Tema 9.- Introducción a la programación
1.- INTRODUCCIÓN
2.- HISTORIA DE LA PROGRAMACIÓN
3.- LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
3.1.- Tipos de lenguajes de programación
3.2.- Lenguaje LOGO
3.3.- Lenguaje Processing
3.4.- Lenguaje Scratch
4.- CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN
4.1.- Definición de algoritmo
4.2.- Lenguaje pseudocódigo
4.3.- Diagramas de flujo
4.4.- Análisis de problemas
5.- PROGRAMACIÓN CON XLOGO
6.- PROGRAMACIÓN CON PROCESSING
7.- VARIABLES Y FUNCIONES
8.- BUCLES Y CONDICIONALES
9.- EJEMPLOS Y APLICACIONES
1.- INTRODUCCIÓN
Aprender a programar aplicaciones informáticas es hoy día tan necesario como saber idiomas.Tener conocimientos de programación a una edad temprana resulta beneficioso para el desarrollo de los jóvenes en cualquier tipo de carrera.
Muchas personas aprenden de manera autodidacta lo suficiente como para hacer sus propios programas, pero sin una buena base, programar bien no resulta fácil.
Escribir un programa informático es una tarea que requiere además de una buena dosis de paciencia, unos conocimientos básicos que permitan al programador desarrollar aplicaciones que funcionen correctamente. Es necesario probar el código y ejecutar el programa para depurar errores y realizar continuas mejoras.
Para ello tenemos que conocer bien la sintaxis del lenguaje en el que estamos programando, lo que nos permitirá colocar en el orden correcto las instrucciones y ordenes, así como establecer las relaciones adecuadas entre ellas.
Además tenemos que conocer algunas técnicas de programación y conceptos fundamentales. Todo ellos nos permitirá crear un código más optimizado.
Según estudios realizados por el MIT en 2017, quienes aprendieron a programar desde pequeños tenían un rendimiento dos o tres veces superior al otro grupo de alumnos que tenían poca o nula experiencia en programación. Y estos resultados no eran únicamente en carreras tecnológicas, sino que se daba en todas las carreras por igual.
Estudiar programación a edades temprana no es (solamente) para chicos que quieran ser programadores. Aprender a programar hace que cualquier persona alcance su máximo potencial, independientemente de lo que vaya a hacer el resto de su vida. Todos van a ser mejores profesionales.
En este tema daremos un breve repaso a la historia de la programación, conoceremos algunos de los lenguajes de programación más usados y veremos los conceptos básicos de programación. También aprenderemos a programar en algunos lenguajes de programación como Logo, Basic, Scratch, Processing, Desarrollaremos sencillos programas de complejidad creciente y eso nos permitirá poder desarrollar aplicaciones más complejas y útiles.
https://www.infobae.com/tecno/2019/11/05/aprender-a-programar-desde-chicos-o-quedarse-afuera-de-todo/
2.- HISTORIA DE LA PROGRAMACIÓN
Desde los orígenes del primer lenguaje de programación (antes de 1940) hasta el día de hoy, los lenguajes de programación han ido evolucionando, influenciados en gran medida por los avances tecnológicos.
En la siguiente tabla se resumen algunos períodos y lenguajes importantes en dicha evolución:
Charles Babbage, conocido como el Padre de las computadoras, diseñó una máquina totalmente mecánica capaz de realizar cualquier tipo de cálculo matemático: la Máquina Analítica.
Aunque la máquina analítica no fue construida hasta 150 años después por el Museo de Londres, Ada Lovelace fue la primera persona que se interesó por la inexistente máquina de Babbage y desarrolló un algoritmo capaz de ser utilizado en ella. De allí que Ada Lovelace sea considerada como la primera programadora de ordenadores de la historia.
George Boole
Nacido el 2 de Noviembre de 1815 en Lincoln, Lincolnshire (Inglaterra), publicó en el año 1854 las leyes del pensamiento sobre las cuales se basan las teorías matemáticas de Lógica y Probabilidad. El álgebra de Boole consiste en un método para resolver problemas de lógica que recurre solamente a los valores binarios 1 y 0 y a tres operadores: AND (y), OR (o) y NOT (no). Comenzaba el álgebra de la lógica, llamada Algebra Booleana que ahora encuentra aplicación en la construcción de ordenadores, circuitos eléctricos, programación, etc.
Claude Shannon
El trabajo de Boole llegó a ser un paso fundamental en la revolución de los ordenadores cuando Claude Shannon, en 1938, demostró como las operaciones booleanas elementales se podían representar mediante circuitos conmutadores eléctricos, y cómo la combinación de estos podía representar operaciones aritméticas y lógicas complejas. Shannon demostró asimismo que el álgebra de Boole se podía utilizar para simplificar circuitos conmutadores.
Claude Elwood Shannon fue un matemático, ingeniero eléctrico y criptógrafo estadounidense recordado como «el padre de la teoría de la información».Shannon es reconocido por haber fundado el campo de la teoría de la información con la publicación Una teoría matemática de la comunicación, que supuso un hito en 1948.
Alan Mathison Turing (1912-1954) diseñó una calculadora universal para resolver cualquier problema, la "máquina de Turing". Tuvo mucha influencia en el desarrollo de la lógica matemática. En 1937 hizo una de sus primeras contribuciones a la lógica matemática y en 1943 plasmó sus ideas en una computadora que utilizaba tubos de vacío.
Johann Ludwig Von Neumann (1903-1957), genio de las matemáticas, quien tuvo el honor de asistir a las clases de Albert Einstein en la universidad de Berlín. Autor de trabajos de lógica simbólica, matemática pura y aplicada, física y tecnología, publicó un artículo acerca del almacenamiento de los programas, en 1945. Proponía que los programas se guardaran en memoria al igual que los datos, en forma binaria. Esto tuvo como consecuencia el aumento de velocidad de los cálculos y la ausencia de errores producidos por fallos mecánicos al programar la máquina mediante cables.
La arquitectura von Neumann, también conocida como modelo de von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico
John von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC.
1 Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una
unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una
memoria para almacenar tanto datos como instrucciones,
almacenamiento masivo externo, y mecanismos de
entrada y salida. (Extraido de Wikipedia)
Entre algunos lenguajes importantes que fueron desarrollados en este período se encuentran:
- Años 40:
1943 - Plankalkül, diseñado, pero sin implementar durante medio siglo
1943 - se crea el sistema de codificación ENIAC.
1949 - 1954 -- una serie de conjuntos de instrucciones nemotécnicas, como la de ENIAC, comenzando en 1949 con C-10 para BINAC (que luego evolucionaría en UNIVAC). Cada conjunto de instrucciones estaba destinado a un fabricante específico.
- Años 50:
Considerados los lenguajes más viejos utilizados hoy en día. Son lenguajes de alto nivel que fueron creados por científicos, matemáticos y empresarios de la computación.
- Fortran (Formula Translation): (1955), creado por John Backus. Utilizado para cálculos numéricos y usado en aplicaciones científicas y de ingeniería.
- LISP (List Procesor): (1958), creado por John McCarthy. Usado en Inteligencia Artificial, su elementos principal es la Lista.
- COBOL (Common Business-Oriented Language): fue el primer lenguaje en el que no había que programar directamente en código binario, y fue Grace Murray Hoper en 1952, una oficial de la Marina de Estados Unidos desarrolló el primer compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código binario comprensible para la maquina llamado COBOL, está orientado principalmente a los negocios, o informática de gestión, recursos humanos, etc.
- Lenguaje Ensamblador: lenguaje de bajo nivel que usa instrucciones básica para programar circuitos integrados, microcontroladores, etc.
- Años 60:
- BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code): Lenguaje orientado a la enseñanza de los conceptos básicos de programación.
Era el 1 de octubre de 1964 cuando el primer comando de BASIC se ejecutó con éxito. BASIC fue el primer lenguaje de programación diseñado para todo público, para acercar la programación a todos. De esta manera la programación para todos lleva medio siglo. Antes de este lenguaje la programación estaba relegada a los expertos del lenguaje máquina, y no era sencillo aprender a programar porque no exitían los recursos de hoy día.
Sus creadores, John G. Kemeny y Thomas E. Kurtz, diseñaron este lenguaje para hacer que la informática fuera más accesible a los alumnos de su universidad, la Universidad de Darmouth (Estados Unidos), donde en una de sus habitaciones se creo BASIC.
- 1970
- Pascal (nombrado así en honor al matemático y físico Francés Blaise Pascal): Lenguaje de alto nivel usado para la enseñanza de la programación estructurada.
Pascal es un lenguaje de programación creado por el profesor suizo Niklaus Wirth entre los años 1968 y 1969 y publicado en 1970. Su objetivo era crear un lenguaje que facilitara el aprendizaje de programación a sus alumnos, utilizando la programación estructurada y estructuración de datos.
- 1972
- C (Basado en un programa anterior llamado “B”): Es uno de los lenguajes más populares y del él derivan otros como C++, java, etc. Creado entre 1969 y 1972 en los Laboratorios Bell, es uno de los más utilizados en el mundo. Si bien es ejecutado en la mayoría de los sistemas operativos, es de propósito general, con lo cual es muy flexible.
- 1983
- C++ (Formalmente “C con clases”; ++ es el operador de incremento en “C”): Una extensión de C con mejoras y orientado a objetos.
- 1987
- Perl (“Pearl” ya estaba ocupado): Aplicaciones de bases de datos, programación web, programación de gráficos, administración de sistemas, etc. Creado Larry Wall, Pearl es una sigla que significa Practical Extraction and Report Language. Es un lenguaje de propósito general que sirve practicamente para todo, como puede ser la generación y tratamiento de ficheros, para analizar datos y textos, y muchas otras cosas más. Si bien hay proyectos complejos y completos escritos en Pearl, son los menos.
- 1991
- Python ( en honor a la compañía de comedia británica Monty Python): Usado para desarrollo de aplicaciones web, seguridad informática, etc. Un lenguaje de programación multiplataforma y multiparadigma, que también es de propósito general. Esto significa que soporta la orientación a objetos, la programación imperativa y funcional. Su simpleza, legibilidad y similitud con el idioma inglés lo convierten en un gran lenguaje ideal para principiantes.
- 1994
- PHP Creado en 1994 por el programador canadiende Rasmus Lerdorf, nunca pretendió ser un lenguaje de programación, sino que fue creado con la intención de contar con un conjunto de herramientas para el mantenimiento de las páginas web. Es de fácil acceso para nuevos programadores y a su vez ofrece a los más experientes muchas posibilidades.
- 1995
- Java (inspirado en la taza de café consumida mientras se desarrollaba el lenguaje): Actualmente uno de los lenguajes más usados para aplicaciones web.
3.- LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Un lenguaje de programación es un conjuntos de instrucciones y sentencias que permiten a un ordenador o cualquier otro dispositivo digital con capacidad de procesamiento, ejecutar una serie de operaciones, de tal forma que a partir de unos datos de entrada, se obtienen los resultados deseados.
Al conjuntos de órdenes e instrucciones escritas en un determinado lenguaje de programación se le denomina programa.
Al código escrito por uno o varios programadores, que es entendido por el ser humano, pero que no lo entienden las máquinas, se le llama "código fuente".
La compilación es el proceso encargado de traducir un programa en código fuente a programa en código objeto (que usa el lenguaje binario), el programa encargado de compilar se llama compilador. La mayoría de software de programación trae su propio compilador.
3.1.- Tipos de lenguaje de programación
Existen tres tipos de lenguajes claramente diferenciados; el lenguaje máquina y los lenguajes de bajo nivel y los de alto nivel.
1º El Lenguaje Máquina: es el lenguaje de programación que entiende directamente la máquina (computadora). Este lenguaje de programación utiliza el alfabeto binario, es decir, el 0 y el 1.
2º Lenguajes de programación de bajo nivel: son mucho más fáciles de utilizar que el lenguaje máquina, pero dependen mucho de la máquina o computadora como sucedía con el lenguaje máquina.
3º Lenguajes de programación de alto nivel: los lenguajes de programación de alto nivel son más fáciles de aprender porque se usan palabras o comandos del lenguaje natural, generalmente del inglés. Este es el caso del BASIC, el lenguaje de programación más conocido.
Los lenguajes de programación se clasifican en varios tipos, los hay por nivel, y por la forma como se ejecutan.
Clasificación por nivel de abstracción del procesador
Hay lenguajes de programación de alto nivel, de medio nivel y lenguajes de bajo nivel. Los lenguajes de alto nivel permiten que con pocas palabras se logre hacer lo mismo que se logra con un lenguaje de bajo nivel.
Lenguajes de bajo nivel: están enfocados a un microprocesador de un ordenador concreto. Ejemplos de lenguaje de bajo nivel: assembler.
Representan un primer paso hacia el lenguaje natural que entiende el ser humano. Es más fácil que el lenguaje máquina, pero dependen del procesador. Son lenguajes simbólicos, donde las instrucciones se expresan utilizando nemotécnicos como ADD, SUB, etc.
Lenguaje de medio nivel: es un tipo de programación que se encuentra entre los lenguajes de bajo nivel y los de alto nivel. Un ejemplo es el lenguaje C, que permite acceder al hardware, registros de memoria, etc. Están condicionados por la estructura física del ordenador o sistema que los soporta.
Lenguajes de alto nivel: están más próximos al lenguajes humano que al lenguaje de la máquina. Ejemplos de lenguajes de alto nivel: C++, Python, Java, Visual Basic, etc.
Pueden ser lenguajes orientados a objetos, a eventos o a funciones. También pueden ser lenguajes compilados o interpretados.
Lenguaje de alto nivel se refiere al nivel más alto de abstracción de lenguaje de máquina. En lugar de tratar con registros, direcciones de memoria y las pilas de llamadas, los lenguajes de alto nivel se refieren a las variables, matrices, objetos, aritmética compleja o expresiones booleanas, subrutinas y funciones, bucles, hilos, cierres y otros conceptos de informática abstracta, con un enfoque en la facilidad de uso sobre la eficiencia óptima del programa.
Lenguajes orientados a objetos:
los lenguajes de programación orientados a objetos tratan a los programas como conjuntos de objetos que se ayudan entre ellos para realizar acciones. Entendiendo como objeto al entidades que contienen datos. Permitiendo que los programas sean más fáciles de escribir, mantener y reutilizar.
La programación orientada a objetos (POO, en español; OOP, según sus siglas en inglés) es un paradigma de programación que viene a innovar la forma de obtener resultados. Los objetos manipulan los datos de entrada para la obtención de datos de salida específicos, donde cada objeto ofrece una funcionalidad especial.
Los principales lenguajes de programación orientados a objetos son: Ada, C++, C#, VB.NET, Clarion, Delphi, Eiffel, Java, Lexico (en castellano), Objective-C, Ocaml, Oz, PHP, PowerBuilder, Python, Ruby y Smalltalk.
Lenguajes orientados a eventos:
La programación dirigida por eventos(creado en 2013),es un paradigma de programación en el que tanto la estructura como la ejecución de los programas van determinados por los sucesos que ocurran en el sistema, definidos por el usuario o que ellos mismos provoquen.
El creador de un programa dirigido por eventos debe definir los eventos que manejarán su programa y las acciones que se realizarán al producirse cada uno de ellos, lo que se conoce como el administrador de evento. Pueden ser eventos la pulsación de una tecla, hacer clic sobre el ratón, etc. Cada evento dispara una acción que será un bloque de código que se ejecuta.
Un ejemplo claro lo tenemos en los sistemas de programación Lexico y Visual Basic, en los que a cada elemento del programa (objetos, controles, etcétera) se le asignan una serie de eventos que generará dicho elemento, como la pulsación de un botón del ratón sobre él.
Por la forma como se ejecutan: Hay lenguajes compilados e interpretados.
Lenguajes compilados: antes de ejecutar el programa necesita ser compilado mediante un programa compilador que transforma el código a lenguaje máquina o código binario.
Un lenguaje compilado es aquel cuyo código fuente, escrito en un lenguaje de alto nivel, es traducido por un compilador a un archivo ejecutable entendible para la máquina en una determinada plataforma. Con ese archivo se puede ejecutar el programa cuantas veces sea necesario sin tener que repetir el proceso por lo que el tiempo de espera entre ejecución y ejecución es ínfimo.
Dentro de los lenguajes de programación que son compilados tenemos la familia C que incluye a C++, Objective C, C# y también otros como Fortran, Pascal, Haskell y Visual Basic.
Lenguajes interpretados: cada instrucción se ejecuta independiente y es traducida a código máquina. No necesitan compilador. Si hay un error el programa se detiene en esa instrucción.
Básicamente un lenguaje interpretado es aquel en el cual sus instrucciones o más bien el código fuente, escrito por el programador en un lenguaje de alto nivel, es traducido por el interprete a un lenguaje entendible para la máquina paso a paso, instrucción por instrucción. El proceso se repite cada vez que se ejecuta el programa el código en cuestión.
El uso de los lenguajes interpretados ha venido en crecimiento y cuyos máximos representantes son los lenguajes usados para el desarrollo web entre estos Ruby, Python, PHP (se interpreta del lado del servidor), JavaScript y otros como Perl, Smalltalk, MATLAB, Mathematica.
- Según la forma de insertar las órdenes en el programa podemos tener lenguajes textuales y lenguajes gráficos:
Lenguajes textuales: las órdenes se insertan en el programa en forma de texto, el conjunto de esas instrucciones se llama código. Los lenguajes textuales son las más usados y los más potentes. Son usados mayoritariamente por los programadores. Son la mayoría de los mencionados anteriormente: Java, C, Perl, Smaltalk, Visual Basic, Python, PHP, etc.
Lenguajes gráficos: las instrucciones vienen dadas por bloques gráficos. Son más intuitivos y fáciles de programar, están enfocados a la enseñanza de la programación para estudiantes. No todos los bloques encajan unos con otros, sino solo los que se corresponden con las ordenes que ejecutan. Un ejemplo de estos lenguajes es Scratch, App Inventor, LabVIEW, etc. Actualmente los lenguajes gráficos son minoría y están en desarrollo.
4.- CONCEPTOS BÁSICOS DE PROGRAMACIÓN
Ya hemos visto algunos de los conceptos básicos de la programación, entre ellos:
Programación es la implementación de un algoritmo en un determinado lenguaje de programación, para realizar un programa.
Programa (Software en inglés) es una secuencia de instrucciones que una computadora puede interpretar y ejecutar.
Lenguaje de programación: conjunto de reglas, símbolos y palabras especiales utilizadas para construir un programa.
Lenguaje máquina: lenguaje usado directamente por la computadora y compuesto de instrucciones codificadas en sistema binario.
Compilación es el proceso encargado de traducir un programa en código fuente a programa en código objeto (que usa el lenguaje binario).
Compilador: programa que traduce un programa escrito en lenguaje de alto nivel a lenguaje de máquina.
Código fuente: es el código escrito por uno o varios programadores en un lenguaje de alto nivel, que es entendido por el ser humano, pero que no lo entienden las máquinas.
4.1.- DEFINICIÓN DE ALGORITMO
Un algoritmo es una serie ordenada y finita de instrucciones, pasos o procesos que llevan a la solución de un determinado problema. Es parte de un programa, por tanto, un programa sería una serie compleja de algoritmos ordenados y codificados mediante un lenguaje de programación para su posterior ejecución en un ordenador.
Un algoritmo sería una primera aproximación al programa que queremos realizar. Sería uno de los primeros pasos antes de empezar a codificar en un lenguaje de programación determinado, de ahí la importancia de este concepto.
El diseño de algoritmos requiere ideas claras y creatividad además de conocimientos de programación. Los algoritmos son la base de una buena programación. Muchos programadores suelen escribir directamente sus programas sin el paso previo del diseño de un buen algoritmo, lo cual puede derivar en programas complicados y confusos.
Los algoritmos son más importantes que los lenguajes de programación ya que nos ayudan a pensar y realizar un buen programa. Los algoritmos son independientes de los lenguajes de programación y nos sirven para programar en cualquier lenguaje de programación.
Características de los algoritmos
- Precisos: se definen de manera clara y ordenada sin dar lugar a confusiones o ambigüedad.
- Finitos: todo algoritmo debe tener un inicio y un final.
- Determinantes: su ejecución debe producir un resultado concreto mediante una salida.
- Suficientes: debe ser capaz de resolver el problema cuya solución se busca.
Entre dos algoritmos que resuelven el mismo problema y obtienen el mismo resultado, se debe optar por el mas simple o más sencillo, en función de la optimización de recursos y tiempo de procesador.
Un ejemplo de algoritmo para dibujar un cuadrado en pantalla sería:
1º Inicializar o posicionar el curso en el punto de partido u origen
2º Avanzar la longitud del lado del cuadrado
3º Girar a la derecha o izquierda 90º
4º Avanzar la longitud del lado del cuadrado
5º Girar a la derecha o izquierda 90º
6º Avanzar la longitud del lado del cuadrado
7º Girar a la derecha o izquierda 90º
8º Avanzar la longitud del lado del cuadrado
9º Girar a la derecha o izquierda 90º
10º Fin
Un algoritmo optimizado y que daría el mismo resultado sería:
1º Inicializar o posicionar el curso en el punto de partido u origen
2º Repetir 4 veces (Avanzar la longitud del lado del cuadrado y Girar a la derecha o izquierda 90º)
3º Fin
Técnicas de representación de algoritmos
Para la representación de algoritmos, antes de iniciar la codificación en un lenguaje de programación determinado, se utilizan varias técnicas que pueden ser escritas, gráficas o matemáticas. Entre ellas tenemos:
- Lenguaje pseudocódigo
- Diagramas de flujo
- Lenguaje natural
- Fórmulas matemáticas
4.2.- LENGUAJE PSEUDOCÓDIGO
Cuando se trabaja en programación, antes de escribir nuestro programa, primero escribimos el pseudocódigo.
El pseudocódigo es una forma de escribir los pasos que va a realizar un programa de la forma más cercana al lenguaje de programación que vamos a utilizar posteriormente. Es como un falso lenguaje, pero en nuestro idioma, en el lenguaje humano y en español o en el idioma del programador.
El pseudocódigo no es un lenguaje formal, es decir, no tiene una estructura semántica ni arquitectura estándar, por lo que puede variar en función de cada programador.
4.3.- DIAGRAMAS DE FLUJO
Un diagrama de flujo es una representación esquemática de los distintos pasos de un programa. Constituyen pues, otra forma de representar algoritmos distinta al pseudocódigo, pero que nos sirve de forma complementaria en el proceso de creación de la estructura del programa antes de ponernos delante del ordenador.
El diagrama de flujo goza de ventajas como el ser altamente intuitivo, fácil de leer, claro y preciso. Su interés para nosotros, sin desdeñar su utilidad profesional, radica en su valor didáctico. Lo consideraremos una herramienta muy potente de cara a comenzar a programar ya que su contenido gráfico lo hace menos árido que el pseudocódigo.
Las limitaciones principales de los diagramas de flujo derivan precisamente de su carácter de dibujo. No resultan tan fáciles de crear o de mantener como el texto del pseudocódigo (que podemos trabajar en un procesador de textos cualquiera) y pueden requerir utilizar papeles tipo plano (más grande de lo normal) cuando los programas son de cierta longitud.
Para la creación de diagramas de flujo utilizaremos unos símbolos y normas de construcción determinados. En nuestro caso, un modelo simplificado de los estándares internacionales, con el objeto de poder interpretar y ser interpretados por otros programadores. Estos símbolos son:
4.4.- ANÁLISIS DE PROBLEMAS
Etapas para la solución de un problema por medio del computador
1. Análisis del problema, definición y delimitación (macroalgoritmo). Considerar los datos de entrada, el proceso que debe realizar el computador y los datos de salida.
2. Diseño y desarrollo del algoritmo (se utiliza pseudocódigo, escritura natural del algoritmo, diagramas de flujo, etc. )
3. Prueba de escritorio. Seguimiento manual de los pasos descritos en el algoritmo. Se hace con valores bajos y tiene como fin detectar errores.
4. Codificación. Selección de un lenguaje de programación y digitación del pseudocódigo haciendo uso de la sintaxis y estructura gramatical del lenguaje seleccionado.
5. Compilación o interpretación del programa. El software elegido convierte las instrucciones escritas en el lenguaje a las comprendidas por el computador.
6. Ejecución. El programa es ejecutado por la máquina para llegar a los resultados esperados.
7. Depuración (debug). Operación de detectar, localizar y eliminar errores de mal funcionamiento del programa.
8. Evaluación de resultados. Obtenidos los resultados se los evalúa para verificar si son correctos. (Un programa puede arrojar resultados incorrectos aún cuando su ejecución no muestra errores).
5.- PROGRAMACIÓN CON XLOGO
6.- PROGRAMACIÓN CON PROCESSING
Processing es un lenguaje de programación de código abierto, muy potente que podemos utilizar en multitud de proyectos y precisamente ese es su fuerte, podemos utilizarlo en diferentes modos de programación, desde un modo básico hasta un modo complejo utilizando toda la potencia que nos brinda la orientación a objetos. Se utiliza para la enseñanza de la programación en proyectos multimedia, puede decirse que es un lenguaje para gráficos.
En primer lugar vamos a descargar e instalar esta entorno de programación. Para ello buscamos en el navegador la página principal de Processing.org. Este lenguaje está disponible en Linux, Windows y McOs. Entramos en descargas y bajamos el fichero en formato zip correspondiente a nuestro sistema operativo.
Extraemos los ficheros contenidos en el archivo comprimido .zip en una carpeta situada dentro del directorio "Programación", por ejemplo.
Creamos un acceso directo al fichero ejecutable y lo colocamos en el escritorio para poder ejecutarlo cuando lo necesitemos.
¿Qué es Processing?
Processing es un dialecto de Java que fue diseñado para el desarrollo del arte gráfico, para las animaciones y aplicaciones gráficas de todo tipo. Desarrollado por artistas y para artistas. No necesita conexión a Internet y tampoco se programa en los servidores web de sus creadores. Solo es necesario instalarlo en un disco local.
Es una plataforma que integra entorno de desarrollo y lenguaje de programación. Es muy fácil de aprender y solo necesitamos unos minutos para empezar a programar. Es portable en memorias USB, lo cual permite usarlo en cualquier ordenador sin instalarlo.
Otra característica muy importante es la escalabilidad. Podemos combinar Processing con aplicaciones Java, en los dos sentidos, e incluso tenemos la posibilidad de portar nuestros proyectos a la web gracias a Processing.js. Solo necesitamos descargar el JS y a través de la etiqueta canvas de HTML5, hacer referencia a nuestros archivos creados con Processing, muy sencillo.
Processing nos da la posibilidad de generar un ejecutable para las diferentes plaformas Mac OS, Windows o Linux e incluso podemos desarrollar aplicaciones móviles gracias a la SDK que nos ofrecen para Android. También podemos conectar Processing con Arduino.
El entorno de desarrollo de Processing
El entrono de desarrollo es similar a la plataforma Arduino, ya que éste se nutre de Processing. Se llama PDE (Processing Development Enviroment) desarrollado en Java. Es muy sencillo y fácil de usar, ya que es una plataforma plug and play como Arduino.
Vamos a realizar el primer programa con Processin. Para ello vamos a crear una ventana y en su interior vamos a dibujar un punto y una línea. Escribimos el siguiente código:
size (200,200);
point (100, 100);
line (50,50, 150,150);
Ahora vamos a dibujar un cuadrado
size (300,300);
line (50,50,50,150);
line (50,150,150,150);
line (150,150,150,50);
line (150,50,50,50);
Otro ejemplo, realizar estas figuras:
size (250,250); // Ventana 300x300
background (256,256,120); // Color de fondo
triangle (20,20,220,20,20,220); // Dibuja un triángulo
quad (20,20,120,20,120,120,20,120); // Dibuja un cuadrilátero
rect (120,120, 120,120,20); // Dibuja un rectángulo
fill (120,10,50,150); // Rellena la figura de color
ellipse (70,70,60,60); // Dibuja una elipse
fill (120,10,50,150);
ellipse (180,180,60,60);
En esta imagen se muestra el código para obtener los aros olímpicos:
En este vídeo se muestra como realizar el ejercicio del semáforo: Para realizar el semáforo tenemos que introducir el siguiente código:
int time = millis(); // Ponemos el crono a cero
void setup() {
size (400,400); // Creamos una ventana de 400x400 pixeles
rect(120,20,120,360); // Dibujamos un rectángulo
triangle(20,20,120,20,120,120); // Triángulo en la parte superior izquierda
triangle(240,20,340,20,240,120); // Triángulo en la parte superior derecha
triangle(20,140,120,140,120,240); // Triángulo en la parte central izquierda
triangle(240,140,340,140,240,240); // Triángulo en la parte central derecha
triangle(20,260,120,260,120,350); // Triángulo en la parte inferior izquierda
triangle(240,260,340,260,240,350); // Triángulo en la parte inferior derecha
fill(0,0,0); // Ponemos el relleno del fondo en negro
ellipse (180,80,100,100); // Dibujamos el círculo superior
ellipse (180,200,100,100); // Dibujamos el círculo central
ellipse (180,320,100,100); // Dibujamos el círculo inferior
}
void draw() {
int crono = millis()-time; // Tiempo transcurrido
if (crono>0 && crono < 5000) verde(); //Encendido luz verde 5 segundos
if (crono>5000 && crono < 8000) ambar(); // Encendido luz ambar 3 segundos
if (crono>8000 && crono < 14000) rojo(); // Encendido luz roja 6 segundo
if (crono>14000) time=millis(); // Reiniciamos el tiempo
}
void rojo() {
fill(255,0,0);
ellipse (180,80,100,100);
fill(0,0,0);
ellipse (180,200,100,100);
//fill(0,250,0);
fill(0,0,0);
ellipse (180,320,100,100);
}
void ambar() {
fill(0,0,0);
ellipse (180,80,100,100);
fill(255,255,0);
ellipse (180,200,100,100);
//fill(0,250,0);
fill(0,0,0);
ellipse (180,320,100,100);
}
void verde() {
fill(0,0,0);
ellipse (180,80,100,100);
fill(0,0,0);
ellipse (180,200,100,100);
//fill(0,250,0);
fill(0,255,0);
ellipse (180,320,100,100);
}
El resultado debe ser una ventana donde nos aparece el semáforo dibujado con triángulos, líneas, círculos y rectángulos. Al iniciar se enciende el color verde durante 5 segundos, después se enciende el ámbar durante 3 segundos y se apaga el verde. Y por último se apaga el ámbar y se enciende el rojo durante 6 segundos. Y se vuelve a repetir el ciclo de nuevo.
Empezamos a introducir el código línea a línea:
Dibujamos el triángulo de la parte superior izquierda
El triángulo de la parte superior izquierda se hace con la instrucción:
triangle(240,20,340,20,240,120);
Los siguientes triángulos corresponden a la parte central del semáforo:
Y dibujamos los triángulos de la parte inferior, completando el dibujo del semáforo:
Ahora tenemos que dibujar los círculos de cada una de las luces del semáforo. Ejecutamos una instrucción fill (0,0,0); para que rellene el fondo de color negro:
Los dos siguientes instrucciones dibujan los círculos correspondientes a las luces del semáforo:
Solo nos queda rellenar cada círculo con el color correspondiente y darle un tiempo apagado y encendido:
Vamos a crear unas llamadas a la función verde en primer lugar para que encienda esta luz durante 5 segundos:
Previamente hemos creado el bloque void draw para dibujar la luz de cada color durante un tiempo.
