el código fuente y se obtiene código máquina de una máquina virtualAl código máquina virtual se le denomina byte-codeLa máquina virtual en realidad es un intérprete que después va ejecutando (traduciendo a código máquina real) instrucción a instrucción el byte-code


Lenguaje C

Historia

Principios 70’s: Dennis Ritchie, Laboratorios Bell de AT&T, creado para desarrollar UNIX1983: ANSI C1990: estándar ISO

Primer programa

#include <stdio.h>

main() {printf("Hola mundo!");

}


Comentando el código

Es conveniente documentar el código:/* comentarios de varias líneas */// comentario en una línea

# include <stdio.h> /* la línia anterior ha d’estar sempre que fem operacions de

lectura o escriptura. Tot i això, hi ha compiladors que no honecessiten*/

main () { //el codi del programa anirà entre les dues claus

printf("Hola mundo!"); //això escriu “Hola mundo!” per pantalla}


Compilación

hola.ocompila a.outa.exe

hola.c

Libreríasde C

Linka

Código fuente Código objeto Ejecutable

Edita

gcc hola.c


Diseño de programas

El Proceso de Diseño de Programas tiene dos fases:

Resolución de Problemas

Crea un algoritmo que resuelve un problema

Implementación

Traduce el algoritmo a un lenguaje de programación

AlgoritmoProblema Programa


Bloques 2 y 3

Un programa es como una receta. Contiene una lista de ingredientes (variables) y una lista de instrucciones (sentencias) que le dicen al ordenador qué hacer con las variables. Las variables pueden representar datos numéricos, caracteres, ...Bloque 2: “ingredientes”: cómo escribimos los datos que hemos de utilizarBloque 3: “instrucciones”: cómo escribimos las órdenes que se han de ejecutar

Documents

Programación I la parte física, la máquina Software: los programas que se ejecutan sobre esa máquina Ing. Informática Programación I Bloque 1