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Lenguajes de Programación M1.1 Lenguajes de programación Una breve historia de la programación La persona considerada como la primera programadora fue Ada Byron, era autodidacta en matemáticas, llegó a trabajar con Charles Babbage mientras este se concentraba en diseñar el hardware de la máquina analítica, una calculadora mecánica que fue diseñada para realizar cálculos complejos. Ada Byron se convirtió en la primera persona en desarrollar un conjunto de instrucciones para la máquina analítica de Babbage, que luego se llamó programa de computadora.

Cuando las computadoras aparecieron Con el tiempo, el énfasis paso de hacer las instrucciones lo suficientemente simples para que la computadora entendiera, a hacerlas lo suficientemente parecida a la lengua hablada para que las personas lo pudieran escribir y fueran ejecutados por una computadora. -

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Computadoras como ENIAC y EDVAC almacenaban información, tanto números como instrucciones de programa, como grupos de dígitos binarios 0 y 1. Cada instrucción se compone a menudo de dos partes, un grupo de bits (dígitos binarios) que representan la operación a realizar, y un grupo que representa el operando, es decir, la dirección de máquina de los datos a ser operados. Cada instrucción se compone a menudo de dos partes, un grupo de bits (dígitos binarios) que representan la operación a realizar, y un grupo que representa el operando, es decir, la dirección de máquina de los datos a ser operados.

Entonces, en los primeros tiempos, el lenguaje de máquina requería que se escribieran series muy largas en números binarios, también se debía llevar un registro de las direcciones de almacenamiento de los datos y las instrucciones, esto generaba largos tiempos de creación y errores difíciles de encontrar.

Lenguajes de ensamblaje Hubo una mejora en 1950 con el desarrollo de lenguajes simbólicos de máquina, llamados lenguajes de ensamblaje. “Los lenguajes de ensamblaje permitieron al programador escribir instrucciones usando símbolos y letras en lugar de códigos de operación binarios en un programa fuente. El ensamblador luego traduce estas instrucciones escritas simples en lenguaje de máquina en un programa objeto” (Patterson Hume y Stephenson, 2000, p. 7). Ventajas de los lenguajes de ensamblaje: -

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más fáciles y rápidos en ser escritos más fáciles de depurar (encontrar y corregir errores)

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más fáciles de cambiar en una fecha posterior.

Un problema fue que se podía correr el programa solo en la maquina en la que fue hecha, por lo tanto, se dice que los lenguajes de ensamblaje están orientados a la máquina. El direccionamiento simbólico era otro elemento importante de los lenguajes de programación mas novedosos. El direccionamiento simbólico implicaba el uso de símbolos para representar la asignación de direcciones de almacenamiento a datos. El direccionamiento simbólico era otro elemento importante de los lenguajes de programación mas novedosos. El direccionamiento simbólico implicaba el uso de símbolos para representar la asignación de direcciones de almacenamiento a datos.

Lenguajes de alto nivel El desarrollo de lenguajes de alto nivel fue el siguiente paso importante en la informática. Un programa escrito en un lenguaje de alto nivel todavía necesitaba ser traducido al código de la máquina. Los lenguajes de alto nivel incluían su propio software de traducción para realizar esta tarea. El programa de traducción se denomina compilador. Los compiladores a menudo generan muchas instrucciones de máquina para cada instrucción de código fuente. Hoy en día, sin embargo, muchas computadoras personales utilizan un intérprete en lugar de un compilador. Un compilador traduce el programa fuente en código objeto y luego lo ejecuta. El intérprete convierte cada instrucción de programa de origen en lenguaje de máquina cada vez que se ejecuta la instrucción. No guarda el código objeto. Beneficios del lenguaje de alto nivel: -

liberan de preocupaciones acerca de los detalles de máquina de bajo nivel, como el direccionamiento de memoria y la dependencia de la máquina se pueden ejecutar en diferentes marcas de ordenadores son más fáciles de usar que los lenguajes de ensamblaje son más fáciles de aprender para los programadores.

Hasta finales de los años 50, las computadoras todavía se usaban principalmente para el cálculo matemático y científico. En 1954, John Backus comenzó a dirigir un comité patrocinado por IBM para desarrollar un nuevo lenguaje de programación científico-matemático. En 1957, este comité introdujo un nuevo lenguaje de alto nivel denominado FORTRAN (formula translator) para la computadora IBM 704. FORTRAN ganó amplia aceptación, especialmente entre los científicos y los estadísticos, debido a su utilidad para expresar las ecuaciones matemáticas. En 1957, John McCarthy en el Massachusetts Institute of Technology desarrolló LISP, que fue diseñado para apoyar la investigación en el campo de la inteligencia artificial (Al).

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Los creadores del BASIC fueron John George Kemeny y Thomas Eugene Kurtz en el año 1964. Fue inventado para permitir a los estudiantes escribir programas usando terminales de computador de tiempo compartido. Con el BASIC se quiso hacer un lenguaje de programación mucho más sencillo que los que existían por aquel entonces.

En 1959, Grace Murray Hopper ayudó a crear COBOL (Common business-oriented language). COBOL fue diseñado para procesar datos de negocios y durante muchos años fue utilizado, en gran medida, por los seguros y la industria bancaria, entre otros. El lenguaje ALGOL también fue desarrollado por un comité internacional para uso científico. LOGO fue desarrollado en la década de 1960 por Seymour Papert en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. El objetivo de Papert era ayudar a los niños pequeños a explorar un entorno matemático utilizando una tortuga en la pantalla para dibujar figuras y crear animaciones sencillas.

Programación estructurada. Una forma de escribir los programas Siguiendo las reglas asociadas, con la programación estructurada, los programadores hicieron que la lógica de sus programas fuese más fácil de seguir. Esto significaba que era más fácil localizar y corregir errores y hacer cambios a esos programas según lo requerido. En 1970, Pascal (nombrado así por el matemático francés del siglo XVII Blaise Pascal) fue desarrollado por Niklaus Wirth en el Instituto Federal de Tecnología de Suiza. Uno de los principales beneficios de Pascal sobre BASIC fue su diseño para apoyar los conceptos de programación estructurada. Los lenguajes de alto nivel usan dentro del programa sentencias que controlan el flujo de información denominados estructuras de control: -

Estructura secuencial: las sentencias se ejecutan una tras otra en el orden en que se escriben. Estructura repetitiva: un grupo de declaraciones debe ser ejecutado repetidamente. Estructura de bifurcación: se selecciona una alternativa que contiene una o mas sentencias para su ejecución a partir de un número de 1 a n alternativas, según la estructura.

Dentro de un programa estructurado, estas estructuras de control están organizadas para que el programa pueda leerse de arriba a abajo. Cada estructura permite solo una entrada y una salida. En la programación de arriba abajo, el problema se descompone en una serie de problemas más pequeños, y a cada uno de ellos se los resuelve. Una vez que se resuelven los problemas más pequeños, las soluciones se combinan para resolver el problema más grande.

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El antepasado remoto de Java: el lenguaje C En Bell Labs, Dennis Ritchie y Brian Kernighan, a principios de los 70, desarrollaron un lenguaje de programación llamado C. Este lenguaje permitía un fácil acceso al hardware y era muy eficiente. Fue diseñado para programar sistemas grandes, por lo que se convirtió en el lenguage de programación favorito de los programadores de sistemas operativos y drivers de dispositivos. Se utilizó para producir el sistema operativo UNIX y su derivado Linux.

Línea de tiempo de los lenguajes de programación Año 1954 1958 1959 1960 1962 1964 1968 1969 1975 1983 1987 1991 1995

Lenguaje FORTAN LISP COBOL LOGO SIMULA BASIC PASCAL C SQL C++ PERL PYTHON JAVA

Año 1995 2001 2002 2005 2009

Lenguaje JAVASCRIPT C# .NET RUBY ON RAILS NODE.JS

Programación orientada a objetos (POO) La situación de la notable caída de los costos de equipamiento y una equivalente subida de los costos de desarrollos de software desataron lo que se llamó la crisis del software (OTAN, 1968). El acuciante problema del software es que no se terminaba o que los equipos de trabajo tenían bajo rendimiento. Es así que una nueva forma de organizar grandes programas, la Programación Orientada a Objetos (POO), es lo que surge como respuesta a esta crisis del software, para aumentar la productividad y eficiencia al escribir programas y sistemas a través de, entre otras estrategias, el reuso de software. “El término Paradigma de Programación se refiere al conjunto de ideas que constituye la base de un modo particular de programación” (Patterson Hume y Stephenson, 2000, p. 13). -

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La POO es una forma de diseñar y escribir programas basados en el concepto de que un programa puede ser creado como una colección de objetos que trabajan juntos. Cada uno de estos objetos es un conjunto de datos y métodos que operan en este conjunto de datos. Los detalles de cómo se guardan los datos y cómo funcionan los métodos son ocultados del usuario. (Alvarez, M. , 2001). Texto: A Separador: A Subtitulo:

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Se crea un objeto a partir de una clase y, a partir de ella, se pueden crear muchos de estos objetos. Una clase puede heredar (o tomar prestado) características de otra clase. Las clases realizan tareas específicas también y pueden ser reutilizadas en otros programas, acelerando así el desarrollo de programas. Los lenguajes actuales de POO incluyen a C ++ (desarrollado por Bjarne Stroustrup), Java (desarrollado por James Gosling) y Object Oriented Turing (desarrollado por Ric Holt), entre otros.

¿Que es Java? M1.2 Programación con Java Orígenes de Java Java fue concebido en 1991 por James Gosling, Patrick Naughton, Chris Warth, Ed Frank y Mike Sheridan de la empresa Sun Microsystems. Este lenguaje fue inicialmente llamado Oak, pero fue renombrado Java en 1995. Java está directamente relacionado con C y C ++. Java hereda su sintaxis de C. Su modelo de objeto proviene de C ++. La principal motivación de los creadores fue la necesidad de contar con un lenguaje independiente de la plataforma, que pudiera ser utilizado para crear software ejecutable y que se integrara a varios dispositivos electrónicos de consumo. El surgimiento de Internet y la world wide web rediseñaron fundamentalmente la informática. Internet se transformó de una forma conveniente de compartir archivos e información, a un universo de computación distribuida. Lo más difícil de aprender de un lenguaje de programación es el hecho de que ningún elemento existe de forma aislada, sino que los componentes del lenguaje trabajan en conjunto con otros. Esta interrelación es especialmente acentuada en Java. La innovación en los lenguajes de programación es impulsada por dos factores: las mejoras en el arte de la programación y los cambios en el entorno informático. con el advenimiento de Internet y la web, el viejo problema de la portabilidad volvió a ponerse vigente, dado que Internet consiste en un universo diverso y distribuido, poblado con muchos tipos de computadoras, sistemas operativos y CPUs. En 1993, se volvió obvio para los miembros del equipo de diseño de Java que los problemas de portabilidad que se encuentran frecuentemente al crear código para controladores incrustados también se encuentran al intentar crear código para Internet. Esto provocó que el foco de Java pasara de atender a la electrónica de dispositivos, a la programación de Internet. Así, buscando inicialmente un lenguaje de programación para múltiples dispositivos, el hecho de que Java se adaptara perfectamente a Internet, fue el factor determinante para el éxito a gran escala de este lenguaje.

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¿Qué es Java? Se trata de un lenguaje de programación orientado a objetos que es particularmente adecuado para la creciente necesidad de herramientas que se ajustan a la forma en que los programadores de software trabajan hoy en día. El tamaño y la complejidad cada vez mayores de los programas informáticos han impulsado la demanda de programas y partes reutilizables de programas o programas completos, que permiten a los programadores crear aplicaciones grandes sin escribir todo desde cero. La biblioteca de clases de Java contiene una extensa colección de clases o grupo de clases llamadas paquetes que se pueden importar directamente a un programa existente para realizar varias tareas (a menudo complejas). Esto reduce el tiempo de programación y la probabilidad de introducir nuevos errores (bugs). La falta de estandarización en plataformas de hardware (como PCs o Macs), en sistemas operativos (como Windows de Linux) y en aplicaciones de software ha sido un gran obstáculo para el desarrollador de software. -

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Debido a que el compilador Java (llamado javac.exe) transforma a los programas fuentes (guardados en archivos con la extensión .java) en archivos ejecutables con la extensión .class, que contienen bytecode en lugar de código máquina nativo, los programas Java son independientes de la plataforma, es decir que pueden ejecutarse en cualquier plataforma que soporte Java (A. Rodriguez, W. Sagástegui, 2006, https://goo.gl/BzoU6m). Para ello, las plataformas individuales deben proporcionar el software, llamado maquina virtual Java (JVM, por Java virtual machine), para traducir el código generado en la compilación. La portabilidad de esta JVM es lo que hace que Java sea tan adecuado para su uso en Internet. El programa ejecutable de la JVM se llama java.exe. (H. Schildt, 2005).

Escribiendo un programa en Java Proceso de escritura y ejecución de un programa en Java: Este proceso debe cumplir cinco pasos para poder hacer funcionar un programa en este lenguaje. Estas fases son: edición, que es escribir el archivo .java; compilación, que es crear el archivo .class en base al .java; la carga en memoria por el programa de JVM; la verificación; y finalmente, la ejecución. (H. Schildt, 2005).

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Sintaxis del Lenguaje Java M1.3 Sintaxis de Java Java es un lenguaje de programación que tiene un conjunto de palabras reservadas y un numero no limitado de nombres para los identificadores de variables, constantes, clases y objetos, definidos por el usuario en momento de escribir la aplicación. Tiene como característica especial que esta definido en el conjunto de caracteres del sistema Unicode.

¿Por qué java usa el sistema Unicode? Unicode es una codificación de caracteres estándar internacional universal que es capaz de representar la mayoría de los idiomas escritos del mundo Antes de Unicode, predominaban muchos estándares de lenguaje (EL) para representar los caracteres de un idioma a saber: “ASCII para los Estados Unidos. ISO8859-1 para el idioma de Europa Occidental. KOI-8 para el Ruso con sus caracteres cirílicos. GB18030 y BIG-5 para el chino” (Javapoint, 2016, goo.gl/46hA5e) El uso de los anteriores EL en los lenguajes de programación, previos a Java, causó dos problemas: el primero, un valor de código de EL puede corresponder a letras diferentes en los diversos estándares de lenguaje; y el segundo, que en las codificaciones para lenguajes con conjuntos de caracteres extendidos, estos últimos tienen longitud variable. Algunos caracteres comunes se codifican como bytes individuales y otros requieren dos o más bytes (por ejemplo, los ideogramas chinos, japoneses, coreanos).

Estilo de escritura de las sentencias e identificadores en Java Además del novedoso uso de Unicode por parte de Java, tenemos que decir que es sensible a las mayúsculas. Los identificadores son palabras usadas para nombrar una variable, constante, clase y objetos. Es una regla difundida para los identificadores es utilizar nombres significativas, es decir usar varias palabras. En muchos lenguajes no se puede usar el espacio, se pueden usar guiones (código_cliente_potencial), pero se incrementa la longitud y existe un límite, que en algunos lenguajes es de 8 caracteres y en otros, de 30 caracteres. Como recomendación de escritura de programas con Java, existe una forma de escribir las sentencias de un programa. Este estilo de escritura combina de la mejor forma las mayúsculas y minúsculas y se denomina CamelCase (Cunningham, 2014). CamelCase: Estilo de escritura que combina mayúsculas y minúsculas para identificadores de variables, constantes, clases y objetos dentro de un programa, cuando estos requieren más de una palabra para definirlos. (Cunningham, 2014)

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Escribir con CamelCase ayuda a hacer mas legible el código cuando se requiere más de una palabra para identificar el nombre de una variable, constante u otro. Evita usar _ y el – como separadores que agregan longitud a los nombres de identificadores (este estilo con guiones es denominado snake_case). Además de este estilo, se aplican algunas reglas en Java: -

Las palabras reservadas de Java van siempre en minúsculas, por ejemplo: if, class, public, etcétera. Los identificadores pueden contener letras, números y los caracteres especiales $, _. No deben empezar con números. Las variables se inician con minúsculas y el resto de las palabras se inician en mayúsculas, por ejemplo, variableCamelCase. Las constantes deben llevar mayúsculas en todas sus letras, por ejemplo, la constante donde almacenaremos el numero PI se deberá llamar NUMEROPI. Los nombres de clases se inician con mayúsculas y siguen con minúsculas hasta el inicio de la siguiente palabra que la conforma. Por ejemplo, NombreDeUnaClase y nombreDeUnObjeto.

Palabras reservadas que no pueden ser usadas como identificadores dentro de un programa, porque ya tienen asignado un uso específico: abstract char double for int private super transient

boolean class else goto interface protected switch try

break const extends if long public synchronized void

byte continue final implements native return this volatile

case default finally import new short throw while

catch Do float instanceof package static throws

Variables y Constantes en Java M1.4 Variables y Constantes en Java En esta lectura veremos los tipos de datos primitivos que representan las formas más simples de datos, incluidos enteros y caracteres 7 es de tipo entero, mientras 7.0 es de tipo punto flotante (lo que usualmente llamamos números decimales) y 7 es un carácter. Aunque 7 y 7.0 tienen el mismo valor aritmético, Java no los considera iguales (desde el punto de vista de la programación), pues tienen diferente tipo. Por otro lado 7 ya no representa un número, sino el carácter y Java lo considera una letra y no un número.

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Las variables nos sirven para observar los distintos estados de un programa. Para declarar una variable de tipo int, debemos incluir sentencias como los siguientes ejemplos: -

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int i; // “i” es usado frecuentemente como un contador; Uso de Java "A pesar de ser internamente complejo, Java tiene una sens...