METODOLOGÍA DE LA PROGRAMACIÓN - mheducation es

La primera computadora digital que reseña la historia de la informática, se puede considerar, fue dise-ñada a finales de la década de los treinta por el Dr. John Atanasof y el estudiante de postgrado Clifford Berry3 en la Universidad de Iowa (Iowa State University). Diseñaron la computadora para realizar cál-


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3Programación en Pascal
Introducción a las computadorasy los lenguajes de programaciónLas computadoras (ordenadores) electrónicas mo-dernas son uno de los productos más importantes ya que se han convertido en un dispo-sitivo esencial en la vida diaria de las personas, como un electrodoméstico más del hogar o de la muchas áreas: empresa, industria, gobierno, cien-cia, educación..., en realidad en casi todos los cam-que se pueden realizar con ellas: consultar el saldo de una cuenta corriente, retirar dinero de un banco, enviar o recibir mensajes por teléfonos celulares computadoras, escribir documentos, navegar por Internet, enviar y recibir correos electrónicos (e-El papel de los programas de computadoras es fundamental; sin una lista de instrucciones a seguir, jes de programación nos permiten escribir esos pro-gramas y por consiguiente comunicarnos con las computadoras. La principal razón para que las per-sonas aprendan lenguajes y técnicas de programa-En el capítulo se introducen conceptos impor- y sus componentes, y se introduce los lenguajes de programación más populares y, en particular, Pascal. En esta obra, de sistemas a través de uno de los lenguajes de programación más versátiles disponibles hoy día, el lenguaje Pascal, y aprenderá la metodología a seguir para la resolución de problemas con compu-
Contenido
¿Qué es una computadora? Organización física de una computa- Dispositivos de almacenamiento secun- Conectores de dispositivos de E/S Redes e Internet El software (los programas) Lenguajes de programación Historia de Pascal
1.1. ¿QUÉ ES UNA COMPUTADORA?Las computadoras se construyen y se incluyen en todo tipo de dispositivos: automóviles (coches/carros), aviones, trenes, relojes, televisionesƒ A su vez estas máquinas pueden enviar, recibir, almacenar, pro-cesar y visualizar información de todo tipo: números, texto, imágenes, gráficos, sonidos, etc. Estas po-tentes máquinas son dispositivos que realizan cálculos a velocidades increíbles (millones de operaciones escriben normalmente en un lenguaje de programación específico, tal como C, para que pueda ser com-es un dispositivo electrónico, utilizado para procesar información y obtener re-sultados, capaz de ejecutar cálculos y tomar decisiones a velocidades millones o cientos de millones más positivoŽ para realizar cálculos o computar. El término sistema de computadora o simplemente compu-tadora se utiliza para enfatizar que, en realidad, son dos partes distintas: hardware y softwarehard-ware es la computadora en sí misma. El software es el conjunto de programas que indican a la computadora las tareas que debe realizar. Las computadoras procesan datos bajo el control de un con-la computadora para que realice un conjunto de acciones (instrucciones) especificadas por personas es-programadores de computadoras salida, resultados), como se observa en la Figura 1.1. entrada de los datos de salida pueden ser, realmente, de cualquier tipo: texto, dibujos, sonido, imágenes... El sistema ). Hoy día existen otros dispositivos muy populares tales como escáneres, micrófonos, altavoces, cámaras de vídeo, etc.; de igual manera, a través de su computadora con otras computadoras a través de la red Internetdispositivos que realizan las tareas de entrada y salida, se conocen con el término hardware o sistema programador y al conjunto de programas escritos para una computadora se llama softwarelibro se dedicará casi exclusivamente al software, pero se hará una breve revisión del hardware como recordatorio o introducción según sean los conocimientos del lector en esta materiaUna computadora consta de varios dispositivos (tales como teclado, pantalla, ratónŽ, discos, me-morias, escáner, DVD, CD, memorias flash, unidades de proceso, impresoras, etc.) que son conocidos hardwaresoftwarehardware se ha reducido drásticamente en los últimos años y sigue ble encontrar equipos de computadoras con unas prestaciones casi el doble de las que se conseguían hace
En España está muy extendido el término ordenador para referirse a la traducción de la palabra inglesa noamérica, África y Asia) acepta, indistintamente, los términos sinónimos: computador, computadora y ordenador. Entre las diferentes acepciones define la computadora electrónica como: máquina electrónica, analógica o digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de métodos de tratamiento de la información capaz de resolver problemas matemáticos y lógicos mediante
Estas computadoras primitivas utilizaban tubos de vacío como componentes electrónicos básicos. No sólo eran muy voluminosas, sino lentas y difíciles de manipular a la par que requerían usos y cuidados especiales. Los avances tecnológicos en semiconductores, transistores y circuitos integrados concluyeron en diseñar y fabricar las nuevas generaciones de computadoras que conducían a máquinas más pequeñas, En la década de los setenta, los fabricantes Altair (suele considerarse la primera microcomputadora de la historia) y Apple fabrican la primera microcomputadora de la historia. Steve Jobs y Stephen Woz-compañías que fabricaron microcomputadoras fueron Commodore, Radio Sahck, Heathkit y en Europa, Sinclair que fabricó el mítico ZX Spectrum con el que aprendieron a programar y a jugar con videojue-El 12 de agosto de 1981 IBM presentó en Nueva York y en otras ciudades norteamericanas, la pri-mera computadora de escritorio de la historia, denominada por su inventor, IBM PC (Personal Computer, software fundamental fue desarrollado por una joven compañía conocida como Microsoft. El PC se convirtió en un éxito instantáneo hasta llegar a convertirse en un aparato o dispositivo electrónico de uso general, al estilo de una TV o un equipo de música. Sin embar-go, conviene recordar que el PC, tal como se le conoce en la actualidad, no fue la primera computadora Apple II, Pet CBM, Atari, TRS-80fabricantes citados en el párrafo anterior. o (1.1.2. Clasificación de las computadorasLas computadoras modernas se pueden clasificar en computadoras personales, servidores, minicompu-tadoras, grandes computadoras (mainframes) y supercomputadoras. son los máspopulares y abarcan desde computadoras portátiles o herramientas en los puestos de trabajo, en oficinas, laboratorios de enseñanza e investigación, empresas, servidores gestionar y administrar las redes internas de las empresas o departamentos y muy especialmente para ad-ministrar sitios Web de Internet. Las computadoras tipo servidor son optimizadas específicamente para soportar una red de computadoras, facilitar a los usuarios la compartición de archivos, de software o de pacidades de memoria en disco e incluso unidades de almacenamiento masivo como unidades de cinta magnética u ópticas, así como capacidades de comunicaciones de alta velocidad y potentes CPUS, nor-malmente específicas para sus cometidos.Workstationusuarios pero con capacidades matemáticas y gráficas superiores a un PC y que pueden realizar tareas más complicadas que un PC en la misma o menor cantidad de tiempo. Tienen capacidad para ejecutar progra-mas técnicos y cálculos científicos, y suelen utilizar UNIX o Windows NT como sistema operativo.
, el término por el que se conoce en inglés un dispositivo electrónico de consumo que se puede comprar en un En muchos países de Latinoamérica, el término
Si a la organización física de la Figura 1.2 se le añaden los dispositivos para comunicación exterior ta de los siguientes dispositivos de hardware€ Unidad Central de Proceso, Central Processing Unit).€ Memoria principal.€ Memoria secundaria (incluye medios de almacenamiento masivo como disquetes, memorias USB, discos duros, discos CD-ROM, DVD...).€ Dispositivos de entrada tales como teclado y ratón.€ Dispositivos de salida tales como monitores o impresoras.€ Conexiones de redes de comunicaciones, tales como módems, conexión , conexiones , conexiones serie y paralelo, conexión Firewire,
Dispositivosde entradaMemoriacentralaritméticaDispositivosMemoria externapermanente)UCP (Procesador)
Figura 1.2. Organización física de una computdora. digital y en el caso concreto de las máquinas computa-para componer las instrucciones que posteriormente reciben de los diferentes dispositivos de la compu-tadora, tales como el microprocesador, las unidades de discos duros, los teclados, etc.La Figura 1.2 muestra la integración de los componentes que conforman una computadora cuando se ejecuta un programa; las flechas conectan los componentes y muestran la dirección del flujo de infor-programa se debe transferir primero de la de programa) puede proporcionar datos a través de un dispositivo de entrada. Los archivo (fichero), o pueden proceder de una máquina remota vía una co-nexión de red de la empresa o bien la red Internet.unidad central de proceso (UCP). macenan de nuevo en la memoria principal. Por último, los resultados (la información) de la memoria
) que mueve un puntero electrónico sobre la pantalla que fa- permiten representar los resultados (salida) del proceso de los datos. El dispositivo de salida típico es la pantalla (CRT monitor. Otros dispositivos de salida son: impresorastrazadores gráficosplottersreconocedores de vozaltavoces, El teclado y la pantalla constituyen „en muchas ocasiones„ un único dispositivo, denominado teclas extras que tiene el terminal para funciones especiales. Si está utilizando una computadora personal, el teclado y el monitor son dispositivos independientes conectados a la computadora por cables. En ocasiones, dispositivo de copia durahard copydispositivo de Los dispositivos de entrada/salida y los dispositivos de almacenamiento secundario o auxiliar (me-moria externa) se conocen también con el nombre de o simplemente ya que, normalmente, son externos a la computadora. Estos dispositivos son unidades de discos (disque-tes (ya en desuso), CD-ROM, DVD, cintas, etc.), videocámaras, teléfonos celulares (móviles), etc.1.2.2. La memoria principalresultados. En la mayoría de las computadoras existen dos tipos de memoria principal: que soporta almacenamiento temporal de programas y datos y lectura ROM que almacena datos o programas de modo permanente. se utiliza para almacenar, de modo temporal información, datos y programas. En general, la información almacenada de un programa y los con los que operan las
Todas las acciones a realizar por el usuario se realizarán con el ratón con la excepción de las que requieren de la escritura de datos por teclado. El nombre de ratón parece que proviene de la similitud del cable de conexión con la cola de un ratón. Hoydía, sin embargo, este razonamiento carece de sentido ya que existen ratones inalámbricos que no usan cable y se comunican entre sí a través de rayos infrarrojos.Cathode Ray Tube: Tubo de rayos catódicos.Figura 1.4. Dispositivo de salida (Impresora HP Color LaserJet 2600n).
instrucciones. Para que un programa se pueda (correr, rodar, funcionar..., en inglés cargacualquier dato a procesar por el programa se debe llevar a la memoriadiversos y espacio de almacenamiento temporal que necesita el programa cuando se ejecuta con él a fin de poder funcionar.La memoria principal es la encargada de almacenar los programas y datos que se están ejecutando y Es un tipo de memoria volátil (su contenido se pierde cuando se apaga la computadora); esta memo-según sea el proceso de fabricación. Las memorias RAM actuales más utilizadas son : SDRAM en sus
Cuando un programa se ejecuta (realiza, funciona) en una computadora, se dice que se ejecuta
En la memoria principal se almacenan:• Los datos enviados para procesarse desde los dispositivos de entrada.• Los programas que realizarán los procesos.• Los resultados obtenidos preparados para enviarse a un dispositivo de salida.ROMpuede escribir (viene pregrabada grabadaŽ por el fabricante) ya que es una memoria de sólo lecturaLos programas almacenados en ROM no se pierden al apagar la computadora y cuando se enciende, se macenados en los chips ROM no se pueden modificar y suelen utilizarse para almacenar los programas básicos que sirven para arrancar la computadora.Con el objetivo de que el procesador pueda obtener los datos de la memoria central más rápidamen-cachéque sirva para almacenamiento intermedio de datos entre el procesador y la memoria prin-cipal. La memoria caché „en la actualidad„ se incorpora casi siempre al procesador.Normalmente una computadora contiene mucha más memoria RAM que memoria ROM interna; también la cantidad de memoria se puede aumentar hasta un máximo especificado, mientras que la cantidad de memoria ROM, normalmente es fija. Cuando en la jerga informática y en este texto se sible al programador. La memoria RAM es una memoria muy rápida y limitada en tamaño, sin embargo la computadora crecer comparativamente en términos mucho mayores. La
En la jerga informática también se conoce esta operación como correr un programaŽ.
bytes, sobre todo para correspondencia y fáciles cálculos mentales, aunque como se observa en la Ta-bla 1.1 estos valores son sólo aproximaciones prácticas.Tabla 1.1. Unidades de medida de almacenamiento.
1.024 bytes(10Megabyte1.024 Kbytes(101.024 Mbytes(10Terabyte1.024 Gbytes(101.024 Tbytes(101.024 Pbytes(101.024 Ebytes(10Yotta1.024 Zbytes(10
• La memoria de una computadora es una secuencia ordenada de celdas de memoria.• Cada celda de memoria tiene una única dirección que indica su posición relativa en la memoria.• Los datos se almacenan en una celda de memoria y constituyen el contenido de dicha celda.
bytees una posición de memoria que puede contener ocho bits. Cada bit sólo puede contener dos valores posibles, 0 ó 1. Se requieren ocho bits (un byte) para codificar un carácter (una letra u otro símbolo del teclado).
, direccione, memoriaLa memoria principal se divide en posiciones numeradas que se denominan bytebyte se asocia un número denominado dirección. Un número o una letra se representan por un grupo de byteconsecutivos en una posición determinada. La dirección del primer byte del grupo se utiliza como la dirección más grande de esta posición de memoria. Para tener acceso a una palabra en la memoria se necesita un identificador que a nivel de hardware se le dirección Cada celda o tiene asociada una única dirección posición relativa en memoria y mediante la cual se puede acceder a la posición para almacenar o recu-ra 1.6 muestra una memoria de computadora que consta de 1.000 posiciones en memoria con direcciones
con una máquina de 32 bits, significa que en cada posición de memoria de su computadora puede alojar
Las direcciones de memoria se definen usando enteros binarios sin signo o sus correspondien-tes enteros decimales El número de posiciones únicas identificables en memoria se denomina espacio de direccionamien- tienen un es-pacio de direccionamiento que varía de 0 a 65.535 (64 KB, 64 1.024 = 65.536).Los bytes sirven para representar los caracteres (letras, números y signos de puntuación adicionales) . Todos estos símbolos se almacenan en memoria y con ellos trabajan las compu-1.2.4. El procesadorprocesador microprocesador es un chipcircuito integradoUnidad Central de Proceso. Todas las UCP tienen una velocidad de trabajo, regulada por un pequeño ,y que se conoce como frecuencia de reloj. El cristal vibra a un elevado número de ciclos de reloj. Con cada ciclo de reloj se envía un impulso a la UCP, y en principio, cada pulsación puede hacer realizar una o más tareas a la UCP. El número de ciclos de reloj por segundo se mide en hertzios. El cristal de la UCP vibra millones de veces por segundo y por esta razón la velocidad del reloj se cal-cula en millones de oscilaciones (megahercios o MHz) o miles de millones de ciclos por segundo, giga-hercios (GHz). En consecuencia la velocidad de los microprocesadores se mide en MHz o en GHz.El PC original de 1981 trabajaba a 4,77 MHz y su microprocesador era el Intel 8088. Trabajaba a 16 bits internamente, aunque el bus externo para comunicarse con el resto de componentes era tan sólo de 8 bits.
Figura 1.6. Memoria central de una computadora.
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datos. Sin embargo, la información almacenada en la memoria se pierde (borra) cuando se apaga (des-dispositivos de almacenamiento secundario, auxiliar o masivo(mass storage, o se-condary storage). y almacenamiento o externa, indistintamente. En este libro „y recomendamos su uso„ se utilizará el término
La memoria central o principal es mucho más rápida y cara que la memoria auxiliar. Se deben transferir los datos desde la memoria auxiliar hasta la memoria central, antes de que puedan ser procesados. Los datos en memoria central son: volátiles y desaparecen cuando se apaga la computadora. Los datos en memoria auxiliar son permanentes y no desaparecen cuando se apaga la computadora.
Figura 1.7. Vista general de un PC con sus periféricos (figura tomada de A. Prieto et al., informátic, McGraw-Hill, 2006).
1.3. DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO SECUNDARIO(ALMACENAMENTO MASIVO)La memoria secundaria, mediante los dispositivos de almacenamiento secundario, proporciona capacidad cundario es no volátil y mantiene los datos y programas, incluso cuando se apaga la computadora. Las (drives, periféricos o dispositivos de almacenamiento secundario son dispositivos cintas magnéticas. El dispositivo de almacenamiento secundario más común es la unidad de disco o disquetera, que sirve para alojar los discos. En ella se almacenan y recuperan datos y programas de un disco, transfiriendo los datos entre la memoria secundaria y la memoria principal. (desaparece cuando se apaga la compu-en la memoria secundaria se conserva en unidades de almacenamiento denominadas archivos (ficheros,files en inglés) que pueden ser tan grandes como se desee. Un programa, por ejemplo, se almacena en un archivo y se copia en memoria principal cuando se ejecuta el programa. Se puede almacenar desde un programa, hasta un capítulo de un libro, un inventario de un almacén o un listado de clientes o cual-quier otra unidad de información como música, archivos MP3, DivXarchivos de datos archivos de programas, ambos en la memoria auxiliar. Cualquier tipo de archivo se puede transferir fácilmente desde la memoria auxiliar hasta la central para su proceso posterior.1.3.1. Discos magnéticosLos discos son dispositivos formados por componentes electromagnéticos que permiten un acceso rápi-do a bloques físicos de datos. La información se registra en la superficie del disco y se accede a ella por lectura/escritura que se mueven sobre la superficie. Los discos magnéticos se cla-sifican en discos duroshard diskLos primeros disquetes, antes del advenimiento del PC eran de 8 pulgadas; posteriormente aparecie-ron del tamaño de 5 1/4" de 360 KB de capacidad que llegaron a alcanzar 1.2 MB (ya prácticamente en desuso) y los que se fabrican en la actualidad de 3,5" y capacidad de 1.44 Megabytes (2.8 MB, en algu-nos casos). Los disquetes han sido muy populares, pero hoy día cada vez se utilizan menos, su gran ventaja era su tamaño y que eran transportables de una computadora a otra, además, era relativamente discos duros también llamados discos fijos (hard diskmide en Gigabytes o en Terabytes. Es posible ampliar el tamaño de los discos duros de una computadora, bien cambiándolos físicamente por otros de capacidad mayor o bien añadiendo otros a los existentes.en el disco de modo que los datos se pueden escribir y recuperar eficientemente. El proceso de formatear un disquete es análogo al proceso de dibujar líneas en un aparcamiento y la numeración de las corres-pere (encontrar su automóvil de modo rápido y seguro). Esto explica por qué un disco tiene menos es-Hoy día se comercializan numerosos discos duros transportables (removiblesmente mediante los controladores USB que se verán posteriormente.
ciales de lectura y reproducción, así como grabadoras/regrabadoras. Estas últimas se encuentran ya en el gran almacén incluyen de serie una unidad lectora de DVD y grabadora de CD-RW o de DVD, que permi-ten grabar una y otra vez en los discos de formato RW. Comienza a ser también frecuente encontrar PCs con unidades de grabación de todos los formatos DVD, tales como DVD-R, DVD+R, DVD-RW y DVD+RW y pronto con los nuevos DVD de Toshiba y Sony de alta capacidad de almacenamiento (15 GB
Unidad de disquete USB (izquierda), unidad de DVD regrabable (centro) y lector de Blu-ray (derecha).Es un nuevo dispositivo de almacenamiento de información que no reside en la computadora del usuario sino en un espacio virtual residente en un sitio Web de Internet (de tu propia empresa, o de cualquiera otra que ofrezca el servicio). Es una buena opción para el usuario (estudiantes, particulares, profesionales, empresas...) de tipo medio y empresas que utilizan grandes volúmenes de información y que necesitan más un lugar donde situar aplicaciones, archivos, etc., que no puede almacenar en su computadora.El inconveniente de esta solución es el riesgo que se ha de asumir al depositar información en luga-res no controlados por uno mismo. Esta situación plantea la necesidad de un estudio de la privacidad y seguridad que van a tener los datos que deposite en estos discos virtuales. La Tabla 1.3 muestra algunas Hoy, además de sitios como los referenciados en la Tabla 1.3, la mayoría de los buscadores de Inter- En abril de 2006 se están presentando los 16 nuevos lectores de DVD de gran capacidad de almacenamiento de Toshiba (HD DVD, de 15 GB a 45 GB) y de Sony (de 25 GB a 50 GB).Tabla 1.3. Algunas direcciones de sitios Web para almacenamiento virtual de datos.Nombre de la empresaDirección de Internet FreeDrive (propiedad de FreeMailGuideYahoo¡ Briefcase (necesita registro previo)
puede también convertir este espacio de correo electrónico en espacio para un disco duro virtual. Este GoogleYahoo que ofrece 1 GB, Lyco1.3.3. Discos y memorias Flash USBde un tamaño algo mayor que un mechero o llavero (por esta razón a veces se les llama llaveros flashy por consiguiente se puede transportar en el bolsillo de una prenda de vestir. Este disco o memoria se puede conectar a cualquier PC de escritorio o portátil que disponga de una conexión USB (véase, apar-tado 1.4.2). Se comercializa por muchos fabricantes y puede almacenar desde 64 KB a 512 KB, aunque ya se comercializan de 1 a 4 GB. Se han convertido en el medio más económico y práctico para llevar archivos de cualquier tipo e incluso hasta programas como copias de seguridad. Discos duros USB se comercializan también desde 80 a 500 GB, e incluso superiores. Al ser regrabables y de fácil instalación (sólo necesitan enchufarse en un puerto USB) se están constituyendo en el medio idóneo para almace-namiento de información personal y como dispositivo de copia de seguridad.
Tarjeta compact flash (izquierda), memoria flash USB (centro) y disco duro (derecha).1.3.4. Otros dispositivos de Entrada y Salida (E/S)Los dispositivos de entrada y de salida permiten la comunicación entre las personas y la UCP. Un positivo de entrada es cualquier dispositivo que permite que una persona envíe información a la com-putadora. Los dispositivos de entrada, por excelencia, son un teclado y un ratón. Entre otras cosas un ratón se utiliza para apuntar, moverse por la pantalla y elegir una lista de opciones visualizadas en la pantalla. El dispositivo fue bautizado como ratón (mouse en inglés, jerga muy utilizada también en La-tinoamérica) porque se conecta a la computadora por un largo cable y el conjunto se asemeja a un ratón. . Moviéndose con el ratón de modo que el cursor apunte a una región específica de la pantalla (por ejemplo, un menú La tendencia en 2006, es aumentar el almacenamiento gratuito que ofrecen los grandes buscadores. Gmail, ofrece en abril En febrero de 2006.
realice la orden indicada en la opción del menú. El uso del ratón y de menús facilita dar órdenes a la morizar. Algunos dispositivos de entrada, no tan típicos pero cada vez más usuales en las configuracio-nes de sistemas informáticos son: escáner, lápiz óptico, micrófono y reconocedor de voz.dispositivo de salida es cualquier dispositivo que permite a una computadora pasar información al usuario. El dispositivo de salida por excelencia es la pantalla de presentación, también llamada o Otro dispositivo de salida muy usual es la impresora para producir salidas impresas en papel. El teclado y la pantalla integrados se le suele conocer también como (video display terminal). La Figura 1.4 muestra un dispositivo de entrada y de salida. El monitor, conocido también como CRT (cathode ray tube) funciona igual que un aparato de televi-sión. El monitor está controlado por un dispositivo de salida denominado tarjeta gráfica. gráficas envían los datos para ser visualizados en el monitor con un formato que el monitor puede mani-pular. Las características más importantes del monitor y la tarjeta gráfica son la velocidad de refresco, la La velocidad de refresco es la velocidad a la cual la tarjeta gráfica actualiza la imagen en la pantalla. Una tasa de refresco baja tal como 60 KHz, puede producir fatiga en los ojos ya que la imagen puede parpadear imperceptiblemente. Las tarjetas gráficas usuales presentan tasas de refresco de 70 a 100 MHz. Esta frecuencia elimina el parpadeo y la consiguiente fatiga resolución es el número de puntos por pulgada que pueden visualizar a lo largo de la ) en este contexto se conoce como un picture elementalclásicos VGA una resolución típica es 640 480: hay 640 pixels en el sentido horizontal de la pantalla y 480 pixels en el vertical. La tarjeta gráfica almacena la información en la pantalla para cada píxel en su propia memoria. Las tarjetas gráficas que pueden visualizar a resoluciones más altas requieren más me- 60 hasta 12.180 1.024. Tales tarjetas requieren 1 a 4 Mb de memoria. Relacionado directamente con la cantidad de memoria y la resolución es el número de colores que se pueden visualizar. La tarjeta gráfica debe almacenar la infor-mación del color para visualizar cada píxel en la pantalla. Para visualizar 256 (2byte por cada píxel.el inglés o cualquier otro como el catalán. Eso significa que en la jerga informática cuando se pulsa la letra C (de Carchelejo) en un teclado se produce que una letra C vaya a la pantalla del monitor, o a una impresora y allí se visualice o se imprima como una letra C. Existen diversos códigos de uso frecuente. El código más usual entre computadoras es el ASCII (acrónimo de American Standard Code for Infor-mation Interchange) que es un código de siete bits que soporta letras mayúsculas y minúsculas del alfa-beto, signos numéricos y de puntuación, y caracteres de control. Cada dispositivo tiene su propio con-junto de códigos pero los códigos construidos para un dispositivo no son necesariamente los mismos códigos construidos para otros dispositivos. Algunos caracteres, especialmente caracteres tales como tabulaciones, avances de línea o de página y retornos de carro son manipulados de modo diferente por dispositivos diferentes e incluso por piezas diferentes de sistemas software que corren sobre el mismo dispositivo. Desde la aparición del lenguaje Java y su extensión para aplicaciones en Internet se está haciendo muy popular el código Unicode que facilita la integración de alfabetos de lenguajes muy di-versos no sólo los occidentales, sino orientales, árabes, etc.Nuevos dispositivos de E/S móvilesLos sistemas de transmisión de datos que envían señales a través del aire o del espacio sin ninguna ata-dura física se han vuelto una alternativa fiable a los canales cableados tradicionales tales como el cable de cobre, cable coaxial o de fibra óptica. Hoy en programación se utilizan como dispositivos de E/S, ), asistentes digitales personales, PDA y redes de datos móviles.
1.4.3. Bus IEEE 1394 … Firewirebus IEEE 1394 es una nueva interfaz SCSI (un bus antiguo pero avanzado utilizado para discos duros, unidades de CD-ROM, escáneres y unidades de cinta). Es un bus serie de alta velocidad con una tasa de transferencia máxima de 400 Mbps patentado por Apple. Las computadoras Apple y Sony suelen venir firewirefirewireactuales videocámaras digitales y otros dispositivos de audio e imagen suelen incorporar conectores fi-rewire.
Conectores USB (izquierda) y conector Firewire (derecha).1.5. REDES E INTERNETHoy día las computadoras autónomas ( prácticamente no se utilizan (excepción hecha del tarjeta de red se puede conectar a una red de datos locales (red de área localmodo se puede acceder y compartir a cada una de las memorias de disco y otros dispositivos de entrada enviar correo electrónico a través de las redes corporativas Intranet/Extra-net o la propia red Internet. También es posible enviar y recibir mensajes de fax.El uso de múltiples computadoras enlazadas por una red de comunicaciones para distribuir el proce-so se denomina proceso distribuido en contraste con el proceso centralizado en el cual todo el proceso se realiza por una computadora central. De esta forma los sistemas de computadoras también se clasifi-sistemas distribuidos y Las redes se pueden clasificar en varias categorías siendo las más conocidas las redes de área local (LAN, Local Area Network) y las redes área amplia o ancha WAN (Wide Area Network). Una Red de potente denominado servidor. Una WAN es una red que enlaza muchas computadoras personales y redes de área local en una zona geográfica amplia. La red WAN más conocida y popular en la actualidad es la red Internet que está soportada por la World Wide Web.
realizan las funciones no visibles, de segundo plano (back-end), a los usuarios, tales como actividades de gestión de red, implementación de bases de datos, etc. La Figura 1.12 muestra un sistema cliente/ser-vidor. La red Internet es el sistema cliente/servidor más popular.1.5.1. Redes P2P, igual-a-igual (peer-to-peer, P2P)Otra forma de sistema distribuido es la computación peer-to-peerlas computadoras vía Internet o redes privadas de modo que pueden compartir tareas de proceso. El en las computadoras individuales de modo que trabajan juntos colaborando entre sí, pero sin un servidor proceso del PC no utilizado por los sistemas en red. Estos sistemas P2P se utilizan hoy con gran profu-sión en ambientes científicos y de investigación, así como para descargas de música por Internet.1.5.2. Aplicaciones de las redes de comunicacioneshardware se comunican entre sí utilizan-bus interno. Hoy día es práctica común que las computadoras se comuniquen unas con otras com-partiendo recursos e información. Esta actividad es posible a través del uso de redes, con cables físicos red de área local (LAN, local area network) decenas y a veces centenares de computadoras en una pequeña empresa u organismo público. Una red tal como Internet, que se expande a distancias mucho mayores y conecta centenares o millares de máquinas que, a su vez, se unen a redes más pequeñas a través de computadoras pasarela (gatewaygatewaycortafuegos (firewall) propósito es mantener las transmisiones ilegales, no deseadas o peligrosas fuera del entorno local. Estas y en realidad son redes corporativas o insti-necesidad de que estos a su vez formen una red.) se ha convertido en un medio muy popular para enviar cartas y documentos de todo tipo así como archivos a amigos, clientes, socios, etc. La World Wide Web está proporcionando nuevas oportunidades comerciales y profesionales tes y profesionales utilizan las transmisiones de las redes entre el hogar y la oficina o entre dos oficinas el lugar que ellos decidan siempre que exista una línea telefónica o un teléfono móvil (celular). informática distribuidael uso de reservas de computación. Esto se puede conseguir por sincronización de los esfuerzos de múl-
Los sistemas P2P se hicieron muy populares y llegaron al gran público cuando un estudiante estadounidense, Shawn Fanning, inventó el sistema Napster, un sistema que permite descargas de música entre computadoras personales sin intervención
Para acceder a la Web se necesita un programa denominado navegador Web (browser). Un navega- es una interfaz gráfica de usuario que permite navegarŽ a través de la Web. Se utiliza el navegador para visualizar textos, gráficos y sonidos de un documento Web y activar los enlaces () o conexiones La Web se basa en un lenguaje estándar de hipertexto denominado (Hypertext Markup Langua-misma computadora o en computadoras remotas. El navegador Web está programado de acuerdo al estándar citado. Los documentos HTML cuando, ya se han situado en Internet, se conocen como páginas Web y el conjunto de páginas Web pertenecientes a una misma entidad (empresa, departamento, usuario individual) sitio WebWebsite). En los últimos años ha aparecido un nuevo lenguaje de marcación para formatos, heredero de HTML, y que se está convirtiendo en estándar universal, es el lenguaje Otros servicios que proporciona la Web y ya muy populares para su uso en el mundo de la progra-protocolos específicos para el intercambio de mensajes: Simple Mail TransferProtocolPost Office ProtocolInternet Message Action Protocolchat permite el diálogo en línea simultánea entre dos o más personas, y cuya organización y estructura han short messagemultimedia message1.6. EL SOFTWARE (LOS PROGRAMAS)software de una computadora es un conjunto de instrucciones de programa detalladas que controlan hardware de una computadora y controlan las operaciones de un sistema te al desa rrollo de sucesivas generaciones de software potentes y cada vez más hardware son especificadas por una lista de instrucciones, lla-programassoftwaresoftware es un conjunto de o a la computadora. El proceso de escritura o codificación de un programa se denomina programación las personas que se especializan en esta actividad se denominan programadoressoftwaresoftware del sistema y software de aplicaciones. Cada tipo realiza una función software del sistema computadora, tal como el procesador central, enlaces de comunicaciones y dispositivos periféricos. Los software del sistema se llaman programadores de sistemassoftware es el conjunto de programas escritos por empresas o usuarios individuales o en equipo y que instruyen a la computadora para que ejecute una tarea específica. Los programadores que escriben software de aplicaciones se llaman programadores de aplicacionessoftware están relacionados entre sí, de modo que los usuarios y los programadores pueden hacer así un uso eficiente de la computadora. En la Figura 1.13 se muestra una vista organiza-cional de una computadora donde se ven los diferentes tipos de software a modo de capas de la compu-hardware) hasta su exterior (usuario). Las diferentes capas funcionan gracias a las instrucciones específicas (instrucciones máquina) que forman parte del software del sistema y llegan software de aplicación, programado por los programadores de aplicaciones, que es utilizado por el
El navegador más utilizado en la actualidad es ExplorerFirefox y
gran diversidad de programas de aplicación para todo tipo de actividades tanto de modo personal, como de negocios, navegación y manipulación en Internet, gráficos y presentaciones visuales, etc.lenguajes de programación sirven para escribir programas que permitan la comunicación usua-traductorescompiladores o intérpretes) convierten ) que ésta pueda entender.programas de utilidad facilitan el uso de la computadora. Un buen ejemplo es un textosque permite la escritura y edición de documentos. Este libro ha sido escrito en un editor de textos procesador de palabrasword procesorŽdecir, los programas que podrá escribir en C, se denominan programas de aplicación. A lo largo del libro se verán pequeños programas de aplicación que muestran los principios de una buena programación de nuación se introduce en la computadora y se convierte en lenguaje entendible por la computadora. La resultados). La entrada puede tener una variedad de formas, tales como números o caracteres alfabéticos. La salida puede también tener formas, tales como datos numéricos o caracteres, señales para
Memoria externa
Programa
operativo
Programa
Ejecución de un programa.1.6.3. Sistema operativosistema operativo SO (Operating System, OS) es tal vez la parte más importante del software del sistema y es el software que controla y gestiona los recursos de la computadora. En la práctica el sistema operativo es la colección de programas de computadora que controla la interacción del usuario y el hardware de la computadora. El sistema operativo es el administrador principal de la computadora, y por ello a veces se la compara con el director de una orquesta ya que este software es el responsable de
sistema operativo, que sirve, esencialmente, para faci-litar la escritura y uso de sus propios programas. El sistema operativo dirige las operaciones globales de y recuperación de archivos (programas y datos) de cintas y discos. Gracias al sistema operativo es posi-ble que el programador pueda introducir y grabar nuevos programas, así como instruir a la computadora para que los ejecute. Los sistemas operativos pueden ser: (un solo usuario) y monocarga (una multitarea (múltiples tareas) según las tareas (procesos) que puede realizar simultáneamen-te. C corre prácticamente en todos los sistemas operativos, Windows 95, Windows NT, Windows 2000, UNIX, Lynux..., y en casi todas las computadoras personales actuales PC, Mac, Sun, etc.Tipos de sistemas operativosLas diferentes características especializadas del sistema operativo permiten a las computadoras manejar secuencialƒ En función de sus características específicas los sistemas operativos se pueden clasificar en varios grupos.1.6.3.1. Multiprogramación/Multitareaen cualquier momento a través del uso concurrente una UCP. Sólo un programa utiliza realmente la UCCP en cualquier momento dado, sin embargo las necesidades de entrada/salida pueden ser atendidas en el mismo momento. Dos o más programas están activos al mismo tiempo, pero no utilizan los recur-alternativamente y se alternan en el uso del procesador. Cuando se utiliza un sistema operativo de un multitarea
MultiprogramaciónMétodo de ejecución de dos o más programas concurrentemente utilizando la misma com-putadora. La UCO ejecuta sólo un programa pero puede atender los servicios de entrada/salida de los otros al mismo tiempo.1.6.3.2. Tiempo compartido (múltiples usuarios, time sharingUn sistema operativo multiusuario es un sistema operativo que tiene la capacidad de permitir que muchos modo que a medida que se libera la tarea de un usuario, se realiza la tarea del siguiente, y así sucesiva-mente. Dada la alta velocidad de transferencia de las operaciones, la sensación es de que todos los 1.6.3.3. MultiprocesoUn sistema operativo trabaja en multiproceso cuando puede enlazar dos o más UCP para trabajar en paralelo en un único sistema de computadora. El sistema operativo puede asignar múltiples UCP para
Además de estas instrucciones y dependiendo del procesador y del lenguaje de programación exis-tirán otras que conformarán el conjunto de instrucciones y junto con las reglas de sintaxis permitirán € Lenguajes máquina€ Lenguajes de bajo nivel (ensambladores)€ Lenguajes de alto nivel1.7.1. Evolución de los lenguajes de programacióncomputadora y debido a la dificultad de su escritura, los investigadores de la época simplificaron el (nemotécnicos) en vez de en formatos numéricos que eran más difíciles de recordar. Por ejemplo, mientras la instrucciónse podía expresar en lenguaje máquina como o bien 0010 0000 0010 1000Para convertir los programas escritos en código nemotécnico a lenguaje máquina, se desarrollaron assemblers). Es decir, los ensambladores son programas que traducen otros compatibles y legibles por la máquina. Estos programas de traducción se llaman ensambladores porque su tarea es ensamblar las instrucciones reales de la máquina con los nemotécnicos e identificadores que representan las instrucciones escritas en ensamblador. A estos lenguajes se les denominó de segunda generación, reservando el nombre de primera generación para los lenguajes de máquina.tercera generación que diferían de las generaciones anteriores en que sus instrucciones o primitivas eran de alto nivel (comprensibles por el programador, como si fueran lenguajes naturales) e lenguajes de alto nivel. FORTRAN (FORmula TRANslator) que fue desarrollado para aplicaciones científicas y de ingeniería, (COmmon Business-Oriented Language), que fue desarrollado por la U.S. Navy de Estados Unidos, para aplicaciones de gestión o administración. Con el paso de los años aparecieron nuevos len-Pascal, BASIC, C, C++, Ada, Java, C#, HTML, XML...Los lenguajes de programación de alto nivel se componen de un conjunto de instrucciones o primi-tivas más fáciles de escribir y recordar su función que los lenguajes máquina y ensamblador. Sin embar-go, los programas escritos en un lenguaje de alto nivel, como C o Java necesitan ser traducidos a código traductor. denominarontécnicamente,compiladores. De este modo existen compiladores de C, FORTRAN, Pascal, Java, etc.
Paradigmas de programación (evolución de lenguajes).
clarativo utiliza el principio del razonamiento lógico para responder a las preguntas o cuestiones consul- y en el cálculo de predicados de primer orden. El razonamiento lógico se basa en la deducción. El lenguaje declarativo por excelencia es Prolog.programación El enfoque orientado a objetos guarda analogía con la vida real. El desarrollo de software OO se basa en el diseño y construcción de objetos que se componen a su vez de datos y operaciones que manipulan esos datos. El programador define en primer lugar los objetos del problema y a continuación los datos y operaciones que actuarán sobre esos datos. Las ventajas de la programación orientada a objetos se deri-van esencialmente de la estructura modular existente en la vida real y el modo de respuesta de estos módulos u objetos a mensajes o eventos que se producen en cualquier instante.Los orígenes de la POO se remontan a los Tipos Abstractos de Datos como parte constitutiva de una TAD como origen del lenguaje orientado a objetos, por excelencia, es una extensión del lenguaje C y contiene las tres encapsulamiento, herencia y polimorfismo. orientado a objetos muy potente y de gran impacto en el desarrollo del software orientado a objetos que Hoy día Java C# objetos más utilizados en la industria del software del siglo Visual Basic son otros len- Si desea profundizar en este tipo de programación existen numerosos y excelentes libros que puede consultar en la Bi-
guajes orientados a objetos, no tan potentes como los anteriores pero extremadamente sencillos y fáciles de aprender.1.8. HISTORIA DE PASCALlenguaje ALGOL-68, Niklaus Wirth, un profesor de Eidgenössiche TEchnische Hochschule (Instituto Tecnológico) de Zurich (Suiza) diseñó Pascal, un lenguaje concebido para la enseñanza de técnica de programación a estudiantes universitarios, que con el correr de los tiempos se convirtió en un estándar El objetivo fundamental de su creador fue desarrollar un lenguaje que permitiera enseñar programa-Pascal User Manual and Report, por Wirth y Jensen, publicado en 1974, sirvió como definición básica del lenguaje Pascal. A medida que su uso creció en las comunidades educativa y profesional, aparecieron diferentes implementaciones; para asegurar que los programas Pascal escritos en un sistema pudieran ser ejecutados en otros, se han dise- e , entre los que destacaba el UCSD Pascal „en ambientes univer-sitarios norteamericanos ha gozado de buena aceptación„. Sin embargo, en la mitad de la década de los ochenta, Pascal era un lenguaje cuya difusión se reducía a ambientes y cenáculos universitarios y de investigación. Tal vez la razón esencial residía en el elevado precio de los compiladores y de las herra-Entornos Integrados de Desarrollo.El lenguaje de programación Pascal, es un lenguaje de alto nivel y de propósito general que fue di-señado por Wirth tratando de eliminar las inconsistencias de otros lenguajes de programación de la Una versión preliminar del lenguaje apareció en 1968 y el primer compilador totalmente completo apareció a finales de 1970 (en 1971, según algunos historiadores informáticos) y fue diseñado para la familia de computadoras CDC 6000. Desde entonces muchos compiladores han sido construidos y están Pascal User Manual and Report , El Ateneo, Buenos Aires) publicado por Wirth y Jensen en 1974, ha servido de facto como estándar de todas las versiones. El primer compilador de Pascal escrito en Nor-teamérica fue construido en la Universidad de Illinois por Donald B. Gillies para el PDP-11 y generaba código máquina nativo.Las diferentes versiones ofrecían interpretaciones ligeramente diferentes que impedían la compati-bilidad entre ellas. Por estas razones, diferentes proyectos se iniciaron para producir una definición es-International Standards OrganizationAmerican Nacional Standards Institute Institute of Electrical and Electronics Engineers). Estas dos versiones se conocen como Pascal y ANSI/IEEE770X.97-1983 Pascal y difieren en algunos aspectos nos especialmente sig-nificativos. Sin embargo, dos versiones no estándar se popularizaron en la década de los ochenta y de los noventa, Turbo Pascal (marca registrada por Borland International, Inc.) y UCSD (construida por Regents of the University of California).A principio de los ochenta, UCSD Pascal fue incorporado a las computadoras Apple II y Apple II para proporcionar una alternativa estructurada a los intérpretes BASIC que venían con las máquinas.En la segunda mitad de la década de los noventa y sobre todo en la primera mitad de los 2000, junto a Turbo Pascal reina de modo indiscutible Free Pascal, en su versión 2.0, y también GNU Pascal, del
€ Facilidad para construcción de bibliotecas.€ Compilador de tipo clásico que puede ser utilizado en procesos por lotes (batchLa gran novedad fue la posibilidad de superar la barrera de los 64 K para la creación de programas. Esta tarea se conseguía mediante módulos que se diseñaban con unidades (unit). Cada unidad podía ser A finales de 1988 aparece en Estados Unidos la versión que, entre otras novedades, ofrecía un entorno de desarrollo „al estilo de lo que hoy se encuentra en cualquier programa de aplicación„. Entrado el año 1989 aparece la versión 5.5, idéntica a la 5.0 pero con una importante aportación: incor-pora facilidades para realizar programación orientada a objetos (OOP, Object-oriented Programming), tecnología de programación clásica, pero poco utilizada que, sin duda, será clave en el desarrollo de la ingeniería de software en la década de los noventa.En el año 1991, Borland lanzó Turbo Pascal 6 que mejoraba el entorno de la versión 5.5 y añadía nuevas herramientas de programación orientada a objetos: Turbo Vision. A finales del año 1992, dos nuevos productos se lanzaron por la casa Borland: Turbo Pascal 7.0 y Borland Pascal 7.0, que ya conte-nían propiedades extraídas de los lenguajes Modula-2, del propio Wirth, y C, de Brian Kernighan.Turbo Pascal ha sido el compilador más vendido de la historia de la informática. Su poderoso entor-mienta para trabajar en el viejo sistema operativo DOS y en los todavía hoy existentes Windows.El despegue de Internet en 1993 con la aparición de la Web, de Tim Berners-Lee, la implantación progresiva en las universidades, en la industria del software y en las empresas, en general, de los lengua-jes C y posteriormente C++, Java y C#, unidos a los nuevos lenguajes para la programación de Internet, HTML y XML, fueron relegando a Pascal, que fue quedando como el lenguaje estructurado por exce-La aparición de nuevas versiones de Pascal en la segunda mitad de la década de los 90 desarrolladas bajo la idea de software libre, y gratuito, ha hecho que Pascal siga gozando de gran popularidad hoy día. Free Pascal, sobre todo después de la presentación a finales de mayo de 2005 de la versión 2,0, GNU y la disponibilidad gratuita en el sitio de Borland del compilador de Turbo Pascal 5.5, con propiedades de orientación a objetos, le augura una nueva y fecunda larga vida.Hoy, pese al uso masivo de los lenguajes citados y nuevas y poderosas plataformas de desarrollo, Pascal sigue siendo un lenguaje muy utilizado en la enseñanza, fundamentalmente, y todavía en empre-de miles de estudiantes en España y en Latinoamérica, de universidades, institutos tecnológicos y centros editorial, McGraw-Hill, de actualizarlo a la nueva edición de Free Pascal, ha sido un gran reto, que asu-tantas y tantas satisfacciones me ha proporcionado. Confío cumplir con el compromiso ante mis lectores y alumnos nuevos, con la misma ilusión que asumí con la escritura de la primera edición, allá por el Object PascalDelphi PascalGNU PascalGNU Pascal Compiler (GPC) es el compilador de la familia GNU. En consecuencia es un compila-dor de 32/64 bits que corre en todos los sistemas operativos soportados por GNU C:€ GNU Hurd.€ Linux en Intel, AMD64, Sparc, Alpha.
€ Mac OS X y Darwin (PowerPC).€ Mac OS.€ Win32.€ Novell Netware.La versión estable 1.0.x estaba disponible para procesadores:€ Intel 80386 y compatibles.€ Motorola 680x0.Y soportada por los siguientes sistemas operativos:€ Linux (x86/m68k).€ NetBSD, (x86/m68k).€ Win32.€ Classic Amiga (m69k).€ BeOS (beta).€ SunOS (Solaris).Free Pascal versus Turbo PascalFree Pascal se ha convertido desde su aparición, y sobre todo desde el lanzamiento de la versión 2.0 en open sourceTurbo Pascal (su empresa propietaria Borland, ofrece gratis en su sitio web, la versión 5.5) sigue siendo utilizado por numerosos programadores y, principalmente, como primera herramienta básica de inicia-ción a la programación, es Free Pascal el compilador elegido por profesores, maestros y alumnos para Introducción a la Programación o Programación I. Free Pascal 2 está disponible para procesadores i386, x86_64, PowerPC/32, Sparc y ARM, y para sistemas operativos tales como Dox, Linux, Windows, OS/2 y FreeBSD.Compiladores Pascal disponibles públicamente1. P4 compiler fundamento de muchos compiladores de Pascal, entre ellos el mítico UCSD-Pascal.2. Free Pascal, escrito en Pascal. Se distribuye gratuitamente bajo la licencia de GNU GPL. Se puede mezclar con Turbo Pascal Delphi y soporta numerosas plataformas y sistemas operativos.3. Turbo Pascal (la versión 5.5 está disponible para descarga gratuita en el sitio de Borland; se requiere registro previo) (); o bien en el Museo de Bor- y buscar el artículo de 21 de febrero de 2002 Antique Software: Turbo Pascal 5.5Ž donde se puede descargar el software y documentación

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