Martes, 24 Agosto 2021 19:09

Aprendiendo a programar: Primeros pasos

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La programación es un mundo tan maravilloso, que nos permite a base de una idea, desarrollar todo tipo de aplicaciones, tanto para web como para escritorio, y solo usando un computador y un lenguaje.

Quien quiera aprender un lenguaje de programación tendrá que leer mucho. El primer paso en la dirección correcta es consultar foros y libros afines al tema. Una lectura atenta fija las bases de auto conocimiento necesarias para los siguientes pasos.

Lo bueno es que existe un foro para cada lenguaje y una respuesta para casi todas las preguntas imaginables o, al menos, una solución. Es importante que tomes nota de aquellas ideas y conceptos importantes ya en esta primera fase de aproximación al tema.

Aprende a programar

Que es lo primero que debo de tener en mente al momento de tomar la decisión de aprender a programar en computación?

Una parte importante de la investigación y preparación es averiguar qué lenguajes de programación existen y cuál es el que mejor se adapta a las necesidades de tus proyectos. Los más conocidos y utilizados son:

  • Java
  • C
  • C++
  • C#
  • Objective-C
  • Python
  • Visual Basic .NET
  • PHP
  • JavaScript

Cada uno de estos lenguajes tiene un grado de complejidad diferente y, por lo tanto, algunos serán más fáciles de aprender que otros. Es por esto que antes de aprender a programar es necesario definir la intención: ¿quieres aprender a programar para, en un futuro, crear páginas web?, ¿quieres desarrollar aplicaciones para tablets y smartphones?, o ¿prefieres programar microcontroladores que sean aplicables a la vida cotidiana, por ejemplo, en coches?

 

Software 

El software esto toda la parte lógica del sistema informático, y se encarga de gestionar los recursos del equipo.

Hay dos categorías generales de software: software del sistema y software aplicación. La mayoría de los programas de computadora encajan claramente en una de estas dos categorías.

Echemos un vistazo más de cerca a cada uno.

Software del sistema

Los programas que controlan y gestionan las operaciones básicas de una computadora son generalmente conocido como software del sistema. El software del sistema normalmente incluye los siguientes tipos de programas:

Sistemas operativos: Un sistema operativo es el conjunto de programas más fundamental en un computadora. El sistema operativo controla las operaciones internas de la computadora hardware, gestiona todos los dispositivos conectados a la computadora, permite guardar datos y recuperado de dispositivos de almacenamiento, y permite que otros programas se ejecuten en la computadora.

Programas de utilidad: Un programa de utilidad realiza una tarea especializada que mejora el funcionamiento de la computadora o protege los datos. Ejemplos de programas de utilidad son los escáneres de virus, programas de compresión de archivos y programas de respaldo de datos.

Herramientas de desarrollo de software: Las herramientas de desarrollo de software, también llamadas entornos de desarrollo son los programas que utilizan los programadores para crear, modificar y probar software. Los ensambladores, compiladores e intérpretes son ejemplos de programas que entran en esta categoría.

 

Cómo almacenan datos las computadoras

CONCEPTO: Todos los datos que se almacenan en una computadora se convierten en secuencias de ceros y 1s.

La memoria de una computadora se divide en pequeñas ubicaciones de almacenamiento conocidas como bytes. Un byte es sólo memoria suficiente para almacenar una letra del alfabeto o un número pequeño. Para hacer algo significativo, una computadora debe tener muchos bytes. Hoy en día, la mayoría de las computadoras tienen millones, o incluso miles de millones, de bytes de memoria.

Cada byte se divide en ocho ubicaciones de almacenamiento más pequeñas conocidas como bits. El término bit se destaca para dígitos binarios. Los informáticos suelen pensar en los bits como pequeños interruptores que pueden ser Encendido o apagado. Sin embargo, los bits no son "interruptores" reales, al menos no en el sentido convencional. En En la mayoría de los sistemas informáticos, los bits son componentes eléctricos diminutos que pueden contener un o una carga negativa. Los informáticos piensan en una carga positiva como un interruptor en la posición 1, y una carga negativa como un interruptor en la posición de apagado,0. 

Piense en un byte como ocho conmutadores:

Conmutadores

Cuando un dato se almacena en un byte, la computadora establece los ocho bits en un patrón de encendido / apagado que representa los datos. Por ejemplo, el patrón que se muestra en la imagen siguiente, muestra cómo se almacenaría el número 77 en un byte, y el patrón de la derecha muestra cómo se almacenaría la letra A en un byte. 

Aprende a programar

Un bit se puede utilizar de forma muy limitada para representar números. Dependiendo de si el bit está encendido o apagado, puede representar uno de dos valores diferentes. En los sistemas informáticos, un el bit que está apagado representa el número 0 y un bit que está encendido representa el número 1. Esto corresponde perfectamente al sistema de numeración binario. En la numeración binaria sistema (o binario, como se le suele llamar) todos los valores numéricos se escriben como secuencias de ceros y 1s. A continuación, se muestra un ejemplo de un número escrito en binario:

10011101

La posición de cada dígito en un número binario tiene un valor asignado. Empezando por el dígito más a la derecha y moviéndose hacia la izquierda, los valores de posición son 20, 21, 22, 23, y así sucesivamente, como se muestra en la imagen siguiente. 

image 3

Comenzando con el dígito más a la derecha y moviéndose hacia la izquierda, los valores de posición son 1, 2, 4, 8, etc.

Los valores de dígitos binarios:

image 4

Para determinar el valor de un número binario, simplemente sume los valores de posición de todos los 1 s. Por ejemplo, en el número binario 10011101, los valores de posición de los 1 son 1, 4, 8, 16 y 128. Esto se muestra en la Figura 1-11. La suma de todos estos valores de posición es 157. Entonces, el valor del número binario 10011101 es 157.

image 5

Aqui se muestra cómo puede imaginarse el número 157 almacenado en un byte de memoria. Cada 1 está representado por un bit en la posición de encendido y cada 0 está representado por un bit en la posición de apagado posición.

El patrón de bits para 157

image 6

Cuando todos los bits de un byte se establecen en 0 (desactivados), el valor del byte es 0. Cuando todos los bits de un byte se establecen en 1 (activados), entonces el byte tiene el valor más grande que se puede almacenar en él. El valor más grande que se puede almacenar en un byte es 1 2 4 8 16 32 64 128 255. Este límite existe porque solo hay ocho bits en un byte. ¿Qué sucede si necesita almacenar un número mayor que 255? La respuesta es simple: use más de un byte. Por ejemplo, supongamos que juntamos dos bytes. Eso nos da 16 bits. Los valores de posición de esos 16 bits serían 20, 21, 22, 23, etc., hasta 215. Como se muestra en la Figura, el valor máximo que se puede almacenar en dos bytes es 65 535. Si necesitas para almacenar un número mayor que éste, se necesitan más bytes.

Almacenamiento de cadenas de caracteres

Cualquier dato que se almacene en la memoria de una computadora debe almacenarse como un número binario. Eso incluye caracteres, como letras y signos de puntuación. Cuando un personaje es almacenado en la memoria, primero se convierte en un código numérico. A continuación, se almacena el código numérico. en la memoria como un número binario.

A lo largo de los años, se han desarrollado diferentes esquemas de codificación para representar caracteres en memoria del ordenador. Históricamente, el más importante de estos esquemas de codificación es ASCII, que significa el Código Estándar Americano para el Intercambio de Información. ASCII es un conjunto de 128 códigos numéricos que representan las letras en inglés, varios signos de puntuación y otros personajes. Por ejemplo, el código ASCII para la letra A mayúscula es 65. Cuando escriba una A mayúscula en el teclado de su computadora, el número 65 se almacena en la memoria (como un número binario, por supuesto). Esto se muestra en la siguiente Figura:

image 7

En caso de que tenga curiosidad, el código ASCII para la mayúscula B es 66, para la mayúscula C es 67, Etcétera. El Apéndice C muestra todos los códigos ASCII y los caracteres que representan.

El conjunto de caracteres ASCII se desarrolló a principios de la década de 1960 y finalmente fue adoptado por la mayoría de los fabricantes de computadoras. Sin embargo, ASCII es limitado porque define códigos para solo 128 caracteres. Para remediar esto, el conjunto de caracteres Unicode se desarrolló a principios de Década de 1990. Unicode es un esquema de codificación extenso que es compatible con ASCII, pero también puede representan personajes para muchos de los idiomas del mundo. Hoy en día, Unicode se convirtiéndose en el conjunto de caracteres estándar utilizado en la industria informática.

Almacenamiento avanzado de números

Anteriormente, leíste acerca de los números y cómo se almacenan en la memoria. Mientras lees eso sección, tal vez se le ocurrió que el sistema de numeración binaria se puede usar para representar solo números enteros, comenzando con 0. Números negativos y números reales (como 3.14159) no se puede representar usando la técnica de numeración binaria simple que discutimos.

Las computadoras pueden almacenar números negativos y números reales en la memoria, pero para hacerlo utilizan esquemas de codificación junto con el sistema de numeración binario. Los números negativos son codificado mediante una técnica conocida como complemento a dos, y los números reales se codifican en notación de punto flotante. No necesita saber cómo funcionan estos esquemas de codificación, solo que se utilizan para convertir números negativos y números reales a formato binario.

Otros tipos de datos

Las computadoras a menudo se denominan dispositivos digitales. El término digital se puede utilizar para describir cualquier cosa que use números binarios. Los datos digitales son datos que se almacenan en binario y un dispositivo es cualquier dispositivo que funcione con datos binarios. En esta sección hemos discutido cómo Los números y los caracteres se almacenan en binario, pero las computadoras también funcionan con muchos otros tipos de datos digitales.

Por ejemplo, considere las fotografías que toma con su cámara digital. Estas imagenes están compuestos por pequeños puntos de color conocidos como píxeles. (El término píxel significa imagen elemento.) Como se muestra en la Figura 1-15, cada píxel de una imagen se convierte en un código numérico que representa el color del píxel. El código numérico se almacena en la memoria como un número binario.

 

image 8

La música que reproduce en su reproductor de CD, iPod o reproductor MP3 también es digital. La canción se divide en pequeños trozos conocidos como samples. Cada muestra se convierte en un número binario , que se puede almacenar en la memoria. Una canción con calidad de CD es dividido en más de 44.000 muestras por segundo!

Cómo funciona un programa

CONCEPTO: La CPU de una computadora solo puede comprender instrucciones escritas en Lenguaje de máquina. Porque a la gente le resulta muy difícil escribir programas en lenguaje de máquina, otros lenguajes de programación han sido inventado.

Anteriormente, dijimos que la CPU es el componente más importante de una computadora porque es la parte de la computadora que ejecuta programas. A veces, la CPU se denomina "computadora cerebro ", y se describe como" inteligente ". Aunque estas son metáforas comunes, Debe entender que la CPU no es un cerebro y no es inteligente. La CPU es una electrónica dispositivo que está diseñado para hacer cosas específicas. En particular, la CPU está diseñada para realizar operaciones como las siguientes:

• Leer un dato de la memoria principal

• Sumar dos números

• Restar un número de otro número

• Multiplicar dos números

• División de un número por otro número

• Mover un dato de una ubicación de memoria a otra

• Determinar si un valor es igual a otro valor

Como puede ver en esta lista, la CPU realiza operaciones simples en datos. Sin embargo, la CPU no hace nada por sí sola. Hay que decirle qué hacer, y ese es el propósito de un programa. Un programa no es más que una lista de instrucciones que hacen que la CPU realice operaciones.

Cada instrucción en un programa es un comando que le dice a la CPU que realice una operación específica. A continuación, se muestra un ejemplo de una instrucción que puede aparecer en un programa:

10110000

Para ti y para mí, esto es solo una serie de 0 y 1. Para una CPU, sin embargo, esta es una instrucción para realizar una operación.

Está escrito en 0 y 1 porque las CPU solo entienden las instrucciones que están escritas en lenguaje de máquina, y las instrucciones en lenguaje de máquina siempre tienen una estructura binaria subyacente.

Existe una instrucción en lenguaje de máquina para cada operación que una CPU es capaz de realizar. Por ejemplo, hay una instrucción para sumar números, hay una instrucción para restar un número de otro, y así sucesivamente. El conjunto completo de instrucciones que una CPU puede ejecutar se conoce como el conjunto de instrucciones de la CPU.

Cuando una CPU ejecuta las instrucciones en un programa, está involucrada en un proceso que se conoce como el ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución. Este ciclo, que consta de tres pasos, se repite durante cada instrucción en el programa. Los pasos son:

1. Obtener un programa es una secuencia larga de instrucciones en lenguaje de máquina. El primer paso del ciclo es buscar, o leer, la siguiente instrucción de la memoria a la CPU.

2. Decodificar Una instrucción en lenguaje de máquina es un número binario que representa un comando que le dice a la CPU que realice una operación. En este paso, la CPU decodifica el instrucción que se acaba de obtener de la memoria, para determinar qué operación debe realizar.

3. Ejecutar El último paso del ciclo es ejecutar o realizar la operación.

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