Al final, qué sabré hacer?... Itinerario del proceso de aprendizaje... Capítulo 1. Conceptos generales a modo de introducción (CG)

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1 Contenido presentación... Al final, qué sabré hacer?... Itinerario del proceso de aprendizaje... xvii xxiii xxv Capítulo 1. Conceptos generales a modo de introducción (CG) OBJETIVO DIDÁCTICO Lo más básico Elementos de un sistema ordenador Estructura general (máquina de Von Neumann) Unidad Central de Proceso (UCP) Unidad de memoria Concepto y organización de la memoria Tipos de memorias internas Memorias ROM Memorias lectura/escritura (L/E, R/W) o memorias RAM Memoria externa Jerarquía de memorias y memoria caché Periféricos de Salida de Entrada de Almacenamiento Para completar la introducción Algo de comunicaciones Para empezar con el software Sistema virtual. Concepto Lenguajes de bajo nivel El lenguaje máquina El concepto de assembler Lenguajes de alto nivel. Un requerimiento del usuario Materialización mediante máquina virtual Caso compilador Caso intérprete El sistema operativo Justificación de la máquina extendida o ampliada Visión estructural multinivel, o por capas Sistema operativo: Presentación del concepto ix

2 x Contenido 1.5. Tipos de arquitectura y explotación: Una evolución paralela Evolución histórica de tipos de arquitectura Sistemas centralizados Sistemas descentralizados Sistemas interconectados Sistemas interconectados. Redes de área local y multinivel Sistemas distribuidos Evolución histórica de los tipos de explotación Explotación batch Batch remoto Batch interactivo Tiempo compartido (time-sharing) Tiempo real Capítulo 2. Representación de la información (RI) OBJETIVO DIDÁCTICO Introducción Sistemas de numeración Generalización de la representación de los números Cambios de base en los sistemas de numeración Cambio de base de números enteros Cambio de base de números fraccionarios Codificación Códigos binarios continuos y cíclicos Código Continuo Código Cíclico Representación de números enteros sin signo Código binario natural Códigos decimales codificados en binario (BCD) Representación de números enteros con signo Representación en signo y magnitud Representación en complemento a uno Representación en complemento a dos Representación en códigos de exceso (2 n-1 ) Representación de los números reales Representación interna de los números reales Estándar IEEE 754 simple precisión Estándar IEEE 754 doble precisión Concepto de truncado y redondeo Códigos alfanuméricos Aritmética binaria Códigos detectores y correctores de errores Control de paridad Control de peso constante Códigos correctores de errores... 69

3 Contenido xi 2.8. Información digital Imagen Audio Vídeo Otras actividades propuestas Capítulo 3. Ingeniería del software (IS) OBJETIVO DIDÁCTICO Sobre problemas, soluciones, aplicación de la informática y programación Proyecto informático (PI), complejidad y metodología El ciclo de vida de un PI El ciclo de vida en cascada. Concepto básico. Limitaciones Diferentes Visiones (perspectiva histórica) Ciclo de vida en cascada típico Metodologías y lenguajes para la especificación de sistemas Uso de prototipos y utilidad de las herramientas CASE Ciclos de vida más flexibles: El ciclo en espiral Responsabilidad a lo largo del ciclo de vida y posicionamiento del curso Replanteando el PI: Problemas y soluciones. Adaptando un ciclo de vida a nuestro curso Proyectos a pequeña escala Un ciclo de vida inicial adaptado a este curso Diseño modular Concepto y ventajas Diagrama de estructura modular Especificación de acciones en diseño modular Materialización de las precondiciones y postcondiciones Formas de comunicación Variables globales Paso de parámetros Tabla de paso de parámetros Tipos de módulos-acción (subprogramas) Diseño del diagrama de estructura modular Algunos criterios clásicos a considerar en programación modular Parámetros protegidos y no protegidos Mecanismos de paso de parámetros Paso de parámetros por valor Paso de parámetros por resultado o valor/resultado Paso de parámetros por referencia Aspectos de eficiencia Mecanismos de paso de parámetros según tipo de parámetro Algorítmica Técnicas (clásicas) para descripción de algoritmos Lenguajes gráficos (diagramas de flujo u ordinogramas) Diagramas de transición de estados

4 xii Contenido Matriz de transición de estados asociada Tablas de decisión Diseño de algoritmos y programación estructurada Diseño estructurado de programas El pseudocódigo estructurado El diseño descendente Aspectos finales De la modularidad a la orientación a objeto La programación visual Otras actividades propuestas Capítulo 4. Diseño estructurado de algoritmos (DE) OBJETIVO DIDÁCTICO Calidad en la programación y programación estructurada Composiciones algorítmicas privilegiadas de diseño estructurado Diseño estructurado y pseudocódigo estructurado Composición algorítmica secuencial Ejemplo de composición algorítmica secuencial Un ejemplo más de composición algorítmica secuencial Composición algorítmica alternativa o selección Un ejemplo de composición algorítmica alternativa o selección Concepto de predicado {p} Composición algorítmica alternativa múltiple general Composición alternativa múltiple vectorizada (selección 1 entre N por valor) Composición algorítmica iterativa La composición repetitiva como caso particular de iteración Diseño por refinamientos Fijando el concepto Visión del diseño por refinamientos como subconjuntos de un conjunto Representación gráfica (organigrama) del diseño estructurado como árbol Siguiendo con nuestro ejemplo Un nuevo ejemplo, más específico Otras actividades propuestas Capítulo 5. Diseño y programación de algoritmos simples (DPA) OBJETIVO DIDÁCTICO Conceptos previos Tipos de datos simples estándar Tipos de datos simples no estándar Identificadores, constantes y variables

5 Contenido xiii Expresiones y operadores Operaciones de Entrada/Salida de información Algoritmos de resolución de problemas con composición secuencial Algoritmos de resolución de problemas con composición de selección Composición simple y doble Composición múltiple y por valor 1 entre N Algoritmos de resolución de problemas con composición iterativa Condición inicial Condición final Repetición Algún ejemplo más Otras actividades propuestas AP con diseño por refinamientos CASO: Una historia real, a modo de metáfora de transición Capítulo 6. Diseño modular con variables elementales (DM) OBJETIVO DIDÁCTICO Introducción Visiones Comencemos por casos singulares Facilitar la parametrización de configuraciones Evitar la repetición de código Variables globales y locales Diseño modular con paso de parámetros Niveles de reutilización En tiempo de edición y/o tiempo de compilación En tiempo de montaje En tiempo de carga o tiempo de ejecución: Los DLL s Ejercicios finales Ejercicios con funciones simples Un diseño de función incorporando refinamientos Un nuevo ejemplo de uso de funciones desde funciones Un ejemplo algo más complejo: Contador de días Validación de datos numéricos Validación de la entrada (lectura) de un natural (o cardinal, entero positivo) Validación de un entero Listado del paquete conteniendo las funciones de validación Otras actividades propuestas Capítulo 7. Modelos de datos mediante estructuras (MD) OBJETIVO DIDÁCTICO Justificación de la necesidad Estructuras homogéneas y heterogéneas

6 xiv Contenido 7.3. Necesidad de un constructor de tipo Constructor del tipo tabla (arreglo/array) Constructor del tipo registro (tupla/récord) Estructuras homogéneas (tabla/arreglo/array) Tablas unidimensionales Tablas multidimensionales Acceso y operaciones Estructuras heterogéneas (registro/tupla/récord) Acceso y operaciones Tablas y registros anidados Esquemas de recorrido en tablas Esquemas de recorrido con marca (centinela) Esquemas de búsqueda en tablas Búsqueda con centinela Búsqueda con indicador booleano Ejercicios Otras actividades propuestas Capítulo 8. Estructuras secuencia externa (ESE) OBJETIVO DIDÁCTICO Presentación La estructura secuencia externa Primitivas básicas Elementos a considerar en la estructura secuencia externa Tipo de dispositivos Dispositivos de almacenamiento externo (memoria secundaria o ficheros) Dispositivos de impresión, la secuencia externa de salida Dispositivos genéricos (entrada/salida) Registro lógico vs. físico Registro lógico Registro físico o bloque. El concepto de clúster Organización física del soporte Organización contigua Enlazada Distribuida con tabla de apuntadores Formas de acceso Acceso lógico secuencial Acceso directo por posición relativa Acceso por campo identificador o clave Orientación de la transferencia Orientación a texto (código ASCII) Orientación binaria

7 Contenido xv 8.8. Longitud del registro lógico (unidad lógica de transferencia) Longitud de registro fija Longitud de registro variable Mecanismo de lectura física Visión lógica Buffers del sistema, optimización y limitaciones Operaciones primitivas Básicas Adicionales Ejemplos Entrada/salida con ficheros de texto Listador universal de ficheros Entrada/salida de valores en un fichero de acceso directo por posición relativa Ficheros sin formato: E/S por bloques Otras actividades propuestas Capítulo 9. Transición al desarrollo de aplicaciones con criterios profesionales (DA) OBJETIVO DIDÁCTICO La manera clásica de hacer las cosas bien La orientación a objeto La programación visual La arquitectura de tres capas Nuestra propuesta de paradigma Gestión de excepciones Actualización del ciclo de vida EAG. Eje de Actividad Global EAG.1. Gestión de un parking EAG.2. LISTADO EAG.3. Otra propuesta de eje de actividad Anexo A. Equivalencia y conversión de Pseudocódigo a C++ A.1. Lenguaje C A.2. Esquema de un programa en C A.3. Identificadores y palabras reservadas A.4. Tipos, variables y constantes A.5. Operadores A.6. Operaciones primitivas elementales: Entrada/Salida

8 xvi Contenido A.7. Composiciones A.7.1. Composición Secuencial A.7.2. Composiciones de Selección A.7.3. Composiciones Iterativas A.8. Definición de acciones y funciones A.9. Tipos de datos estructurados A.9.1. Variables estructuradas homogéneas (arrays) A.9.2. Variables estructuradas heterogéneas (registros) A.9.3. Variables puntero A.9.4. Estructuras externas (ficheros) A.10. Biblioteca de funciones estándar ANSI-C Anexo B. Equivalencia y conversión de Pseudocódigo a Pascal/Delphi B.1. Lenguaje Pascal/Delphi B.2. Esquema de un programa en Pascal/Delphi B.3. Identificadores y palabras reservadas B.4. Tipos, variables y constantes B.5. Operadores B.6. Operaciones primitivas elementales: Entrada/Salida B.7. Composiciones B.7.1. Composición secuencial B.7.2. Composiciones de Selección B.7.3. Composiciones Iterativas B.8. Definición de acciones y funciones B.9. Tipos de datos estructurados B.9.1. Variables estructuradas homogéneas (arrays) B.9.2. Variables estructuradas heterogéneas (registros) B.9.3. Variables puntero B.9.4. Estructuras externas (ficheros) B.10. Biblioteca de funciones estándar Delphi