la Programación
Contenido
- 1 Historia
- 2 Léxico y programación
- 3 Programas y algoritmos
- 4 Compilación
- 5 Programación e ingeniería del software
- 6 Referencias históricas
- 7 Objetivos de la programación
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La programación
es el proceso de diseñar, codificar, depurar y
mantener el código fuente de programas computacionales. El código fuente es
escrito en un lenguaje de programación. El propósito de la programación es
crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir
código requiere frecuentemente conocimientos en varias áreas distintas, además
del dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y lógica formal.
Programar no involucra necesariamente otras tareas tales como el análisis y
diseño de la aplicación (pero sí el diseño del código), aunque sí suelen estar
fusionadas en el desarrollo de pequeñas aplicaciones.
Historia
Para crear un programa, y que la computadora
interprete y ejecute las instrucciones escritas en él, debe usarse un Lenguaje
de programación.
En sus inicios las computadoras interpretaban sólo
instrucciones en un lenguaje específico, del más bajo nivel, conocido como código
máquina, siendo éste excesivamente complicado para programar. De hecho sólo
consiste en cadenas de números 1 y 0 (Sistema binario).
Para facilitar el trabajo de programación, los
primeros científicos que trabajaban en el área decidieron reemplazar las
instrucciones, secuencias de unos y ceros, por palabras o letras provenientes
del inglés; codificándolas así y creando un lenguaje de mayor nivel, que se
conoce como Assembly o lenguaje ensamblador. Por ejemplo, para sumar se usa la
letra A de la palabra inglesa add (sumar). En realidad escribir en
lenguaje ensamblador es básicamente lo mismo que hacerlo en lenguaje máquina,
pero las letras y palabras son bastante más fáciles de recordar y entender que
secuencias de números binarios.
A medida que la complejidad de las tareas que
realizaban las computadoras aumentaba, se hizo necesario disponer de un método
sencillo para programar. Entonces, se crearon los lenguajes de alto nivel.
Mientras que una tarea tan trivial como multiplicar dos números puede necesitar
un conjunto de instrucciones en lenguaje ensamblador, en un lenguaje de alto
nivel bastará con solo una.
Una vez que se termina de escribir un programa, sea
en ensamblador o en un lenguaje de alto nivel, es necesario compilarlo, es
decir, traducirlo a lenguaje máquina.[
Léxico y programación
La programación se rige por reglas y un conjunto
más o menos reducido de órdenes, expresiones, instrucciones y comandos que
tienden a asemejarse a una lengua natural acotada (en inglés); y que además
tienen la particularidad de una reducida ambigüedad. Cuanto menos ambiguo es un
lenguaje de programación, se dice, es más potente. Bajo esta premisa, y en el
extremo, el lenguaje más potente existente es el binario, con ambigüedad nula
(lo cual lleva a pensar así del lenguaje ensamblador).
En los lenguajes de programación de alto nivel se
distinguen diversos elementos entre los que se incluyen el léxico propio del
lenguaje y las reglas semánticas y sintácticas.
Programas y algoritmos
Un algoritmo es una secuencia no ambigua, finita y
ordenada de instrucciones que han de seguirse para resolver un problema. Un
programa normalmente implementa (traduce a un lenguaje de programación
concreto) uno o más algoritmos. Un algoritmo puede expresarse de distintas maneras:
en forma gráfica, como un diagrama de flujo, en forma de código como en pseudocódigo
o un lenguaje de programación, en forma explicativa, etc.
Los programas suelen subdividirse en partes
menores, llamadas módulos, de modo que la complejidad algorítmica de cada una
de las partes sea menor que la del programa completo, lo cual ayuda al desarrollo
del programa. Esta es una práctica muy utilizada y se conoce como "refino
progresivo".
Según Niklaus Wirth, un programa está formado por
los algoritmos y la estructura de datos.
Se han propuesto diversas técnicas de programación
cuyo objetivo es mejorar tanto el proceso de creación de software como su
mantenimiento. Entre ellas, se pueden mencionar las siguientes:
- Programación estructurada
- Programación modular
- Programación orientada a objetos (POO)
Compilación
El programa escrito en un lenguaje de programación
(fácilmente comprensible por el programador) es llamado programa fuente
y no se puede ejecutar directamente en una computadora. La opción más común es compilar
el programa obteniendo un módulo objeto, aunque también puede ejecutarse en
forma más directa a través de un intérprete informático.
El código fuente del programa se debe someter a un proceso
de traducción para convertirlo en lenguaje máquina, código éste directamente
ejecutable por el procesador. A este proceso se le llama compilación.
Normalmente la creación de un programa ejecutable
(un típico.exe para Microsoft Windows o DOS) conlleva dos pasos. El primer paso
se llama compilación (propiamente dicho) y traduce el código fuente escrito en
un lenguaje de programación almacenado en un archivo a código en bajo nivel
(normalmente en código objeto, no directamente a lenguaje máquina). El segundo
paso se llama enlazado en el cual se enlaza el código de bajo nivel
generado de todos los ficheros y subprogramas que se han mandado compilar y se
añade el código de las funciones que hay en las bibliotecas del compilador para
que el ejecutable pueda comunicarse directamente con el sistema operativo,
traduciendo así finalmente el código objeto a código máquina, y generando un
módulo ejecutable.
Estos dos pasos se pueden hacer por separado,
almacenando el resultado de la fase de compilación en archivos objetos (un
típico.obj para Microsoft Windows, DOS o para Unix); para enlazarlos en fases
posteriores, o crear directamente el ejecutable; con lo que la fase de
compilación se almacena sólo temporalmente. Un programa podría tener partes
escritas en varios lenguajes (por ejemplo C, C++ y ensamblador), que se
podrían compilar de forma independiente y luego enlazar juntas para formar un
único módulo ejecutable.
Programación e ingeniería del
software
Existe una tendencia a identificar el proceso de
creación de un programa informático con la programación, que es cierta cuando
se trata de programas pequeños para uso personal, y que dista de la realidad
cuando se trata de grandes proyectos.
El proceso de creación de software, desde el punto
de vista de la ingeniería, incluye los siguientes pasos:
- Reconocer la necesidad de un programa para solucionar un problema o
identificar la posibilidad de automatización de una tarea.
- Recoger los requisitos del programa. Debe quedar claro qué es lo
que debe hacer el programa y para qué se necesita.
- Realizar el análisis de los requisitos del programa. Debe quedar
claro cómo debe realizar el programa las cosas que debe hacer. Las pruebas
que comprueben la validez del programa se pueden especificar en esta fase.
- Diseñar la arquitectura del programa. Se debe descomponer el
programa en partes de complejidad abordable.
- Implementar el programa. Consiste en realizar un diseño detallado,
especificando completamente todo el funcionamiento del programa, tras lo
cual la codificación (programación propiamente dicha) debería resultar
inmediata.
- Implantar (instalar) el programa. Consiste en poner el programa en
funcionamiento junto con los componentes que pueda necesitar (bases de
datos, redes de comunicaciones, etc.).
La ingeniería del software se centra en los pasos
de planificación y diseño del programa, mientras que antiguamente (programación
artesanal) la realización de un programa consistía casi únicamente en escribir
el código, bajo sólo el conocimiento de los requisitos y con una modesta fase
de análisis y diseño.

Referencias históricas
La primera programadora de computadora conocida fue
Ada Lovelace, hija de Anabella Milbanke Byron y Lord Byron. Anabella introdujo
en las matemáticas a Ada quien, después de conocer a Charles Babbage, tradujo y
amplió una descripción de su máquina analítica. Incluso aunque Babbage nunca
completó la construcción de cualquiera de sus máquinas, el trabajo que Ada
realizó con éstas le hizo ganarse el título de primera programadora de
computadoras del mundo. El nombre del lenguaje de programación Ada fue escogido
como homenaje a esta programadora.
No olvidemos que este proceso está aplicado a todos
los métodos científicos que
Objetivos de la programación
La programación debe perseguir la obtención de
programas de calidad. Para ello se establece una serie de factores que
determinan la calidad de un programa. Algunos de los factores de calidad más
importantes son los siguientes:
- Corrección. Un
programa es correcto si hace lo que debe hacer tal y como se estableció en
las fases previas a su desarrollo. Para determinar si un programa hace lo
que debe, es muy importante especificar claramente qué debe hacer el
programa antes de desarrollarlo y, una vez acabado, compararlo con lo que
realmente hace.
- Claridad. Es
muy importante que el programa sea lo más claro y legible posible, para
facilitar así su desarrollo y posterior mantenimiento. Al elaborar un
programa se debe intentar que su estructura sea sencilla y coherente, así
como cuidar el estilo en la edición; de esta forma se ve facilitado el
trabajo del programador, tanto en la fase de creación como en las fases
posteriores de corrección de errores, ampliaciones, modificaciones, etc.
Fases que pueden ser realizadas incluso por otro programador, con lo cual
la claridad es aún más necesaria para que otros programadores puedan
continuar el trabajo fácilmente. Algunos programadores llegan incluso a
utilizar Arte ASCII para delimitar secciones de código. Otros, por
diversión o para impedir un análisis cómodo a otros programadores,
recurren al uso de código ofuscado.
- Eficiencia. Se
trata de que el programa, además de realizar aquello para lo que fue
creado (es decir, que sea correcto), lo haga gestionando de la mejor forma
posible los recursos que utiliza. Normalmente, al hablar de eficiencia de
un programa, se suele hacer referencia al tiempo que tarda en realizar la
tarea para la que ha sido creado y a la cantidad de memoria que necesita,
pero hay otros recursos que también pueden ser de consideración al obtener
la eficiencia de un programa, dependiendo de su naturaleza (espacio en
disco que utiliza, tráfico de red que genera, etc.).
- Portabilidad. Un
programa es portable cuando tiene la capacidad de poder ejecutarse en una
plataforma, ya sea hardware o software, diferente a aquélla en la que se
elaboró. La portabilidad es una característica muy deseable para un
programa, ya que permite, por ejemplo, a un programa que se ha
desarrollado para sistemas GNU/Linux ejecutarse también en la familia de
sistemas operativos Windows. Esto permite que el programa pueda llegar a
más usuarios más fácilmente.