El objetivo fundamental de este texto es enseñar a resolver problemas mediante una computadora. El programador de computadora es antes que nada una persona que resuelve problemas, por lo que para llegar a ser un programador eficaz se necesita aprender a resolver problemas de un modo riguroso y sistemático. Las características fundamentales que debe cumplir todo algoritmo son:• Un algoritmo debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso.• Un algoritmo debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez.• Un algoritmo debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento; o sea, debe tener un número finito de pasos.La definición de un algoritmo debe describir tres partes: Entrada, Proceso y Salida. En el algoritmo de receta de cocina citado anteriormente se tendrá:Entrada: ingredientes y utensilios empleados.Proceso: elaboración de la receta en la cocina.Salida: terminación del plato (por ejemplo, cordero).

Los  dispositivos  de  entrada,  como  su  nombre  indica,  sirven  para  introducir  datos  (información)  en  la  computadora  para  su  proceso.  Los  datos  se  

leen de  los  dispositivos  de  entrada  y  se  almacenan  en  la memoria  central  o  interna.  Los  dispositivos  de  entrada  convierten  la  información  de  entrada  en  señales eléctricas  que  se  almacenan  en  la  memoria  central.  Dispositivos  de  entrada  típicos  son teclados,  lectores  de  tarjetas  perforada

Los  dispositivos  de  salida permiten  representar  los  resultados  (salida)  del  proceso  de  los  datos.  El dispositivo  de  salida  típico  es  la  pantalla  (CRT)3 o  monitor.  Otros  dispositivos  de  salida  son:  impresoras(imprimen  resultados  en  papel),  trazadores  gráficos (plotters),  reconocedores  (sintetizadores)  de  voz,  altavoces, etc.

Constan  fundamentalmente  de  tres  componentes  principales:Unidad  Central  de  Proceso  (UCP)  o  procesador(compuesta  de  la  UAL,  Unidad  Aritmética  y Lógica,  y  la  UC, Unidad  de  Control);  la  memoria  principal o  central y  el  programa

Cuando el procesador es una computadora, el algoritmo se ha de expresar en un formato que se de-nomina programa, ya que el pseudocódigo o el diagrama de flujo no son comprensibles por la compu-tadora, aunque pueda entenderlos cualquier programador. Un programa se escribe en un lenguaje de programación y las operaciones que conducen a expresar un algoritmo en forma de programa se lla-man programación. Así pues, los lenguajes utilizados para escribir programas de computadoras son los lenguajes de programación y programadores son los escritores y diseñadores de programas. El proce-so de traducir un algoritmo en pseudocódigo a un lenguaje de programación se denomina codificación, y el algoritmo escrito en un lenguaje de programación se denomina código fuente

La  memoria  central o  simplemente  memoria (interna  o  principal)  se  utiliza  para  almacenar  información (RAM,  Random,  Access  Memory).  En  general,  la  información  almacenada  en  memoria  puede  ser  de  dos  tipos:  instrucciones,  de  un  programa  y  datos con  los  que  operan  las  instrucciones. 

Un sistema operativo trabaja en multiproceso cuando puede enlazar a dos o más UCPs para trabajar en paralelo en un único sistema de computadora. El sistema operativo puede asignar múltiples UCPs para ejecutar diferentes instrucciones del mismo programa o de programas diferentes simultáneamente, divi-diendo el trabajo entre las diferentes UCP.

La multiprogramación permite a múltiples programas compartir recursos de un sistema de computadora en cualquier momento a través del uso concurrente de una UCP. Sólo un programa utiliza realmente la UCCP en cualquier momento dado, sin embargo, las necesidades de entrada/salida pueden ser atendidas en el mismo momento. Dos o más programas están activos al mismo tiempo, pero no utilizan los recursos del computador simultáneamente. Con multiprogramación, un grupo de programas se ejecutan alter-nativamente y se alternan en el uso del procesador. Cuando se utiliza un sistema operativo de un único usuario, la multiprogramación toma el nombre de multitarea.

Los dispositivos de Entrada/Salida (E/S) (en inglés, Input/OutputI/O) o periféricos permiten la comunicación entre la computadora y el usuario.

La propiedad de polimorfismo es aquella en que una operación tiene el mismo nombre en diferentes clases, pero se ejecuta de diferentes formas en cada clase. Así, por ejemplo, la operación de abrir se puede dar en diferentes clases: abrir una puerta, abrir una ventana, abrir un periódico, abrir un archivo, abrir una cuenta corriente en un banco, abrir un libro, etc.

La programación orientada a objetos se desarrolló para tratar de paliar diversas limitaciones que se en-contraban en anteriores enfoques de programación. Para apreciar las ventajas de la POO, es preciso constatar las limitaciones citadas y cómo se producen con los lenguajes de programación tradicionales.

La programación orientada a objetos, tal vez el paradigma de programación más utilizado en el mundo del desarrollo de software y de la ingeniería de software del siglo XXI, trae un nuevo enfoque a los retos que se plantean en la programación estructurada cuando los problemas a resolver son complejos. Al contrario que la programación procedimental que enfatiza en los algoritmos, la POO enfatiza en los da-tos. En lugar de intentar ajustar un problema al enfoque procedimental de un lenguaje, POO intenta ajustar el lenguaje al problema.

Existen diversas características ligadas a la orientación a objetos. Todas las propiedades que se suelen considerar, no son exclusivas de este paradigma, ya que pueden existir en otros paradigmas, pero en su conjunto definen claramente los lenguajes orientados a objetos. Estas propiedades son:• Abstracción (tipos abstractos de datos y clases).• Encapsulado de datos.• Ocultación de datos.• Herencia.• Polimorfismo.

Los datos de tipo entero se representan en el interior de la computadora en notación binaria. La memoria ocupada por los tipos enteros depende del sistema, pero normalmente son dos, bytes (en las versiones de MS-DOS y versiones antiguas de Windows y cuatro bytes en los sistemas de 32 bits como Windows o Linux). Por ejemplo, un entero almacenado en 2 bytes (16 bits):1000 1110 0101 1011

Las imágenes se adquieren mediante periféricos especializados tales como escáneres, cámaras digitales de vídeo, cámaras fotográficas, etc. Una imagen, al igual que otros tipos de información, se representan por patrones de bits, generados por el periférico correspondiente. Existen dos métodos básicos para re-presentar imágenes: mapas de bits y mapas de vectores.

Una computadora es un sistema para procesar información de modo automático. Un tema vital en el proceso de funcionamiento de una computadora es estudiar la forma de representación de la información en dicha computadora. Es necesario considerar cómo se puede codificar la información en patrones de bits que sean fácilmente almacenables y procesables por los elementos internos de la computadora.

Los números reales son aquellos que contienen una parte decimal como 2,6 y 3,14152. Los reales se representan en notación científica o en coma flotante; por esta razón en los lenguajes de programación, como C++, se conocen como números en coma flotante.Existen dos formas de representar los números reales. La primera se utiliza con la notación del pun-to decimal (ojo en el formato de representación español de números decimales, la parte decimal se re-presenta por coma).Ejemplos 12.35 99901.32 0.00025 9.0

Introducción a la ciencia de la computación y a la programación 171.3.4. Rrepresentación de sonidos  La representación de sonidos ha adquirido una importancia notable debido esencialmente a la infinidad de aplicaciones multimedia tanto autónomas como en la web.El método más genérico de codificación de la información de audio para almacenamiento y manipulación en computadora es mostrar la amplitud de la onda de sonido en intervalos regulares y registrar las series de valores obtenidos. La señal de sonido se capta mediante micrófonos o dispositivos similares y produce una señal analógica que puede tomar cualquier valor dentro de un intervalo continuo determi-nado.

La información en formato de texto se representa mediante un código en el que cada uno de los distintos símbolos del texto (tales como letras del alfabeto o signos de puntuación) se asignan a un único patrón de bits. El texto se representa como una cadena larga de bits en la cual los sucesivos patrones represen-tan los sucesivos símbolos del texto original.

El almacenamiento de información como caracteres codificados es ineficiente cuando la información se registra como numérica pura. Veamos esta situación con la codificación del número 65; si se almacena como caracteres ASCII utilizando un byte por símbolo, se necesita un total de 16 bits, de modo que el número mayor que se podía almacenar en 16 bits (dos bytes) sería 99. Sin embargo, si utilizamos nota-ción binaria para almacenar enteros, el rango puede ir de 0 a 65.535 (216 – 1) para números de 16 bits. Por consiguiente, la notación binaria (o variantes de ellas) es la más utilizada para el almacenamiento de datos numéricos codificados.

Introducción a la ciencia de la computación y a la programación331.8 SISTEMA OPERATIVOUn sistema operativo SO (Operating System, OS) es tal vez la parte más importante del software del sistema y es el software que controla y gestiona los recursos del computador. En la práctica, el sistema operativo es la colección de programas de computador que controla la interacción del usuario y el hard-ware del computador. El sistema operativo es el administrador principal del computador, y por ello a veces, se le compara con el director de una orquesta ya que este software es el responsable de dirigir todas las operaciones del computador y gestionar todos sus recursos.El sistema operativo asigna recursos, planifica el uso de recursos y tareas del computador, y moni-toriza a las actividades del sistema informático. Estos recursos incluyen memoria, dispositivos de E/S (Entrada/Salida), y la UCP (Unidad Central de Proceso). El sistema operativo proporciona servicios tales como asignar memoria a un programa y manipulación del control de los dispositivos de E/S tales como el monitor el teclado o las unidades de disco.

El software de una computadora es un conjunto de instrucciones de programa detalladas que controlan y coordinan los componentes hardware de una computadora y controlan las operaciones de un sistema informático. El auge de las computadoras en el siglo pasado y en el actual siglo XXI, se debe esencial-mente, al desarrollo de sucesivas generaciones de software potentes y cada vez más amistosas (“fáciles de utilizar”).
El software del sistema coordina las diferentes partes de un sistema de computadora y conecta e interac-túa entre el software de aplicación y el hardware de la computadora. Otro tipo de software del sistema que gestiona controla las actividades de la computadora y realiza tareas de proceso comunes, se deno-mina utility o utilidades (en algunas partes de Latinoamérica, utilerías). El software del sistema que gestiona y controla las actividades del computador se denomina sistema operativo.

La multiprogramación permite a múltiples programas compartir recursos de un sistema de computadora en cualquier momento a través del uso concurrente de una UCP. Sólo un programa utiliza realmente la UCCP en cualquier momento dado, sin embargo, las necesidades de entrada/salida pueden ser atendidas en el mismo momento. Dos o más programas están activos al mismo tiempo, pero no utilizan los recur-sos del computador simultáneamente. Con multiprogramación, un grupo de programas se ejecutan alter-nativamente y se alternan en el uso del procesador. Cuando se utiliza un sistema operativo de un único usuario, la multiprogramación toma el nombre de multitarea.

Una  computadora es  un  dispositivo  electrónico  utilizado  para  procesar  información  y  obtener  resultados.  Los  datos  y  la  información  se  pueden  introducir  en  la  computadora  por  la  

entrada  (input)  y  a  continuación  se  procesan  para  producir  una salida(output,  resultados)

La  Unidad  Central  de  Proceso,  UCP(Central  Processing  Unit,  CPU,  en  inglés),  dirige  y  controla  el  proceso  de  información  realizado  por  la  computadora.  La  UCP procesa  o  manipula  la  información  almacenada  en  memoria;  puede  recuperar  información  desde  memoria  (esta información  son  datos  o  instrucciones:  programas).  También  puede  almacenar  los  resultados  de  estos  procesos  en  memoria  para  su  uso  posterior