Programación Estructurada

La programación estructurada es una técnica para escribir programas (programación de computadora) de manera clara. Para ello se utilizan únicamente tres estructuras: secuencia, selección e iteración; siendo innecesario el uso de la instrucción o instrucciones de transferencia incondicional (GOTO, EXIT FUNCTION, EXIT SUB o múltiples RETURN).

Hoy en día las aplicaciones informáticas son mucho más ambiciosas que las necesidades de programación existentes en los años 1960, principalmente debido a las aplicaciones gráficas, por lo que las técnicas de programación estructurada no son suficientes. Ello ha llevado al desarrollo de nuevas técnicas, tales como la programación orientada a objetos y el desarrollo de entornos de programación que facilitan la programación de grandes aplicaciones.

Tipos de programación

Existen varias clases de programación, dependiendo de los métodos utilizados y las técnicas empleadas.

Los tipos o técnicas de programación son bastante variados, aunque puede que muchos de los lectores sólo conozcan una metodología para realizar programas. En la mayoría de los casos, las técnicas se centran en programación modular y programación estructurada, pero existen otros tipos de programación. Los explicaremos a lo largo del artículo. 

Programación estructurada (PE)

La programación estructurada esta compuesta por un conjunto de técnicas que han ido evolucionando aumentando considerablemente la productividad del programa reduciendo el tiempo de depuración y mantenimiento del mismo.

Esta programación estructurada utiliza un número limitado de estructuras de control, reduciendo así considerablemente los errores.

Esta técnica incorpora:

• Diseño descendente (top-dow): el problema se descompone en etapas o estructuras jerárquicas.
• Recursos abstractos (simplicidad): consiste en descompones las acciones complejas en otras más simples capaces de ser resueltas con mayor facilidad.
• Estructuras básicas: existen tres tipos de estructuras básicas:
  • Estructuras secuénciales: cada acción sigue a otra acción secuencialmente. La salida de una acción es la entrada de otra.
  • Estructuras selectivas: en estas estructuras se evalúan las condiciones y en función del resultado de las mismas se realizan unas acciones u otras. Se utilizan expresiones lógicas.
  • Estructuras repetitivas: son secuencias de instrucciones que se repiten un número determinado de veces.
  • 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.
En DesarrolloWeb.com hemos publicado anteriormente una explicación de lo que es la programación orientada a objetos.

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).

Compilador

Un compilador es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar. Usualmente el segundo lenguaje es lenguaje de máquina, pero también puede ser simplemente texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación.

Un compilador es un programa que permite traducir el código fuente de un programa en lenguaje de alto nivel, a otro lenguaje de nivel inferior (típicamente lenguaje de máquina). De esta manera un programador puede diseñar un programa en un lenguaje mucho más cercano a como piensa un ser humano, para luego compilarlo a un programa más manejable por una computadora.

Pseudocódigo

El pseudocódigo es utilizado por programadores para describir algoritmos en un lenguaje humano simplificado que no es dependiente de ningún lenguaje de programación. Por este motivo puede ser implementado en cualquiera lenguaje por cualquier programador que utilice el pseudocódigo.

Definición de datos del pseudocódigo

La definición de datos se da por supuesta, sobre todo en las variables sencillas, si se emplea formaciones: pilas, colas, vectores o registros, se pueden definir en la cabecera del algoritmo, y naturalmente cuando empleemos el pseudocódigo para definir estructuras de datos, esta parte la desarrollaremos adecuadamente.

Diagramas de flujo

Un diagrama de flujo es una representación gráfica de un algoritmo o proceso. Se utiliza en disciplinas como la programación, la economía, los procesos industriales y la psicología cognitiva. Estos diagramas utilizan símbolos con significados bien definidos que representan los pasos del algoritmo, y representan el flujo de ejecución mediante flechas que conectan los puntos de inicio y de término.

Metodología de Programación

El desarrollo de un programa que resuelva un problema dado es una tarea compleja, ya que es necesario tener en cuenta de manera simultánea muchos elementos. Por lo tanto, es indispensable usar una metodología de programación.

Una metodología de programación es un conjunto o sistema de métodos, principios y reglas que permiten enfrentar de manera sistemática el desarrollo de un programa que resuelve un problema algorítmico. Estas metodologías generalmente se estructuran como una secuencia de pasos que parten de la definición del problema y culminan con un programa que lo resuelve. 

 

A continuación se presenta de manera general los pasos de una metodología:

El Diálogo

Con la cual se busca comprender totalmente el problema a resolver.

 

La Especificación

Con la cual se establece de manera precisa las entradas, salidas y  las condiciones que deben cumplir.

 

Diseño

En esta etapa se construye un algoritmo que cumpla con la especificación.

 

Codificación

Se traduce el algoritmo a un lenguaje de programación.

 

Prueba y Verificación

Se realizan pruebas del programa implementado para determinar su validez en la resolución del problema.

Fases para la creación de un programa

El desarrollo de un programa o de un conjunto de aplicaciones se basa en un concepto llamado ciclo de vida. Son una serie de etapas o fases que hay que seguir secuencialmente.
Las fases o etapas son: 
Análisis.
Diseño. 
Codificación o construcción. 
Implantación o explotación. 
Mantenimiento.
 
Analisis: En esta fase se establece el producto a desarrollar, siendo necesario especificar los procesos y estructuras de datos que se van a emplear. Debe existir una gran comunicación entre el usuario y el analista para poder conocer todas las necesidades que precisa la aplicación. En el caso de falta de información por parte del usuario se puede recurrir al desarrollo de prototipos para saber con más precisión sus requerimientos.
En el análisis estructurado se pueden emplear varias técnicas como:  
Diagramas de flujo de datos: Sirven para conocer el comportamiento del sistema mediante representaciones gráficas.
Modelos de datos: Sirven para conocer las estructuras de datos y sus características. (Entidad relación y formas normales)
Diccionario de datos: Sirven para describir todos los objetos utilizados en los gráficos, así como las estructuras de datos.
Definición de los interfaces de usuario: Sirven para determinar la información de entrada y salida de datos.
Al final de esta fase tenemos que tener claro las especificaciones de la aplicación.

Diseño: En esta fase se alcanza con mayor precisión una solución optima de la aplicación, teniendo en cuenta los recursos físicos del sistema (tipo de ordenador, periféricos, comunicaciones, etc…) y los recursos lógicos. (sistema operativo., programas de utilidad, bases de datos, etc…)
En el diseño estructurado se pueden definir estas etapas:
Diseño externo: Se especifican los formatos de información de entrada y salida. (pantalla y listados)
Diseño de datos: Establece las estructuras de datos de acuerdo con su soporte físico y lógico. (estructuras en memoria, ficheros y hojas de datos)
Diseño modular: Es una técnica de representación en la que se refleja de forma descendente la división de la aplicación en módulos. Está basado en diagramas de flujo de datos obtenidos en el análisis.
Diseño procedimental: Establece las especificaciones para cada modulo, escribiendo el algoritmo necesario que permita posteriormente una rápida codificación. Se emplean técnicas de programación estructurada, normalmente ordinogramas y pseudocódigo.
Al final de esta etapa se obtiene el denominado cuaderno de carga.


Codificacion: consiste en traducir los resultados obtenidos a un determinado lenguaje de programación, teniendo en cuenta las especificaciones obtenidas en el cuaderno de carga. Se deben de realizar las pruebas necesarias para comprobar la calidad y estabilidad del programa.
Las pruebas se pueden clasificar en:
Pruebas unitarias: Sirven para comprobar que cada módulo realice bien su tarea.
Pruebas de interconexión: Sirven para comprobar en el programa el buen funcionamiento en conjunto de todos sus módulos.
Pruebas de integración: Sirven para comprobar el funcionamiento correcto del conjunto de programas que forman la aplicación. (el funcionamiento de todo el sistema)


Explotación: En esta fase se realiza la implantación de la aplicación en el sistema o sistemas físicos donde van a funcionar habitualmente y su puesta en marcha para comprobar el buen funcionamiento.

Actividades a tener en cuenta o realizar:
• Instalación del/los programa/s. 

• Pruebas de aceptación al nuevo sistema.

• Conversión de la información del antiguo sistema al nuevo (si hay una aplicación antigua) 

• Eliminación del sistema anteriorAl final de esta fase se debe de completar la información al usuario respecto al nuevo sistema y su uso. Así como facilitarle toda la documentación necesaria para una correcta explotación del sistema (manual de ayuda, manual de uso, guía de la aplicación, etc.) 

 Mantenimiento:
Esta es la fase que completa el ciclo de vida y en ella nos encargaremos de solventar los posibles errores o deficiencias de la aplicación. Existe la posibilidad de que ciertas aplicaciones necesiten reiniciar el ciclo de vida.
Tipos de mantenimiento:
Mantenimiento correctivo: Consiste en corregir errores no detectados en pruebas anteriores y que aparezcan con el uso normal de la aplicación. Este mantenimiento puede estar incluido en la garantía o mantenimiento de la aplicación.
Mantenimiento adaptativo: Consiste en modificar el programa a causa de cambio de entorno gráfico y lógico en el que estén implantados. (nuevas generaciones de ordenadores, nuevas versiones del sistema operativo, etc.)
Mantenimiento perfectivo: Consiste en una mejora sustancial de la aplicación al recibir por parte de los usuarios propuestas sobre nuevas posibilidades y modificaciones de las existentes.
Los tipos de mantenimiento adaptativo y perfectivo reinician el ciclo de vida, debiendo proceder de nuevo al desarrollo de cada una de sus fases para obtener un nuevo producto.

    

Lenguaje de programación

Un lenguaje de programación es un idioma artificial diseñado para expresar computaciones que pueden ser llevadas a cabo por máquinas como las computadoras. Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana. Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura, se compila y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación.

Sistema Operativo

Un sistema operativo (SO) es el programa o conjunto de programas que efectúan la gestión de los procesos básicos de un sistema informático, y permite la normal ejecución del resto de las operaciones.

Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo, es decir, la inclusión en el mismo término de programas como el explorador de ficheros, el navegador y todo tipo de herramientas que permiten la interacción con el sistema operativo, también llamado núcleo o kernel. Uno de los más prominentes ejemplos de esta diferencia, es el núcleo Linux, que es el núcleo del sistema operativo GNU, del cual existen las llamadas distribuciones GNU. Este error de precisión, se debe a la modernización de la informática llevada a cabo a finales de los 80, cuando la filosofía de estructura básica de funcionamiento de los grandes computadores se rediseñó a fin de llevarla a los hogares y facilitar su uso, cambiando el concepto de computador multiusuario, (muchos usuarios al mismo tiempo) por un sistema monousuario (únicamente un usuario al mismo tiempo) más sencillo de gestionar. (Véase AmigaOS, beOS o MacOS como los pioneros de dicha modernización, cuando los Amiga, fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters por su capacidad para la Edición de vídeo en entorno multitarea round robin, con gestión de miles de colores e interfaces intuitivos para diseño en 3D.

Uno de los propósitos del sistema operativo que gestiona el núcleo intermediario consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. La mayoría de aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar, llevan incorporado un sistema operativo. (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, enrutadores, etc).

Software de Aplicacion

SOFTWARE DE APLICACIÓN:

El software de aplicación ha sido escrito con el fin de realizar casi cualquier tarea imaginable. Esté puede ser utilizado en cualquier instalación informática, independiente del empleo que vayamos a hacer de ella. Existen literalmente miles de estos programas para ser aplicados en diferentes tareas, desde procesamiento de palabras hasta cómo seleccionar una universidad. Como existen muchos programas se dividen en cuatro categorías de software de aplicaciones: