Diseño de programas

❖ DISEÑO DE PROGRAMAS.

Un programa es un conjunto de líneas de código escritas en un lenguaje de programación determinado. Pero el código escrito en un lenguaje de alto nivel no puede ser entendido por el ordenador, por lo que es necesaria la traducción a código máquina. En este proceso tienen lugar dos fases. En la primera fase (compilación) el compilador traduce cada uno de las partesdel programa y crea módulos objeto, que posteriormente serán unidos por el linker (enlazado), creando el módulo ejecutable .exe. Como la compilación y el enlazado son dos procesos dependientes, a menudo se suele denominar a todo el proceso compilación.
En el diseño de un programa tenemos diferentes pasos:

1. Análisis del problema. Este paso es fundamental. La correcta resolución de unproblema viene determinada en gran medida por el planteamiento inicial. Un planteamiento correcto nos evitará perder tiempo en la implementación de algoritmos que posteriormente nos demos cuenta que son incorrectos. En este paso nos debemos hacer tres preguntas: ¿Qué entradas se nos ofrece?, ¿Qué salida debemos generar? y ¿Cuál es el método que debemos usar para llegar hacia la solución deseada?.2. Diseño del algoritmo. Si en el análisis determinamos qué hace el programa aquí determinamos cómo lo hace. Para ello se divide el problema en varios subproblemas que se solucionan de forma independiente (divide y vencerás), lo que se denomina diseño modular. En este paso puede ser conveniente la utilización de diagramas de flujo o pseudocódigo.

3. Codificación. Es la escritura del códigosegún el algoritmo decidido en las etapas anteriores.

4. Compilación y ejecución. Una vez escrito el código, se compila. Si el código contiene errores el compilador nos los mostrará: son los llamados errores de compilación, que suelen estar relacionados con incoherencias en la sintaxis, conversión incorrecta de tipos, etc. Una vez solucionados estos errores, se creará el programaejecutable.
5. Verificación. Al ejecutar el programa puede ocurrir que realice lo que queríamos o que, por el contrario, produzca un resultado indeseado. Nos encontramos aquí con dos tipos de errores:
- Errores de ejecución: Se producen cuando el programa llega a un punto en el que el ordenador no puede realizar la operación que se le solicita: división por cero, desbordamiento, etc.
-Errores del algoritmo: Son los más difíciles de detectar, se producen cuando el algoritmo está mal implementado. Nos conduce al siguiente paso.

6. Depuración. Esta es una parte importante. Se utilizan las herramientas de depuración del compilador que usamos, lo que en gran medida determina si el compilador es mejor o peor. En general, todos los compiladores incluyen entre sus herramientas dedepuración las siguientes:
- Ejecución paso a paso: En lugar de ejecutar todo el programa hasta su finalización, se ejecuta línea a línea, lo que permite observar el comportamiento del programa en cada momento.
- Watches (inspecciones): permiten seguir el valor de una variable y comprobar que cambia su valor en su momento y modo deseado.
- Debug Inspector: similar a las watchespero especialmente útil para la visualización de arrays, listas, etc.
- Breakpoints: si la ejecución es demasiado larga, podemos definir un breakpoint (punto de ruptura) en una o varias líneas. El programa se ejecutará normalmente hasta que llegue a una de esas líneas. En ese momento la ejecución se detendrá y podremos consultar valores de variables o ejecutar paso a paso desde ese punto.- Evaluar/modificar: permite obtener el valor de una variable en un punto en el que la ejecución del programa se ha pausado. Se puede modificar el valor de dicha variable para comprobar, por ejemplo, que si tuviera otro valor el comportamiento también sería el esperado.

FILOSOFÍA DE DISEÑO MODULAR.

Los módulos son los elementos básicos de programación, podemos pensar en...