Software - Licenciatura en Física - PDF

Programación Licenciatura en Física. Licenciatura en Geofísica. Marco Antonio Ayala Aristondo [email protected]  Terminología Básica:...

Programación Licenciatura en Física. Licenciatura en Geofísica. Marco Antonio Ayala Aristondo [email protected]  Terminología Básica: Software Comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos que son llamados hardware. La interacción entre el software y el hardware hace operativo un ordenador (u otro dispositivo), es decir, el software envía instrucciones que el hardware ejecuta, haciendo posible su funcionamiento. Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 2 Software. Conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para manipular datos. Las instrucciones pueden ser un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de cómputo. Todos los programas que controlan y manejan las operaciones en una computadora se les conoce como "software de sistema". Todos los programas que hacen que la computadora sea una herramienta útil en la realización de tareas específicas se les conoce como "software de aplicación". Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 3 Software de aplicación. Aplicaciones para Control de Sistemas y Automatización Industrial Aplicaciones ofimáticas/diseño/navegadores Software educativo Videojuegos Software empresarial Software médico Bases de datos Software de cálculo numérico y simbólico. Telecomunicaciones (Internet y toda su Software de diseño asistido (CAD) estructura lógica) Software de control numérico (CAM) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 4 Software de Sistemas Sistemas Operativos: Son los más básicos (fundamentales) de una computadora Controla todas las actividades internas de los dispositivos de la computadora Maneja todos los dispositivos conectados a la computadora Guarda y lee datos en los dispositivos de entrada/salida Permite que se puedan ejecutar otros programas. Programas Utilitarios: Realizan tareas especificas en una computadora. Algunos están diseñados para mejorar el desempeño (antivirus, software de respaldo de datos, software de mantenimiento de sistemas operativos) Herramientas de desarrollo de software: Herramientas que los programadores utilizan para crear, modificar o corregir software – Lenguajes de Programación (Python, C++, Java, Fortran, etc) y Ambientes de Desarrollo Integrado (MATLAB) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 5 Lenguajes de Programación. Conjunto de símbolos, caracteres y reglas (programas) que les permiten a las personas comunicarse con la computadora. Tienen un conjunto de instrucciones que permiten realizar operaciones de entrada/salida, calculo, manipulación de textos, lógica/comparación y almacenamiento/recuperación. Permiten escribir un conjunto de instrucciones que le indica a la computadora como resolver problemas o realizar una tarea. Se clasifican en: Lenguaje Máquina Lenguaje de bajo nivel Lenguaje de alto nivel Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 6 Lenguaje de Máquina Son aquellos cuyas instrucciones son directamente entendibles por la computadora y no necesitan traducción posterior para ser ejecutadas. Las instrucciones se expresar en la unidad de memoria más pequeña: el bit (un 1 que representa un voltaje alto y 0 para un voltaje bajo) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 7 Lenguaje de Máquina Ventajas: Posibilidad de cargar el programa sin necesidad de traducción posterior, lo que supone una velocidad de ejecución superior a cualquier otro lenguaje de programación Aprovecha todos los recursos del hardware. Desventajas: Dificultad y lentitud en la codificación, Poca fiabilidad, Dificultad grande de verificar y poner a punto los programas, Los programas solo son ejecutables en el mismo procesador (no transportables) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 8 Lenguaje de bajo nivel. Las instrucciones se escriben en códigos alfabéticos conocidos como mnemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas. Un programa en ensamblador no puede ser ejecutado directamente por la computadora: necesita ser traducido al lenguaje de máquina Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 9 Lenguaje de bajo nivel. El programa original en lenguaje ensamblador se le llama programa fuente y el programa ya traducido a lenguaje máquina se le conoce como programa objeto. Es un poco más fácil de usar que el lenguaje de máquina, pero aún depende de una máquina en particular. Desventajas: dependencia total de la máquina, lo que impide la transportabilidad de los programas; la formación de programas es más compleja que los correspondientes a los de alto nivel, pues además de las técnicas de programación exige conocimiento del interior de la máquina Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 10 Lenguaje de alto nivel. Las instrucciones o sentencias a la computadora son escritas con palabras similares a los lenguajes humanos (en general en ingles), lo que facilita la escritura y comprensión del programa. Basic: Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code Fortran: Formula Translator COBOL: Common Business-Oriented Language C: Lenguaje de programación de propósitos generales Python Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 11 Lenguaje de alto nivel. Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 12 Lenguaje de alto nivel. Ventajas: El tiempo de formación del programa es relativamente corto La escritura de los programas se basa en reglas sintácticas similares a las del lenguaje humano Las modificaciones o puesta a punto de los programas son más fáciles; Desventajas: No se aprovechan los recursos internos de la máquina; Aumento de la ocupación de memoria; El tiempo de ejecución de los programas es mucho mayor comparado con ensamblador y lenguaje de máquina. Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 13 Lenguaje de alto nivel. Los programas fuente de lenguajes de alto nivel «necesitan ser traducidos» a lenguaje máquina por medio de 'programas traductores' que son llamados compiladores (C++, Pascal, Fortran, Cobol) e intérpretes (QBasic, QuickBasic, Python) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 14 Compilación y sus fases. Cuando se escribe un programa en lenguaje de alto nivel (tal como C++), se utiliza un editor de texto para ello. Todas las sentencias escritas por el programador en lenguaje de alto nivel se conoce como código fuente Un compilador es un programa que se encarga de analizar el código fuente, verifica que se haya seguido las reglas sintácticas y luego genera archivo llamado programa objeto (lenguaje máquina) Escuela de Física – Marco Ayala 8/11/2024 15