Objetivos. El alumno conocerá los elementos indispensables de un ambiente de programación y será capaz de realizar programas básicos en lenguaje C.

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1 Objetivos El alumno conocerá los elementos indispensables de un ambiente de programación y será capaz de realizar programas básicos en lenguaje C. Al final de esta práctica el alumno podrá: 1. Decir cuáles son las partes básicas de un programa en lenguaje C.. Conocer un ambiente de programación. 3. Realizar exitosamente programas básicos (compilación y ejecución). Introducción Cuando se desarrolla un programa de computadora, éste debe ser convertido del lenguaje de programación en que fue escrito, por ejemplo C, a una forma que la computadora pueda ejecutar, es decir a binario. El primero se denomina el código fuente del programa y el segundo constituye el programa ejecutable. En DOS y WINDOWS el programa ejecutable se reconoce porque tiene la extensión.exe. Normalmente la elaboración de programas de computadora se efectúa en lo que se denomina un ambiente integrado de desarrollo. Éste es un programa que contiene un editor en donde el programador escribe el código fuente del programa que desarrolla, el sistema completo del compilador, que incluye el compilador, el enlazador y un depurador para la búsqueda de errores de lógica, y finalmente un sistema de ayuda que incluye apoyo para la sintaxis del lenguaje. Los pasos que se siguen para elaborar un programa en lenguaje C son: a) Edición del programa, es decir, escritura del código fuente. b) Compilación del programa que incluye el preprocesado, la compilación y el enlazado con funciones externas al programa que se desarrolla. c) Ejecución del programa y verificación de que no existen errores de lógica. Una vez escrito el código fuente del programa, el programador procede a compilarlo. Internamente el proceso de compilación implica primero, pasar el archivo conteniendo el código fuente por un preprocesador. Todas las instrucciones dirigidas al preprocesador van antecedidas por el símbolo #. Una vez que el compilador toma el código que entrega el preprocesador, lo convierte en instrucciones llamadas código objeto, las cuales ya pueden ser entendidas por la computadora, pero todavía no pueden ser ejecutadas por ella. Este proceso genera un archivo intermedio que frecuentemente tiene la extensión.obj. Finalmente y como último paso, dicho archivo es tomado por el enlazador, el cual lo liga con código adicional previamente compilado y que contiene las funciones externas que invoca el programa. El resultado final de este proceso es la creación de un archivo ejecutable. 1

2 Estructura de un programa básico en lenguaje C A continuación se elabora un primer programa en C empleando el editor integrado al entorno de desarrollo que se haya instalado en la computadora. Este programa mostrará un mensaje de saludo en el monitor. Escribirlo exactamente como aparece a continuación: /* Programa que muestra un mensaje de saludo en el monitor */ printf("hola mundo"); return 0; Una vez escrito el programa anterior debe guardarse en disco y darle un nombre apropiado que contenga la extensión.c, por ejemplo hola.c. La primera línea del programa es simplemente un comentario que no será tomada en cuenta por el compilador. El comentario inicia inmediatamente después de los símbolos /* y termina al iniciar los símbolos */, es decir, los comentarios deben colocarse entre los símbolos antes mencionados. La segunda línea de código es una instrucción dirigida al preprocesador. En este caso la instrucción le indica que incluya el archivo stdio.h que se encuentra en el sistema del compilador. Este archivo contiene la información necesaria para que el compilador verifique que la función que imprime el mensaje en el monitor, es decir printf, se invoque correctamente. En otras palabras, el archivo stdio.h contiene la información que permite verificar la sintaxis de invocación de printf y de otras funciones de la biblioteca estándar que intervienen en el ingreso y la salida de datos. Todo programa en C debe contener la función main. En main empieza el programa y también normalmente termina. El cuerpo de main se coloca entre llaves, main es el subprograma principal, es el que tiene el control del programa. La definición de main comienza especificando la información que proporciona como dato de salida, que es de tipo entero (int) y se coloca después entre paréntesis los argumentos que recibe, es decir, la información externa que será suministrada a la función. Como en este caso main no recibe información alguna del exterior para ser procesada, no tiene argumentos, por lo que los paréntesis contienen la palabra reservada void que significa vacío. La función main es de tipo entero, de modo que debe regresar un valor entero, lo cual se especifica al finalizar la función con la instrucción return 0. Un programa debe tener sólo una función main. Se observa cómo dentro del cuerpo de main se invoca a la función de la biblioteca estándar printf -del inglés impresión con formato-. Esta función es la que se encarga de imprimir el texto que está entrecomillado dentro de los paréntesis ( ) de la misma función. Ahora que se ha guardado el programa se puede proceder a compilarlo, y si todo sale bien, a ejecutarlo. Es importante mencionar que si no se escribe el programa

3 correctamente, éste puede contener errores de sintaxis que habrá que corregir hasta obtener una compilación sin errores. Por lo que el proceso de edición y compilación debe repetirse hasta que no exista un mensaje de error o advertencia. Una vez que el compilador avise que no existen errores, se puede proceder a ejecutar el programa. Para el ejemplo mostrado, el resultado será la visualización en la pantalla del mensaje: Hola mundo. Aun cuando este ejemplo sólo se compone de los elementos antes mencionados, es conveniente hacer notar que la mayoría de los programas elaborados en lenguaje C y con base en su complejidad, también pueden contener los siguientes elementos: a) Declaraciones: donde las variables y constantes globales se declaran en la cabecera del programa, antes del main, mientras que las variables y constantes locales se declaran dentro del bloque de las funciones, o de preferencia al inicio de cualquier bloque. b) Funciones secundarias definidas por el usuario: grupo de instrucciones que realizan una o más acciones en el momento en que se llaman dentro del programa principal. Ejemplos /* Ejemplo 1: Programa que calcula el volumen de una esfera */ float radio, volumen; radio = ; volumen = 4. / 3. * * radio * radio * radio ; printf( el volumen de la esfera es : %f, volumen) ; return 0 ; /* Ejemplo : Programa que imprime dos iniciales que introduce el usuario */ char uno,dos; printf( Introduzca la primera y segunda inicial ); scanf( %c %c,&uno,&dos); printf( Las iniciales son: %c %c,uno,dos); return 0 ; 3

4 /*Ejemplo 3: Programa que determina el valor de la expresión aritmética: z=x/y +1 */ float x, y, z; printf( Dame el valor de x ) ; scanf( %f,&x); printf( Dame el valor de y ) ; scanf( %f,&y); z=x/y + 1; printf( El valor de z es %f, z) ; return 0 ; Errores comunes que se pueden cometer: 1. Ubicar incorrectamente un punto y coma. Por ejemplo, colocarlo al final de las directivas include o después del paréntesis que cierra en main.. Especificar un formato diferente al declarado para una variable al momento de imprimir resultados o leer datos usando las funciones printf y scanf, respectivamente. 3. Olvidar colocar dentro de la sentencia scanf el símbolo & que permite guardar datos en una variable, accediendo a su dirección en memoria. Ejercicios propuestos Nota: No olvidar realizar el algoritmo antes de elaborar el programa 1. Realizar un programa que imprima en pantalla el nombre del curso, el día de hoy y tu nombre.. Escribir un programa que lea la temperatura en grados Celsius y la escriba en grados 9 Fahrenheit. Hacer uso de la fórmula f = 3 + c Determinar el valor de la siguiente expresión aritmética: r = ( a + b) ( c + d ). El alumno deberá proporcionar los valores de las variables. 4. Un sistema de ecuaciones lineales ax + by = c dx + ey = f se puede resolver con las siguientes fórmulas: ce bf af cd x = y = ae bd ae bd 4

5 Escribir un programa que lea dos conjuntos de coeficientes (a,b y c; d,e y f) y calcule los valores de x, y. 5. Escribir un programa que lea la masa de dos cuerpos y la distancia entre ellos y a G continuación obtenga la fuerza gravitacional. (Tomar en cuenta que * m F = * m y d1 G=6.673x10-11 Nm /kg ). 6. Escribir un programa que lea el radio de un círculo y a continuación visualice: área del círculo (Recordar que A=π r ). 7. Cierta bombilla tiene una resistencia de 40 Ω cuando se enciende. Cuánta corriente fluirá a través de la bombilla cuando se conecta a 10 V que es el voltaje de operación normal? (Considerar que V=RI) J 8. El calor específico del agua es de 4184 En cuántos joules cambia la energía kgk interna de 50 g de agua cuando se calienta desde 1 C hasta 37 C? (Usar Eint erna = cm T Donde c: calor específico, m: masa, T: temperatura, T = T final T inicial ). 9. Calcular la máxima eficiencia de una máquina térmica que opera entre las temperaturas T límite de T 1 C y T C. (Donde: Eficiencia = 1 ) T Una masa de oxígeno a 5 C ocupa m 3 a la presión atmosférica y tiene 101 kpa. Determinar su volumen si su presión se incrementa hasta 108 kpa mientras su p1t temperatura cambia a 30 C. (Hacer uso de la fórmula V =V 1 ) pt1 11. Realizar un programa que solicite al usuario los valores para formar los vectores d = (6,8,7) y e = (4,3,7), de los cuales se obtendrá d e. (Donde a = a, a, ), ( 1 a3 b = ( b1, b, b3 ) y a b = ( a1b1 + ab + a3b3 ) ) 1. Realizar un programa que solicite al usuario los valores para formar los vectores d = (6,8,7) y e = (4,3,7), con ellos obtenga 5 d 10e y 5 e 8d. (Recordar que a 5b = (a 5b + a 5b + a 5 ) b3 13. Un autobús que se mueve con rapidez de 0 s m, comienza a detenerse a razón de 3 s m. Determinar cuánto se desplaza antes de detenerse. Utilizar la expresión v f = v 0 +ax. 14. Una fuerza constante actúa sobre un objeto de b dado en kg y disminuye su velocidad m m de v f dada en a vi dada en en un tiempo de t dado en s. Calcular la fuerza a s s partir de valores asignados a las variables, dados por el usuario. Hacer uso de las v f vi fórmulas a = y F = ma. t 15. Obtener el área de un cilindro circular recto de radio r y altura h dados por el usuario. Utilizar la expresión A= π r + π rh. 5

6 16. La rapidez de un automóvil que viaja hacia el este se reduce en forma uniforme de 45 m m a 30, en una distancia de 64 m. Con los datos proporcionados calcular su s s v f v0 aceleración Cuál es su aceleración?. Considerar a =. x 17. La luna gira alrededor de la tierra, dando una revolución completa en T =.36x10 6 seg. Suponiendo que la órbita es circular y tiene un radio de 3.85x10 8 m, cuál es la aceleración centrípeta de la luna hacia la tierra?. Emplear: v = π r v y a =. T r 18. Escribir un programa que lea la temperatura en grados Celsius y la escriba en grados Kelvin. Hacer uso de la fórmula k = c Un automóvil desarrolla una potencia de w y se mueve con una rapidez uniforme de 88 s m. Con la información dada, calcular la fuerza hacia delante ejercida por el motor. Cuál es la fuerza hacia adelante ejercida por el motor? Considerar la fórmula F = v P. 0. Determinar la presión de un fluido en una jeringa hipodérmica cuando la enfermera aplica una fuerza de 4 Newtons (N) al pistón, cuyo radio es de 1.1x10 - m. Emplear F las fórmulas p = y A = π r. A 1. Escribir un programa que lea la temperatura en grados Fahrenheit y la escriba en grados 9 Celsius. Hacer uso de la fórmula f = 3 + c. 5. Realizar un programa que muestre únicamente en pantalla el siguiente menú: Operaciones 1.- suma.- resta 3.- multiplicación 4.- división 6