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La computadora y el desarrollo de software


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Un programa es:
Un conjunto de instrucciones.
El resultado del proceso son:
Nuevos datos.
Modelo de Von Neumann:
El programa y datos son almacenados en la memoria, de esta forma la computadora no tiene que reconstruirse.
Ejecutar un programa según el MVN:
Requiere introducir el programa por el dispositivo indicado y después alimentarle con datos de Entrada para que calcule la Salida.
Elementos del Modelo de Von Neumann:
CPU, que utiliza la ALU su TR y CU con su PC e IR, la Memoria principal y secundaria y los dispositivos de I/O
Unidad Central de Procesamiento:
Controla y coordina la ejecución de las instrucciones
Unidad Aritmético-Lógica:
Parte del CPU que realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas (Boolenas).
Registro Temporal:
Elemento de la ALU donde se almacenan temporalmente los datos que manipula conocido como Acumulador.
Unidad de Control:
Parte del CPU que LEE las instrucciones en la MEMOria, las DECdifica y ENVía señales a los COMPOnentes INvolucrados.
Contador del Programa:
Aux. de la CU que ALMACENA la DIRECCIÓN de memoria que contiene la siguiente instrucción a ejecutar
Registro de Instrucción:
Aux. de la CU que guarda temporalmente la INSTRUCCIÓN que DeBe Ser ejecutada
Bus de direcciones:
TRANSMITE la DIRección de MEMOria de la que se quiere leer o escribir.
Bus de control
SELecciona la OPERACIÓN a realizar en una celda de memoria.
Bus de datos:
Transmite el CONtenido desde o hacia una celda de memoria seleccionada en el bus de direcciones según la operación elegida en el bus de control
Memoria principal:
Almacena los datos e instrucciones durante la ejecución de 1 programa
Memoria Secundaria:
Puede almacenar una gran cantidad de información permanentemente, mientras el usuario no la borre.
Unidad de Control es parte de la Unidad:
Central de Procesamiento.
Dispositivos de almacenamiento Secundario:
No son tan rápidos como la memoria RAM.
Memoria RAM:
Al apagarse la computadora los DATOS almacenados SE PIERDEN
La MEMoria:
Se divide en celdas
Las celdas se agrupan para formar:
Registros o palabras
Es el acrónimo Binary digit (dígito binario)
Bit
1 celda puede contener solo:
0 ó 1
La unidad mínima de información empleada en informática
Es un Bit
Ocho bits forman
Un Byte
Con un número n de bits
Pueden representarse hasta 2^n valores diferentes.
El exponente n indica:
Cuantas veces multiplicar la base 2
1024 bytes =
1 kilobyte
1 Byte puede representar
Hasta 256 valores
El tamaño de los registros del CPU y la capacidad de procesamiento de la ALU
Se representan con 4, 8, 16, 32 y 64 bits
Es limitada por el Bus de Datos
La velocidad con la que transmiten los datos de la memoria - CPU.
1 procesador de 16 bits con 1 bus de datos de 8
Tiene que hacer 2 operaciones de lectura o escritura de 8 bits
Ciclo de instrucción o ciclo fetch es:
El período en el que se ejecuta una instrucción
En la ejecución 1ero:
La UC consulta en la MEMOria la instrucción indicada en el CONTADOR del programa
2do, la UC:
la almacena en el REGISTRO de Instrucciones
3ero, la UC:
actualizando el Contador del Programa con la dirección de MEMOria de la siguiente instrucción
4, Después de que se almacenó la instrucción en el registro del programa:
la UC. se encarga de decodificarla, detectando qué dispositivos están implicados en su ejecución.
5, los dispositivos pueden ser:
La ALU, cuando se tiene que hacer una operación; los de entrada y/o salida cuando se tiene que enviar o recibir un dato, o la memoria si se quiere guardar o consultar.
6, la UC:
posteriormente envía las señales de control a los mismos indicándoles la acción y si es el caso, los datos y/o la dirección de memoria correspondiente
7, Cuando los dispositivos realicen su tarea:
Enviarán 1 señal a la UC., para repetir el mismo procedimiento c/la siguiente instrucción
Paradigma de programación:
Representa un enfoque particular para diseñar soluciones
Paradigma imperativo o procedural:
Describen la solución a como 1 lista de instrucciones secuencial, a menos que se trate de estructuras de control o saltos GOTO.
Son lenguajes imperativos:
El lenguaje de máquina, Fortran, Cobol, Pascal, Basic y C.
Lenguajes imperativos:
Pascal, Basic, Ada y C
Paradigma declarativo:
Describe 1 problema mediante predicados Lógicos o FUNCiones MATEmáticas
2 tipos de lenguajes del paradigma Declarativo:
Lenguajes Funcionales y Lógicos.
Lenguajes de programación funcionales:
Representan el problema utilizando funciones mate.
Lenguajes representativos del paradigma Funcional:
Lisp, ML y Haskell.
Lenguajes lógicos:
Un conjunto de REGLAS representa la solución
Prolog:
Es el lenguaje más representativo del paradigma lógico
Paradigma Orientado a Objetos:
La solución se plantea en términos de objetos y sus relaciones
Java y C#:
Son los lenguajes Orientados a Objetos más utilizados
El P. Orientado a Objetos está:
Basado en varias técnicas, incluyendo, Herencia, Polimorfismo, Modularidad y Encapsulamiento.
Propiedad por la que es posible enviar mensajes sintácticamente iguales a objetos de tipos distintos
Polimofismo
Es el ocultamiento del estado
Encapsulamiento
Ciclo de vida del software:
Planteamiento del problema <-> Análisis del problema <-> Diseño del algoritmo <-> Implementación o codificación <-> Pruebas y validación <-> Documentación del programa <-> Mantenimiento
Análisis del problema:
Determinar ¿qué hace el programa? datos de Entrada y Salida.
Diseño de la solución:
¿Cómo se resuelve el problema? o Algoritmo.
Diseño descendente (top-down) o modular.
Si el problema es grande se recomienda dividirlo en subproblemas más pequeños y resolverlos por separado
Implementación (codificación):
Algoritmo > lenguaje de programación > programa fuente > lenguaje de máquina > ejecución
Validación y pruebas:
Verifica que el Algoritmo y Código estén correctos.
Documentación:
Clarifica las IDEAS principales y el DESARROLLO completo para que otros puedan modificarlo.
Deben incluirse como Documentación:
Manuales de Usuario y Normas de mantenimiento para el buen uso del Software.
Mantenimiento:
Actualizar y modificar para corregir errores o para cambiar y/o agregar una nueva función.
Cada lenguaje se define a partir de un conjunto de símbolos básicos llamado
Alfabeto
Conjunto de reglas que definen la forma de manipular o combinar los símbolos
Sintaxis
Reglas que especifican los eFectos de dichas instrucciones cuando son ejecutadas
Semántica
Lenguaje de programación =
alfabeto + sintaxis + semántica
Representa el fin de cadena
El carácter nulo
Para escribir o leer 1 dato o una instrucción en la memoria
Se debe especificar la dirección donde se encuentra