Introducción a la computación. Primer Cuatrimestre de 2013

Transcripción

1 Introducción a la computación Primer Cuatrimestre de 2013

2 Programa Un programa es una secuencia de instrucciones.

3 Programa Un programa es una secuencia de instrucciones. Ejemplo: 1.- Moje el cabello, 2.- Coloque champú, 3.- Masajee suavemente y deje actuar por 2 min., 4.- Enjuague, y 5.- Repita el procedimiento (desde 1.-).

4 Programa Otro ejemplo: Ingredientes: 15 huevos, 600 gramos de harina, 600 gramos de azucar 1.- Mientras no estén espumosos, batir los huevos junto con el azúcar, 2.- agregar la harina en forma envolvente sin batir, 3.- batir suavemente, 4.- colocar en el horno a 180 grados, 5.- si le clavo un cuchillo y sale húmedo, entonces ir a retirar del horno, 7.- mientras no esté frío, esperar 8.- desmoldar y servir, 9.- fin

5 Instrucción Una instrucción es una operación que: transforma los datos, o bien modifica el flujo de ejecución.

6 Instrucción Una instrucción es una operación que: transforma los datos, o bien modifica el flujo de ejecución. 1.- Moje el cabello, 2.- Coloque champú, 3.- Masajee suavemente y deje actuar por 2 min., 4.- Enjuague, y 5.- Repita el procedimiento (desde 1.-).

7 Instrucción Una instrucción es una operación que: transforma los datos, o bien modifica el flujo de ejecución. 1.- Mientras no estén espumosos, batir los huevos junto con el azúcar, 2.- agregar la harina en forma envolvente sin batir, 3.- batir suavemente, 4.- colocar en el horno a 180 grados, 5.- si le clavo un cuchillo y sale húmedo, entonces ir a retirar del horno, 7.- mientras no esté frío, esperar 8.- desmoldar y servir, 9.- fin

8 Memoria La memoria de una computadora es una secuencia numerada de celdas o posiciones de memoria, en las cuales podemos almacenar datos (números, letras, etc.). Unidad elemental: el bit, que toma valores 0 ó 1. Soporte físico: electrónico, magnético, óptico,...

9 Memoria 8 bits = 1 byte Unidad mínima más usada bytes = 1 KB (kilobyte) 1024 KB = 1 MB (megabyte) 1024 MB = 1 GB (gigabyte) 1024 GB = 1 TB (terabyte) 1024 TB = 1 PB (petabyte) 1024 PB = 1 EB (exabyte)... (Nota: Para discos rígidos, se suele usar 1000 en lugar de 1024.)

10 Variable

11 Variable Una variable es como una cajita en la que podemos colocar un dato particular...

12 Variable Una variable es como una cajita en la que podemos colocar un dato particular... Papá Noel vive en el polo norte junto con un montón de duendes que hacen regalos para los chicos, los camellos de los reyes magos se comen el pasto y el agua que les dejás por la noche, si tomás vino y comés sandía te morís, etc.

13 Variable Una variable es como una cajita en la que podemos colocar un dato particular... Papá Noel vive en el polo norte junto con un montón de duendes que hacen regalos para los chicos, los camellos de los reyes magos se comen el pasto y el agua que les dejás por la noche, si tomás vino y comés sandía te morís, etc. Una variable es un nombre que denota una dirección de memoria en la que se almacena un dato. De esa dirección es posible la lectura y/o modificación del dato almacenado.

14 Tipos de datos En C++, cada variable siempre tienen asociado un tipo. Así, al ejecutar podemos asegurarnos de no hacer cosas prohibidas como sumar letras con números. Otros lenguajes no tienen este tipo de restricciones (p.ej. Python). Durante la ejecución pueden surgir errores de tipo. Al definir una variable, hay que especificar su tipo. Ejemplos: int x; bool y; char z;

15 Tipos de datos Valores de verdad (bool): Denotan el resultado de una evaluación lógica: los valores verdadero (true) y falso (false).

16 Tipos de datos Operaciones de booleanos: Operador Operación! Negación (NEG) && Conjunción (AND) Disyunción (OR) ^ Disyunción exclusiva (XOR)

17 Tipos de datos Negación de un booleano: p!p TRUE FALSE FALSE TRUE

18 Tipos de datos Conjunción de booleanos: p q p && q TRUE TRUE TRUE TRUE FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE

19 Tipos de datos Disyunción de booleanos: p q p q TRUE TRUE TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE FALSE FALSE

20 Tipos de datos Disyunción exclusiva de booleanos: p q p ^ q TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE FALSE FALSE

21 Tipos de datos Enteros (int): Los enteros para una computadora son levemente diferentes que los enteros matemáticos. Están acotados por encima y por debajo.

22 Tipos de datos Enteros (int): Los enteros para una computadora son levemente diferentes que los enteros matemáticos. Están acotados por encima y por debajo.,, 2, 1, 0, 1, 2,, ,, 2, 1, 0, 1, 2,,

23 Tipos de datos Enteros (int): Los enteros para una computadora son levemente diferentes que los enteros matemáticos. Están acotados por encima y por debajo.,, 2, 1, 0, 1, 2,, ,, 2, 1, 0, 1, 2,, Por qué y ? Porque se usan 32 bits para representar enteros.

24 Tipos de datos Otros enteros en C++: short int (16 bits): unsigned short int (16 bits): (long) int (32 bits): [ ] [ ] [ ] unsigned (long) int (32 bits): [ ] long long int (64 bits): [ ] unsigned long long int (64 bits): [ ]

25 Tipos de datos Operaciones de enteros: Operador Operación Ejemplo + Suma Resta * Producto 2 * 8 16 / División 5 / 2 2 % Resto 5 % Negación (unaria) -6

26 Tipos de datos Comparaciones entre enteros: Operador i==k i!=k i<k i>k i<=k i>=k Operación Igualdad Distinto Comparación por menor Comparación por mayor Comparación por menor o igual Comparación por mayor o igual

27 Overflow Qué problemas aparecen como consecuencia de la representación elegida? Si trabajo con short int, cuánto da ?

28 Overflow Qué problemas aparecen como consecuencia de la representación elegida? Si trabajo con short int, cuánto da ? Por qué ocurre esto?

29 Representación en punto flotante Un número real f representado en punto flotante es un par (m, e) tal que: f ± m * 10 e 0,1 m < 1 (m: mantisa; e: exponente)

30 Tipos de datos Reales (float, double, ext double): Los reales para una computadora son bastante diferentes de los reales matemáticos. No sólo están acotados por encima y por debajo, sino que además están acotados en la precisión. e m

31 Tipos de datos Operaciones de reales: Operador Operación + Suma - Resta * Producto / División - Negación (unaria)

32 Tipos de datos Comparaciones entre reales: Operador i==k i!=k i<k i>k i<=k i>=k Operación Igualdad Distinto Comparación por menor Comparación por mayor Comparación por menor o igual Comparación por mayor o igual

33 Underflow No contentos con los problemas de overflow... Si trabajo con float, cuánto da 1e-45 / 10?...

34 Underflow No contentos con los problemas de overflow... Si trabajo con float, cuánto da 1e-45 / 10?... 0 Por qué ocurre esto? No nos alcanza el tamaño del exponente para representar un número tan chico.

35 Tipos de datos Arreglo (array): Un arreglo es un grupo de elementos que se acceden mediante un índice. Además, todos sus elementos son de un tipo: p.ej. arreglo de enteros.

36 Tipos de datos Operaciones de arreglos: Operador c[i] Operación i-ésimo elemento del arreglo c Atención! Los índices válidos de un arreglo de N elementos no van de 1 a N, sino de 0 a N 1. Ejemplo: Si c tiene 8 elementos, entonces c[8] está indefinido, y genera un error.

37 Tipos de datos Arreglos en C++: int a[3]; a[0] = 1; a[1] = 4253; a[2] = -8; int b[] = {1, 4523, -8}; int n = 3; int* c = new int[n]; c[0] = 1; c[1] = 4523; c[2] = -8; // arreglo estático // arreglo estático // arreglo dinámico

38 Tipos de datos Arreglos en C++: int a[3]; a[0] = 1; a[1] = 4253; a[2] = -8; // arreglo estático La memoria para el arreglo se reserva ANTES de la ejecución del programa. int b[] = {1, 4523, -8}; // arreglo estático int n = 3; int* c = new int[n]; c[0] = 1; c[1] = 4523; c[2] = -8; // arreglo dinámico La memoria para el arreglo se asigna DURANTE la ejecución del programa.

39 Caracter (char): Tipos de datos Los caracteres son el conjunto de símbolos válidos en la computadora: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ :;,. <>?/ etc. Operaciones de caracteres: Las mismas que int.

40 Tipos de datos Cadena de caracteres (string): En C++, las cadenas de caracteres son arreglos de caracteres: char str[100]; str[0] = 'h'; str[1] = 'o'; str[2] = 'l'; str[3] = 'a'; str[4] = '\0'; printf("%s", str); Output: hola

41 Tipos de datos Operaciones de strings: Operador c[i] strcpy strcat strlen strcmp Operación i-ésimo caracter de la cadena c Copia una cadena en otra. Ej: strcpy(str, "hola"); Pega una cadena detrás de otra. Ej: strcat(str, " mundo"); Longitud de la cadena. Compara dos strings Nota: Para usar las funciones str..., incluir #include <string.h>

42 Variable Una variable es un nombre que denota una dirección de memoria en la que se almacena un dato, que puede ser leído o modificado durante la ejecución. Tiene asociado un tipo (bool, int, float, char, etc.).

43 Nuestra primera instrucción: la Asignación VARIABLE = EXPRESIÓN ; Almacena el valor de la EXPRESIÓN en la dirección en memoria denotada por VARIABLE. Ejemplos (int x, y): x = 1000; x = x; 1000 = x; x = y; x + 1 = y; x = x + y * 22 / 33;

44 Nuestra primera instrucción: la Asignación VARIABLE = EXPRESIÓN ; Almacena el valor de la EXPRESIÓN en la dirección en memoria denotada por VARIABLE. Ejemplos (int x, y): x = 1000; x = x; 1000 = x; x = y; x + 1 = y; x = x + y * 22 / 33;

45 Variable Una variable es un nombre que denota una dirección de memoria en la que se almacena un dato, que puede ser leído o modificado durante la ejecución. Tiene asociado un tipo (bool, int, float, char, etc.). Constante Igual que una variable, salvo que el dato puede ser leído pero no modificado durante la ejecución. Literal Un literal es un valor particular utilizado en la ejecución de un programa. Ej: x = 10; x = x + 7; c = 'a';

46 Estado Se denomina estado al valor de todas las variables de un programa en un punto de su ejecución, más la siguiente instrucción a ejecutar. Es una foto de la memoria en un momento determinado.

47 Estado Ejemplo: int x, y; y = 10; x = y * 2; Instrucciones en el lenguaje de programación C++. y = y + 1;

48 Estado Ejemplo: int x, y; { x= y= } y = 10; x = y * 2; y = y + 1; { x= y=10 } { x=20 y=10 } Descripción de los estados del programa en lógica de primer orden. { x=20 y=11 } significa valor indefinido

49 Programa Un programa es una secuencia de instrucciones. En particular, una asignación es un programa!

50 Secuencialización PROG1; PROG2 PROG1 y PROG2 son programas. Se ejecuta primero PROG1; una vez finalizado, se ejecuta PROG2. Ejemplo: int a = 10; printf( a vale %i.\n, a); int b = a + 1; printf( b vale %i.\n, b); Observación: En C++, toda instrucción (incluso la última) debe terminar en ; (punto y coma).

51 Repaso de la clase de hoy Programa, instrucción, asignación, secuencialización. Memoria, estado. Variables, constantes, literales. Tipos de datos: bool, int, float, char, array, Problemas de overflow y underflow. Temas de la clase que viene Condicionales, ciclos, funciones.