objetivos conocer los fundamentos de los lenguajes y entornos de desarrollo de software poniendo...

Lenguajes y Entornos de Programación

Marzo - 2013

Objetivos

Conocer los fundamentos de los lenguajes y entornos de desarrollo de software poniendo énfasis en soluciones basadas en Java.

Introducción

Organización de una computadora1. Unidades de entrada2. Unidades de salida3. Unidades de memoria principal4. Unidad aritmética y lógica (ALU) responsable de

realizar cálculos5. Unidad central de procesamiento (CPU) coordina y

supervisa la operación de las demás secciones6. Unidad de almacenamiento secundario

Sistemas operativos Las primeras computadoras eran capaces de realizar solamente una

tarea o trabajo a la vez, a través del procesamiento por lotes (batch) de un solo usuario.

Los usuarios asignaban sus trabajos a un centro de cómputo que los introducía en paquetes de tarjetas perforadas, y a menudo tenían que esperar horas, o incluso días, antes de que sus resultados impresos regresaran a sus escritorios.

El software denominado sistema operativo se desarrolló para facilitar el uso de la computadora.

Los primeros sistemas operativos administraban la transición entre trabajos, incrementando la cantidad del flujo de datos que las computadoras podían procesar.

Posteriormente se hicieron uso de técnicas de multiprogramación y tiempo compartido.

Introducción

Computación personal, distribuida y cliente/servidor

Cuando las computadoras se volvieron sumamente económicas, la gente pudo adquirirlas para su uso personal o para negocios.

Se comenzaron a interconectar mediante redes computacionales vía telefónica y redes de área local (LANs) dentro de una empresa.

Esto derivó en el fenómeno denominado computación distribuida, en donde todos los cálculos informáticos de una empresa no se realizaban estrictamente dentro de un centro de cómputo.

La información se comparte a través de redes de computadoras, en donde algunas computadoras denominadas servidores almacenan datos que pueden ser utilizados por computadoras cliente distribuidas en toda la red, de ahí el término de computación cliente/servidor.

Java se está utilizando ampliamente para escribir software para redes de computadoras y para aplicaciones cliente/servidor distribuidas.

Introducción

Internet y World Wide Web Internet (la red global de computadoras) y World Wide Web (que

permite localizar y ver documentos basados en multimedia a través del ciberespacio) se encuentran entre las creaciones más importantes de la humanidad, pues se han convertido explosivamente en uno de los principales mecanismos de comunicación en todo el mundo.

Las aplicaciones de la actualidad deben diseñarse para permitir la intercomunicación entre computadoras de todo el mundo, combinando tecnologías de la computación y las comunicaciones.

Con Java se pueden desarrollar aplicaciones que se ejecuten a través de Internet y Web , haciendo que la información esté accesible en forma instantánea y conveniente para todo el mundo, posibilitando que los individuos y negocios pequeños locales obtengan una exposición mundial, cambiando la forma en que se hacen los negocios, asimismo brinda que los miembros de las comunidades con intereses especiales pueden mantenerse en contacto unos con otros.

Introducción

FundamentosLenguajes de ProgramaciónLos programadores escriben instrucciones en diversos lenguajes de programación, algunos de los cuales comprende directamente la computadora, mientras que otros requieren pasos intermedios de traducción. En la actualidad se utilizan cientos de lenguajes de computación, los cuales se dividen en tres tipos generales:

1. Lenguajes máquina.2. Lenguajes ensambladores.3. Lenguajes de alto nivel.

http://www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/index.html

Sintaxis y SemánticaCada lenguaje tiene sintaxis y semántica: La sintaxis de un lenguaje de programación está relacionada con la

forma de los programas, por ejemplo, como es que las expresiones, comandos, declaraciones, etc. son puestos juntos en un programa.

La semántica de un lenguaje de programación está relacionada con el significado de los programas; por ejemplo, cómo ellos se comportarán cuando se ejecutan en una computadora.

La sintaxis de un lenguaje influye en cómo los programas son escritos por el programador, leídos por otro programador y traducidos por el computador. La semántica de un lenguaje determina como los programas son compuestos por el programador, entendidos por otros programadores e interpretados por el computador.

Fundamentos

Visual Basic .NET

Fundamentos

Pascal

Fundamentos

Lenguaje C#

Fundamentos

Java

Fundamentos

PHP

Fundamentos

ImplementaciónLa implementación de un lenguaje es la que provee una manera de que se ejecute un programa para una determinada combinación de hardware y software: Compilado

Interpretado

Fundamentos

Edición, compilación y ejecución

Fundamentos

Edición de programa Java

Fundamentos

Compilación de programa Java

Fundamentos


Deberá incluirse en la variable de entorno PATH la ruta donde se encuentra instalado el Java:

Fundamentos


Fundamentos

Ejecución de programa Java

Fundamentos

Manejo de versiones y producción

Fundamentos

Programación estructurada (PE) Programación modular Programación orientada a objetos (POO) Programación concurrente Programación funcional Programación lógica

Tipos de programación

• Programación estructurada (PE)

Diseño descendente (top-dow): el problema se descompone en etapas o estructuras jerárquicas.

Las principales ventajas de la programación estructurada son: – Los programas son mas fáciles de entender– Se reduce la complejidad de las pruebas– Aumenta la productividad del programador– Los programas queden mejor documentados internamente.– Un programa esta estructurado si posee un único punto de entrada

y sólo uno de salida, existen de "1 a n" caminos desde el principio hasta el fin del programa y por último, que todas las instrucciones son ejecutables sin que aparezcan bucles infinitos.


• Programación modular

En la programación modular consta de varias secciones dividas de forma que interactúan a través de llamadas a procedimientos, que integran el programa en su totalidad.

En la programación modular, el programa principal coordina las llamadas a los módulos secundarios y pasa los datos necesarios en forma de parámetros.

A su vez cada modulo puede contener sus propios datos y llamar a otros módulos o funciones.


• Programación orientada a objetos (POO)

Se trata de una técnica que aumenta considerablemente la velocidad de desarrollo de los programas gracias a la reutilización de los objetos.

El elemento principal de la programación orientada a objetos es el objeto.

El objeto es un conjunto complejo de datos y programas que poseen estructura y forman parte de una organización.

Un objeto contiene varios datos bien estructurados y pueden ser visibles o no dependiendo del programador y las acciones del programa en ese momento.

El polimorfismo y la herencia son unas de sus principales características y por ello dedicaremos más adelante un artículo exclusivamente a tratar estos dos términos.


• Programación concurrente

Este tipo de programación se utiliza cuando tenemos que realizar varias acciones a la vez.

Se suele utilizar para controlar los accesos de usuarios y programas a un recurso de forma simultanea.

Se trata de una programación más lenta y laboriosa, obteniendo unos resultados lentos en las acciones.


• Programación funcional

Se caracteriza principalmente por permitir declarar y llamar a funciones dentro de otras funciones.

Programación lógica

Se suele utilizar en la inteligencia artificial y pequeños programas infantiles. Se trata de una programación basada en el cálculo de predicados (una teoría matemática que permite lograr que un ordenador basándose en hecho y reglas lógicas, pueda dar soluciones inteligentes).


• Se han desarrollado cientos de lenguajes de alto nivel, pero sólo unos cuantos han logrado una amplia aceptación:

Lenguajes de Programación

FORTRANCOBOLPL/IPascalAdaBASIC

• Fortran (FORmula TRANslator, Traductor de fórmulas) fue desarrollado por IBM Corporation a mediados de la década de los cincuenta para utilizarse en aplicaciones científicas y de ingeniería que requerían cálculos matemáticos complejos.

• En la actualidad, Fortran se utiliza ampliamente en aplicaciones de ingeniería.

Lenguaje Fortran

• COBOL (COmmon Business Oriented Language, Lenguaje común orientado a negocios) fue desarrollado a finales de la década de los cincuenta por fabricantes de computadoras, el gobierno estadounidense y usuarios de computadoras de la industria. COBOL se utiliza en aplicaciones comerciales que requieren manipulación precisa y eficiente de gran volumen de datos.

Lenguaje Cobol

• Tenía muchas de las características que más adelante adoptaría el lenguaje C y algunas de C++. IBM registra el nombre del lenguaje como forma de mantener control sobre su desarrollo, por lo que los potenciales usuarios del lenguaje prefirieron no adoptarlo a pesar de sus múltiples innovaciones, que incluyen multiprocesamiento, recursión, asignación dinámica de espacio para estructuras de datos, procedimientos genéricos, etc.

Lenguaje PL/I

• Se diseñó para la enseñanza de la programación estructurada en ambientes académicos, y de inmediato se convirtió en el lenguaje de programación preferido en la mayoría de las universidades. Pascal carece de muchas de las características necesarias para poder utilizarse en aplicaciones comerciales, industriales y gubernamentales, por lo que no ha sido muy aceptado en estos entornos.

Lenguaje Pascal

• El lenguaje de programación Ada se desarrolló bajo el patrocinio del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DOD) durante la década de los setenta y los primeros años de la década de los ochenta.

• Una de las características importantes de Ada se conoce como multitarea, la cual permite a los programadores especificar que muchas actividades ocurran en paralelo.

Lenguaje Ada

• El lenguaje de programación BASIC (Beginner´s All-Purpose Symbolic Instruction Code, Código de instrucciones simbólicas de uso general para principiantes) fue desarrollado a mediados de la década de los sesenta en el Dartmouth College, como un medio para escribir programas simples.

• El propósito principal de BASIC era que los principiantes se familiarizaran con las técnicas de programación.

Lenguaje Basic

• Java evolucionó de C++, el cual evolucionó de C, que a su vez evolucionó de BCPL y B que eran lenguajes para escribir software para sistemas operativos y compiladores.

• El lenguaje C se hizo muy popular como lenguaje de desarrollo para el sistema operativo UNIX.

• C++ proporciona la capacidad de una programación orientada a objetos.

Lenguajes Java, C y C++

• Las herramientas de desarrollo más recientes de Microsoft forman parte de su estrategia a nivel corporativo para integrar Internet y Web en las aplicaciones de computadora. Esta estrategia se implementa en la plataforma .NET, la cual proporciona a los desarrolladores las herramientas que necesitan para crear y ejecutar aplicaciones de computadora que puedan ejecutarse en computadoras distribuidas a través de Internet.

Lenguajes Visual Basic y Visual C++, C# y .NET

• JavaScript se diseñó con una sintaxis similar al C, aunque adopta nombres y convenciones del lenguaje de programación Java. Sin embargo Java y JavaScript no están relacionados y tienen semánticas y propósitos diferentes.

• Se utiliza principalmente en su forma del lado del cliente (client-side), implementado como parte de un navegador web

Javascript

• Es un lenguaje de programación de uso general de código del lado del servidor originalmente diseñado para el desarrollo web de contenido dinámico.

• Es un lenguaje de programación del lado del servidor que se incorporara directamente en el documento HTML .

• El código es interpretado por un servidor web con un módulo de procesador de PHP que genera la página Web resultante.

Lenguaje PHP

Entornos de Programación

• Llamado también IDE (integrated development environment), se compone de un conjunto de herramientas que han sido empaquetadas como un programa de

aplicación, es decir, consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica.

Netbeans

• Es un entorno de desarrollo integrado libre, hecho principalmente para el lenguaje de programación java.

• Las aplicaciones son desarrolladas a partir de un conjunto de componentes de software llamados módulos. Un módulo es un archivo Java que contiene clases de java escritas para interactuar con las APIs de NetBeans y un archivo especial (manifest file) que lo identifica como módulo.

Netbeans

Eclipse

• Es un entorno de desarrollo integrado de código abierto multiplataforma para desarrollar lo que el proyecto llama "Aplicaciones de Cliente Enriquecido", opuesto a las aplicaciones "Cliente-liviano" basadas en navegadores.

• Incluye un compilador de Java interno y un modelo completo de los archivos fuente de Java, brindando técnicas avanzadas de refactorización y análisis de código.

Preparando Entorno Eclipse/Java

Preparando Entorno Eclipse/JavaSe deberá crear un acceso directo del Eclipse.exe (Aplicación) en el Escritorio:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaAl ejecutar el IDE Eclipse, este solicita indicar el área de trabajo (workspace):

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaUna vez activado el IDE Eclipse se muestra la siguiente pantalla:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaPara iniciar, creamos un nuevo proyecto Java:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaEspecificamos el nombres del proyecto (Curso_01) y presionamos “Finish”:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaCreamos una clase dentro del proyecto “Curso_01”:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaEspecificamos el nombre de la clase (Ejemplo01) y presionamos “Finish”:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaObtenemos la clase creada:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaDigitamos el código fuente de la clase:

Ejecutando Entorno Eclipse/JavaEjecutamos el programa mediante la opción “Run”:

Programación Orientada a Objetos

Analogía con el mundo real

• Suponga que desea conducir un automóvil y para hacer que aumente su velocidad debe presionar el pedal del acelerador.

• Pero antes de poder conducir un automóvil, alguien tiene que diseñarlo.

• Por lo general, un automóvil empieza en forma de dibujos de ingeniería, similares a los planos de construcción que se utilizan para diseñar una casa.

Programación Orientada a ObjetosDiseño y Clases

• Estos dibujos de ingeniería incluyen el diseño del pedal del acelerador, para que el automóvil aumente su velocidad.

• El pedal “oculta” los complejos mecanismos que se encargan de que el automóvil aumente su velocidad, de igual forma que el pedal del freno “oculta” los mecanismos que disminuyen la velocidad del automóvil y por otro lado, el volante “oculta” los mecanismos que hacen que el automóvil de vuelta.

• Esto permite que las personas con poco o nada de conocimiento acerca de cómo funcionan los motores puedan conducir un automóvil con facilidad.


Construcción y Objetos

• No se puede conducir los dibujos de ingeniería de un auto, antes de poder conducir un automóvil, éste debe construirse a partir de los dibujos de ingeniería que lo describen.

• Un automóvil completo tendrá un pedal acelerador verdadero para hacer que aumente su velocidad.

• Pero aún así no es suficiente; el automóvil no acelerará por su propia cuenta, así que el conductor debe oprimir el pedal del acelerador.

Programación Orientada a ObjetosAcciones y Métodos

• Para realizar una acción (tarea) en una aplicación se requiere un método.

• El método describe los mecanismos que se encargan de realizar sus tareas; y oculta al usuario las tareas complejas que realiza, de la misma forma que el pedal del acelerador de un automóvil oculta al conductor los complejos mecanismos para hacer que el automóvil vaya más rápido.

• En Java debemos crear una unidad de aplicación llamada clase para alojar a un método, así como los dibujos de ingeniería de un automóvil alojan el diseño del pedal del acelerador.


Mensajes y Llamadas (a métodos)

Cuando usted conduce un automóvil, si oprime el pedal del acelerador se envía un mensaje al automóvil para que realice una tarea-hacer que el automóvil vaya más rápido. De manera similar, se envían mensajes a un objeto; cada mensaje se conoce como la llamada a un método, e indica a un método del objeto que realice su tarea.

Programación Orientada a ObjetosAtributos

• Además de las capacidades con las que cuenta un automóvil, también tiene muchos atributos como su color, el número de puertas, la cantidad de gasolina en su tanque, su velocidad actual, el total de kilómetros recorridos, etc.

• Al igual que las capacidades del automóvil, los atributos se representan como parte del diseño en sus diagramas de ingeniería.

• Cada objeto mantiene sus propios atributos, por ejemplo, cada conductor sabe cuánta gasolina tiene en su propio tanque, pero no cuánta hay en los tanques de otros automóviles.

Programación Orientada a ObjetosResumen

• Así como no podemos conducir un dibujo de ingeniería de un automóvil, tampoco podemos “conducir” una clase.

• De la misma forma que alguien tiene que construir un automóvil a partir de sus dibujos de ingeniería para poder conducirlo, también debemos construir un objeto de una clase para poder hacer que un programa realice las tareas que la clase le describe cómo realizar.

• Los objetos tiene atributos que lleva consigo cuando se utiliza en un programa.


Resultados de Prueba Cuenta

Evaluación de la Actividad

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