Introducción

En esta unidad repasarás los medios de comunicación con la computadora.  Algunos de estos medios son:  lenguajes de programación, programas de sistemas, programas de aplicación y almacenamiento de datos.  Antes de comenzar a repasar, te exhorto a que leas los objetivos capacitantes.

Objetivos capacitantes

3.1    Definir los siguientes términos

a.  "software"

b.  lenguajes de programación

c.  sistema operativo

d.  programas de sistemas

e.  programas de aplicaciones

f.  almacenamiento de datos

g.  procesamiento de datos

3.2    Describir los aspectos generales de los lenguajes de bajo nivel.

3.3    Describir los aspectos generales de los lenguajes de alto nivel.

¿Leíste y analizaste los objetivos capacitantes?  Ahora estás listo (a) para continuar con las actividades.  Puedes regresar al menú y seleccionar el tema deseado para estudiarlo.

Los lenguajes de programación son lenguajes especiales que ayudan al usuario a comunicarse con la computadora.  Establecen una comunicación entre el humano que prefiere usar palabras, el sistema decimal y la computadora, que trabaja solo con números binarios (0's y 1's).

Lenguajes

• Lenguaje de máquina
  
  El lenguaje de máquina está orientado hacia la máquina que está constituida por varios arreglos de "bits".  Este lenguaje es fácil de entender por la computadora, pero difícil para el usuario.  Es el lenguaje original de la computadora el cual es generado por el "software", y no por el programador.
  
  
• Lenguaje de bajo nivel
  
  Es un lenguaje de programación bien cercano al lenguaje de máquina.  Es difícil de entender por las personas y requiere que los programadores codifiquen las instrucciones con muchos detalles.  Ejemplo:  lenguaje ensamblador.
  
  
• Lenguaje de alto nivel
  
  Es un lenguaje que se asemeja más al lenguaje humano que a un lenguaje de máquina o ensamblador.  Es más fácil escribir programas en este lenguaje, pero luego deben ser traducidos por compiladores o intérpretes para que la computadora los entienda.

Procesadores de lenguajes

Programas traductores

Son los que traducen instrucciones de lenguajes de programación de alto nivel al código binario del lenguaje de la máquina.

• Código fuente ("source code")
  
  Es un conjunto de instrucciones del programa que están escritas en un lenguaje de programación.
  
  
• Código del objeto ("object code")
  
  Es un conjunto de instrucciones binarias traducidas y que la computadora puede ejecutar.
  

Ejemplos de programas traductores

• Compilador
  
  Es un programa que traduce un lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina de una computadora.  Según va ejecutando la traducción, coteja los errores hechos por el programador.  Traduce un programa una sola vez, generalmente, y es cinco veces más rápido que los programas intérpretes.  Ejemplos:  ALGOL, BASIC, COBOL, FORTRAN, PASCAL y PL/1.
  
  
• Intérprete
  
  Es un programa que traduce un lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina de una computadora.  El programa siempre permanece en su forma original (programa fuente) y traduce cuando está en la fase de ejecución instrucción por instrucción.  Ejemplo:  BASIC
  
  
• Ensamblador
  
  Es un programa de bajo nivel que traduce el lenguaje de ensamble a lenguaje de máquina.  Utiliza letras del alfabeto para representar los diferentes arreglos del código binario de la máquina.  Los programadores de ensamble deben conocer profundamente la arquitectura y el lenguaje de máquina de su computadora.  El programa ensamblador traduce cada instrucción de ensamble escrita por el programador a la instrucción en lenguaje de máquina binario equivalente.  En general, las instrucciones ("software") de un sistema se escriben en este lenguaje.  Ejemplos:  Sistema operativo y Sistemas de manejo de base de datos.

Lenguajes de alto nivel más comunes

• BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code)
  
  Fue el lenguaje de programación interactivo más popular en la década de los 70.  Es un lenguaje de propósito general.  Desarrollado por John Kemeny y Thomas Kurtz en "Dartmouth College" en 1963.  Existen numerosas versiones, algunas son compiladores y otras son intérpretes.
  
  
• COBOL (Common Business Oriented Language)
  
  Es un lenguaje compilador diseñado para aplicaciones de negocios.  Desarrollado en 1959 por el gobierno federal de los Estados Unidos y fabricantes de computadoras bajo el liderazgo de Grace Hopper.  Es el más utilizado por los "mainframe".  COBOL está estructurado en cuatro divisiones; a saber:
  
  
  1. División de identificación - identifica el programa.  
  2. División ambiental - identifica a las computadoras fuente y objeto.
  3. División de datos - identifica las memorias "buffer", constantes y áreas de trabajo.  
  4. División de procedimiento - describe el procesamiento(la lógica del programa).
     
     
• PASCAL
  
  Este programa recibío su nombre en honor a Blaise Pascal.  Fue desarrollado por el científico suizo Niklaus Wirth en 1970 y diseñado para enseñar técnicas de programación estructurada.  Es fácil de aprender y de usar y no utiliza línea sino ";" (semicolon).  Existen versiones de compilador, como de intérprete.  Estas varían según la versión.
  
  
• FORTRAN (FORmula TRANslator)
  
  Es uno de los primeros lenguajes de alto nivel desarrollado en 1954 por John Backus y un grupo de programadores de IBM.  Es un lenguaje compilador que se diseñó para expresar con facilidad las fórmulas matemáticas, resolver problemas científicos y de ingeniería.
  
  
• ADA
  
  Es un lenguaje desarrollado como una norma del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.  Es un lenguaje basado en PASCAL, pero más amplio y específico.  Fue diseñado tanto para aplicaciones comerciales como científicas.  Es un lenguage de multitareas que puede ser compilado por segmentos separados.  Se llama ADA en honor de Augusta Ada Byron, condesa de Lovelace e hija del poeta inglés Lord Byron.
  
  
• APL (A Programming Language)
  
  Este programa fue desarrollado por Kenneth Inverson a mediados de la década de 1960 para resolver problemas matemáticos.  Este lenguaje se caracteriza por su brevedad y por su capacidad de generación de matrices y se utiliza en el desarrollo de modelos matemáticos.
  
  
• PL/1 (Programming Language 1)
  
  Este programa fue desarrollado por IBM.  Es un lenguaje de propósito general que incluye características de COBOL y de FORTRAN.  Su principal utilidad es en los "mainframes".
  
  
• RPG (Report Program Generator)
  
  Fue desarrollado por IBM en 1964 y diseñado para generar informes comerciales o de negocios.
  
  
• Lenguaje C
  
  Fue desarrollado a principios de la década de los 70 en Bell Laboratories por Brian Kernigham y Dennis Ritchie.  Ellos necesitaban desarrollar un lenguaje que se pudiera integrar con UNIX, permitiendo a los usuarios hacer modificaciones y mejorías fácilmente.  Fue derivado de otro lenguaje llamado BCPL.
  
  
• Lenguaje C++
  
  Se pronuncia "ce plus plus".  Fue desarrollado por Bjarne Stroustrup en los Bell Laboratories a principios de la decada de los '80.  C++ introduce la programación orientada al objeto en C.  Es un lenguaje extremadamente poderoso y eficiente.  C++ es un super conjunto de C, para aprender C++ significa aprender todo acerca de C, luego aprender programación orientada al objeto y el uso de éstas con C++.
  
  
• Visual BASIC
  
  Este programa fue creado por Microsoft.  Es un programa moderno que da apoyo a las características y métodos orientados al objetos.
  
  
• Programación orientada al objeto
  
  Las metas de la programación orientada al objeto es mejorar la productividad de los programadores haciendo más fácil de reusar y extender los programas y manejar sus complejidades.  De esta forma, se reduce el costo de desarrollo y mantenimiento de los programas.  En los lenguajes orientados al objeto los datos son considerados como objetos que a su vez pertenecen a alguna clase.  A las operaciones que se definen sobre los objetos son llamados métodos.  Ejemplo de programas orientados al objeto:  Visual BASIC y C++.

El sistema operativo es un conjunto de programas que coordinan el equipo físico de la computadora y supervisan la entrada, la salida, el almacenamiento y las funciones de procesamiento. Incluye comandos internos y externos.  Los comandos internos se encuentran en la memoria de la computadora y los comandos externos, generalmente, están en la unidad de disco.  Para usar los comandos externos, se necesitan sus archivos.  

El sistema operativo es una colección de programas diseñados para facilitarle al usuario la creación y manipulación de archivos, la ejecución de programas y la operación de otros periféricos conectados a la computadora.  Ejemplo de algunos comandos son:  abrir un archivo, hacer una copia impresa de lo que hay en la pantalla y copiar un archivo de un disco a otro.

En las décadas de los 70's y 80's la mayor parte de las computadoras utilizaban su propio sistema operativo, o sea, que aquellas aplicaciones creadas para un sistema operativo no se podían usar en otro.  Debido a este problema, los vendedores de sistemas operativos decidieron concentrarse en aquellos sistemas más utilizados.  Ellos visualizaron que las dos compañías más grandes de microcomputadoras se unirían para crear mayor compatibilidad y esto es un hecho.

Toda computadora tiene algún tipo de sistema operativo, el cual debe ser activado cuando la computadora se enciende.  Si el sistema operativo está grabado en ROM o presente en el disco duro de la computadora, el sistema operativo, generalmente, se activa automáticamente cuando la computadora se enciende.  Si no, se inserta un disco que contenga el sistema operativo para activarlo.

Un sistema operativo provee un programa o rutina para preparar los discos ("formatting a disk"), copiar archivos o presentar un listado del directorio del disco.

El sistema operativo del disco de una computadora personal de IBM (IBM-PC) es una colección de programas diseñados para crear y manejar archivos, correr programas y utilizar los dispositivos unidos al sistema de la computadora.  Microsoft (compañia de programas) desarrolló PC-DOS para IBM y MS-DOS para IBM compatibles.  Los dos sistemas operativos son idénticos.  DOS dicta cómo los programas son ejecutados en IBM y compatibles.

El DOS ("Disk Operating System") es el sistema operativo del disco.  Es el conjunto de instrucciones del programa que mantiene un registro de las tareas requeridas para la operación de la computadora, o sea, es una colección de programas diseñados para crear y manejar archivos, correr programas y utilizar los dispositivos unidos al sistema de la computadora.

1. I/O Handler ("Input-Output") - maneja la entrada y la salida, codificando y descodificando todos los datos transferidos entre los programas de aplicaciones y los periféricos, tales como:  monitores, teclados, dispositivos de discos e impresoras. También contiene rutinas para la preparación de los datos a ser almacenados en un disco, ya sea un programa, un documento o cualquier otra cosa.  El manejador de entrada/salida contiene programas escondidos llamados IO.SYS y DOS.SYS.
   
   
2. El "Command Processor" contiene funciones internas que están programadas dentro de la computadora llamadas subprogramas que manejan la mayoría de las tareas del DOS, incluyendo copias de archivos, ejecución de programas y examen de la tabla de contenido del disco para determinar qué archivos son almacenados en él.  El archivo "COMMAND.COM" contiene el procesador de comando. 
   
   
3. Los "Utility Programs" realizan tareas que no están dentro del procesador de comandos. Se refieren a archivos externos porque están almacenados en archivos separados.  Manejan tareas como preparación de discos ("formatting disks"), comparación de archivos y/o discos, e informan el espacio disponible en el disco.

• El "Character based" - DOS dice si está listo para recibir un comando presentando un símbolo ("prompt") en la pantalla: C:\>. El usuario responde escribiendo una instrucción para ser ejecutada, carácter por carácter mediante el uso del teclado.  Ejemplo:  IBM, IBM compatibles, APPLE II.
  
  
• El "Graphic User Interface" hace uso de un "mouse" como un dispositivo de puntero y permite que se apunte a iconos (pequeños símbolos o figuras que representan alguna tarea a realizarse) y oprimir el botón del "mouse" para ejecutar la operación o tarea seleccionada. El usuario puede controlar el sistema operativo seleccionando o manipulando iconos en el monitor, por ejemplo:  Macintosh, Windows NT.

• PC-DOS (Personal Computer DOS)
  
  Fue desarrollado por Microsoft para la compañía IBM.
  
  
• MS-DOS (Microsoft DOS)
  
  Fue desarrollado por Microsoft para las IBM compatibles.

          Estos dos sistemas operativos son idénticos.

• OS/2 (IBM Operating System 2)
  
  Permite al usuario tener más de una aplicación activa a la vez.
  
  
• DR DOS 5.0 (Digital Research DOS)
  
  Contiene el GUI (Graphic User Interface).
  
  
• UNIX
  
  Es un sistema operativo desarrollado por Bell Lab para aplicaciones de redes de comunicaciones. No es compatible con programas diseñados para DOS.  Es el único sistema operativo que corre en diferentes tipos de computadoras.
  
  
• Windows para sistemas operativos DOS
  
  Fue creado por Microsoft para las PC's que están basadas en DOS.  Es de tipo GUI ("Graphic User Interface").  Se ha tornado bien popular, ya que es más "user friendly".
  
  
• Windows NT
  
  Es un sistema operativo GUI que sirve para PC de escritorio, estaciones de trabajo, servidores de red y bases de datos.

Los programas de aplicación son un conjunto de programas que indican a la computadora cómo analizar tareas específicas para el usuario.  La aplicación es el objeto para el cual se usa la computadora.  La computadora obtiene instrucciones a partir del programa de aplicación.  El programa de aplicación lo escribe un programador de aplicación, y trabaja bajo la dirección del sistema operativo de la computadora.

Ejemplos de programas de aplicación

• Procesador de palabras
  
  Simplifica la tarea de escribir, editar e imprimir un documento.  También mejora la producción personal permitiendo la duplicación de un documento sin reescribirlo, o recuperar el documento sin tener que ir sobre una tonelada de papeles para encontrarlo.  El usuario puede ver la carta en la pantalla, leerla, corregirla y cambiarla antes de mandarla a imprimir.  Puede guardar la carta en un disco y recuperarla más tarde para hacerle leves cambios o usarla de nuevo en el futuro.  También puede cotejar y corregir la gramática y sugerir sinónimos.  Ahorra mucho tiempo.  Ejemplos:  Word, Wordperfect, Word Star.
  
  
• Hoja electrónica
  
  Es una hoja de cálculo que permite la manipulación de datos arreglados en filas y columnas.  Una celda puede contener texto, un número o una fórmula que establece una relación con otras celdas.  Cada vez que se cambia el contenido de una celda, la hoja electrónica libera de lo tedioso de hacer recálculos a mano, ahorrando una gran cantidad de tiempo. Tipos de aplicaciones:  inventario, registro de datos, balanceo de chequera, planificación de producto, requerimientos de materiales y labores, producción del informe del tiempo, presupuesto, adquisición y búsqueda de bienes raíces, análisis de bienes raíces y mercadeo.  Los paquetes complejos de hojas electrónicas pueden hacer comparaciones de lógica como "if-then-else" o pruebas de "less than/greater than".  Estas operaciones se utilizan en tareas como el cálculo de nóminas.  Ejemplos:  Excel, Lotus 123.
  
  
• Manejo de base de datos
  
  Es un método de organizar información.  Ejemplos:  Access, Dbase III, Paradox.
  
  
• Comunicaciones de datos
  
  Permite la transmición de información mediante el uso de líneas telefónicas en solo varios minutos.  Ejemplos:  Internet, Netscape.
  
  
• Programas integrados
  
  Son programas que pueden comunicarse entre sí.  Permiten al usuario utilizar la misma informacion de varias maneras.  Ejemplos:  Works, Office, Framework, Symphony, Intuit, PFS:  First Choice.
  
  
• Multimedia
  
  Es la incorporación de texto, gráfica, sonido, color y video enfatizando la interactividad para la creación de presentaciones.  Ejemplos:  Toolbook y Macromind Director.
  
  
• Gráficas
  
  Algunos programas de gráficas permiten al usuario manipular figuras preparadas o hacer sus propias creaciones.  Otros, proveen comandos para crear figuras como objetos que pueden ser redimensionadas o movidas sin afectar otros objetos.  Ejemplos:  Mac Paint, Corel Draw, Harvard Graphics, Illustrator.
  
  
• "Desktop Publishing"
  
  Se utiliza en el diseño de páginas que incluyen historias, gráficas, imágenes fotográficas digitalizadas en las publicaciones como periódicos y magacines.  Ejemplos:  Page Maker, Adobe Photo Shop.
  
  
• Presentaciones electrónicas
  
  Es un programa que se utiliza para crear transparencias electrónicas o presentaciones animadas usadas en reuniones, conferencias, etc.  Ejemplos:  Power Point, Lotus Freelance, Wordperfect Presentation, Persuasion.

Jerarquía de datos

El almacenamiento de datos sigue una jerarquía lineal, comenzando con la porción más pequeña y terminando con la más grande.

1. Carácter
   
   Un carácter es una letra del alfabeto, dígito numérico o un símbolo especial.  También puede ser un espacio de almacenamiento para un carácter ("BYTE").  Es el dato más pequeño utilizado por el hombre.
   
   
2. Campo
   
   El campo consiste de un grupo de caracteres unidos tratados como una sola unidad.  Define la localización física de almacenamiento de una unidad de datos o información.  Describen una propiedad de una entidad o sujeto para el cual los datos han sido almacenados.  Un ejemplo es:  la nómina.  Hay un campo para el nombre, un campo de horas trabajadas, un campo de cuotas, un campo para la tasa de impuestos, etc.  Durante el proceso, los caracteres de cada uno serán usados como una unidad.
   
   
3. Récords
   
   Es la colección de campos unidos o grupos de datos que son tratados como una sola unidad.  En nuestro ejemplo de nómina, un récord podría tener los siguientes campos:  número de seguro social, nombre del empleado, dirección del empleado, días acumulados por enfermedad, días acumulados por vacaciones regulares, pago de cuotas, descuentos de seguro social, descuentos de tasa de impuestos, etc.  Se tendría un récord por cada empleado.
   
   
4. Archivo
   
   Es un número de records relacionados que son tratados como una unidad por ejemplo:  el archivo de la nómina de empleados de cualquier institución consiste en el récord de todos los empleados.
   
   
5. Base de datos
   
   Es una colección de datos relacionados que pueden ser estructurados en diferentes formas para cumplir con las necesidades de proceso y recuperación.
   

Cómo la computadora localiza y procesa datos

1. Método de acceso secuencial
   
   Almacena records en orden ascendente o descendente determinado por la clave de récord y datos que identifican un récord de otros.  El número de seguro social sirve como clave de récord en muchos archivos secuenciales.  El archivo debe ser leído y procesado en secuencia.  Se requiere que se lean todos los records hasta que la clave del récord deseado sea localizada (primer récord, segundo récord, ...).  Es un proceso relativamente lento.  Es apropiado para procesar muchos récords a la vez en cintas magnéticas o discos.  Se utiliza para preparar cheques de nóminas.
   
   
2. Método de acceso directo
   
   Utiliza algoritmos o índices para localizar un récord.  Un algoritmo es una serie de pasos que se siguen para resolver un problema (por ejemplo:  una fórmula matemática o la lógica de un programa).  Un índice es una lista de las claves de récord que contiene todos los records del archivo y sus localizaciones.  El acceso directo es apropiado para las aplicaciones donde la información es requerida, según ocurren las preguntas.  Un ejemplo del mismo es:  asignar asiento en un vuelo.
   

Al procesar los datos la computadora usa:

1. Archivos principales
   
   Los archivos principales contienen el resumen de datos semipermanentes de una entidad.  Es la fuente permanente de datos. Ejemplos:  archivos de clientes, archivos de empleados, archivos de estudiantes, archivos de vendedores y archivos de inventario.
   
   
2. Archivos de transacciones
   
   Son archivos temporeros que contienen los datos sobre la acción de algún negocio.  Reflejan la actividad periódica de los datos.  La información en el archivo de transacción es entrada y usada para actualizar los records de los archivos principales.  Permiten la creación de nuevas transacciones.  Se almacenan en línea o fuera de línea.  Luego se elimina o se guarda en un archivo histórico.
   

Dos modalidades para el procesamiento de datos son:

1. Procesamiento por lotes (batch processing)
   
   En esta modalidad los récords son agrupados y después procesados todos a la vez.  Es decir, es el procesamiento de un grupo de transacciones de una sola vez.  En este tipo de procesamiento las transacciones se juntan en lotes y se procesan como un solo grupo.  Este procesamiento implica el reagrupamiento de datos para su procesamiento posterior.  Puede usar el sistema de acceso secuencial o acceso directo. Este tipo de procesamiento comienza con un documento fuente (forma en la cual se inscribió la transaccion original, por ejemplo:  pedidos, pagarés en base a tarjetas de crédito, solicitudes, etc.).  Luego, la información es examinada por un programa editor (se asegura que la información sea registrada propiamente) y finalmente el lote es procesado.  Ejemplo:  la nómina.
   
   
2. Procesamiento de tiempo real
   
   Esta modalidad está diseñada para responder en forma inmediata a las transacciones del usuario.  Tiempo real significa sin demora y respuesta instantánea.  Se procesa cada transacción, según va entrando a la computadora, y le transmite la informacion resultante al operador, es decir, actualiza la información.  Requiere archivos de acceso directo.  Ejemplo: muchas agencias de viajes utilizan este proceso para hacer las reservaciones porque los precios y los espacios disponibles están cambiando constantemente y hay que actualizarlos.  Otro ejemplo son los minibancos (ATH, ATM, máquinas automáticas).

Evaluación III

Unidad III

Anterior Siguiente