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UNIDAD 2: SISTEMAS NUMERICOS Y EXPRESIONES
2.1. SISTEMAS NUMERICOS

Un sistema de numeración es una forma unánimemente aceptada por la humanidad de
representar los números o contar las cosas. Conocer sistemas de numeración como el
binario o el hexadecimal es imprescindible si se quiere trabajar con el computador. El
computador no entiende nuestro lenguaje, solamente lo interpreta, adaptándolo al suyo
propio: el binario.

Un sistema numérico está definido por la base que utiliza. La base es el número de
símbolos diferentes, necesarios para representar un número cualquiera.

Entre otros sistemas numéricos, están: el decimal (base 10), el binario (base 2), el
hexadecimal (base 16) y el octal (base 8).


2.1.1. SISTEMA DECIMAL

Fue creado por lo hindúes, es el sistema numérico más utilizado en la actualidad, lo
compone diez símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; donde cada uno representa un valor.
Para representar un valor mayor que 9, por ejemplo 10, se combinan dos de los símbolos
y las posiciones de los símbolos adquieren un significado especial.

Con este sistema simbolizamos muchas magnitudes diarias como centímetros,
kilogramos, metros, litros, números telefónicos o dinero.
El sistema decimal es un sistema de numeración posicional, porque el valor de cada
dígito, depende de la posición en la que se encuentre dentro del número.

Por ejemplo el número 5.681= 5*103 + 6*102 +8* 101 + 1* 100 = 5000+600+80+1


2.1.2. SISTEMA BINARIO

Se compone de dos dígitos: 0 y 1, es decir los dos estados posibles de encendido o
apagado. Es el sistema numérico del computador.

Cada uno de estos dígitos (0 y 1) es llamado bit (del inglés binary digit). Cualquier
número binario es una sucesión de bits. Los valores de posición de la parte entera de un
numero binario son las potencias no negativas de dos: 20 21 22 23 24 ….. 2n.

El sistema binario nos sirve para medir capacidad de almacenamiento, es decir, la
cantidad de información que puede grabarse en el disco duro, disquete, CD-ROM, DVD o
la memoria.

Formatos de dígitos binarios

En un sentido estricto, cada número binario contiene una cantidad infinita de dígitos, por
ejemplo, podemos representar el número siete de las siguientes formas:

111
00000111


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MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS

000000000000111

Por conveniencia ignoraremos cualquier cantidad de ceros a la izquierda, sin embargo,
como las instrucciones compatibles con los procesadores Intel 80x86 trabajan con grupos
de ocho bits a veces es más fácil extender la cantidad de ceros a la izquierda en un
múltiplo de cuatro ú ocho bits, por ejemplo, el número siete podemos representarlo así:
0111 ó 00000111. También es conveniente separar en grupos de cuatro dígitos los
número binarios grandes, por ejemplo, el valor binario 1010111110110010 puede ser
escrito así 1010 1111 1011 0010.

En términos matemáticos un valor puede tomar un número arbitrario de bits, pero las
computadoras por el contrario, generalmente trabajan con un número específico de bits,
desde grupos de cuatro bits (llamados nibbles), grupos de ocho bits (bytes), grupos de 16
bits (words, ó palabras) y más.

- BITS

La más pequeña cantidad de información en una computadora binaria es el bit, éste
solamente es capaz de representar dos valores diferentes, sin embargo esto no significa
que exista una cantidad muy reducida de elementos representables por un bit, todo lo
contrario, la cantidad de elementos que se pueden representar con un sólo bit es infinito,
considere esto, podemos representar por ejemplo, cero ó uno, verdadero ó falso,
encendido ó apagado, masculino ó femenino.

- NIBBLES

Un nibble es una colección de cuatro bits, esto no representaría una estructura
interesante si no fuera por dos razones: El Código Binario Decimal (BCD por sus siglas en
inglés) y los números hexadecimales. Se requieren cuatro bits para representar un sólo
dígito BCD ó hexadecimal. Con un nibble se pueden representar 16 valores diferentes, en
el caso de los números hexadecimales, cuyos valores 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C,
D, E, y F son representados con cuatro bits. El BCD utiliza diez dígitos diferentes (0, 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) e igualmente se requiere de cuatro bits. De hecho se puede
representar 16 elementos diferentes con un sólo nibble pero los dígitos hexadecimales y
BCD son los principales representados por un nibble.

- BYTE

El byte es la estructura de datos más importante utilizada por la familia de procesadores
80x86. Un byte está compuesto de ocho bits y es el elemento de dato más pequeño
direccionable por un procesador, esto significa que la cantidad de datos más pequeña a la
que se puede tener acceso en un programa es un valor de ocho bits. Los bits en un byte
se enumeran del cero al siete de derecha a izquierda.

Como un byte contiene ocho bits, es posible representar 28, ó 256 valores diferentes.
Generalmente utilizamos un byte para representar valores numéricos en el rango de 0 ~
255, números con signo en el rango de -128 ~ +127, códigos de caracter ASCII y otros
tipos de datos especiales que no requieran valores diferentes mayores que 256.




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- MULTIPLOS DEL BYTE

Si se tienen grandes cantidades de datos se añaden ciertos prefijos (kilo, mega, etc.)
similar a como agregamos dichos prefijos para manejar grandes magnitudes de nuestra
vida normal. Así:


                    1 KiloByte     = 1.024 Bytes = 210 Bytes


                   1 MegaByte      = 1.048.576 Bytes = 220 Bytes


                    1 GigaByte     = 1.073.741.824 Bytes = 230 Bytes


                    1 TeraByte     = 1.099.511.627.776 Bytes = 240 Bytes


Esto es para efectos técnicos y de programación. En lenguaje común y corriente, asuntos
comerciales y para facilitar su uso cotidiano se redondean estos números así:


                      1 KiloByte     = 1.000 Bytes


                      1 MegaByte     = 1'000.000 Bytes


                      1 GigaByte     = 1.000'000.000 Bytes


                      1 TeraByte     = 1'000.000'000.000 Bytes


Estas medidas debemos aprenderlas y memorizarlas, muy bien; así como manejamos el
Kg. (Kilogramo) y la lb. (Libra). Pues es del lenguaje diario e indispensable para el
manejo de los computadores.

- CODIGO ASCII

Para que el computador pueda asimilar que una cadena de ceros(0) y unos(1)
representan una letra, un número o cualquier otro signo, se codifican utilizando códigos
binarios como el EBCDIC o el ASCII.

El código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) o Código
Estándar Americano para el Intercambio de Información, especifica un código de 256
caracteres. Los códigos ASCII usan valores numéricos para definir el conjunto de
caracteres estándar del idioma inglés, incluyendo las letras mayúsculas y minúsculas, los
números, los signos de puntuación y símbolos.

El patrón de dígitos 01000001 representa la letra A en el código ASCII, pero también es
la representación binaria del número 65.




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MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS




           CÓDIGO ASCII


              32      >        56      8       80       P       104      H
              33      !        57      9       81       Q       105      I
              34      "        58      :       82       R       106      J
              35      #        59      ;       83       S       107      K
              36      $        60      <       84       T       108      L
              37      %        61      =       85       U       109      M
              38      &        62      >       86       V       110      N
              39      '        63      ?       87       W       111      O
              40      (        64      @       88       X       112      P
              41      )        65      A       89       Y       113      Q
              42      *        66      B       90       Z       114      R
              43      +        67      C       91       [       115      S
              44      ,        68      D       92              116      T
              45      -        69      E       93       ]       117      U
              46      .        70      F       94       ^       118      V
              47      /        71      G       95       _       119      W
              48      0        72      H       96       `       120      X
              49      1        73      I       97       a       121      Y
              50      2        74      J       98       b       122      Z
              51      3        75      K       99       c       123      {
              52      4        76      L       100      d       124      |
              53      5        77      M       101      e       125      }
              54      6        78      N       102      f       126      ~
              55      7        79      O       103      g       127     DEL

Suma de binarios

La realización de cálculos numéricos es esencialmente igual en todos los sistemas de
numeración posicional.
La tabla que se debe tener en cuenta para la adición de binarios es la siguiente:

                                      0        1        1
                               +      0        0        1
                               =      0        1       10


Si tenemos,    1 + 1 = 0, llevando 1
               1 + 1 + 1 = 1, llevando 1

Ejemplo:    1111 + 101
                             111
                            1111
                           + 101
                           10100

2.1.3. SISTEMA OCTAL

Cuando trabajamos con una gran cantidad de números binarios de muchos bits, es más
adecuado y eficaz escribirlos en octal y no en binario; sin embargo como los circuitos y


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sistemas digitales trabajan eléctricamente en binario, usamos el sistema octal solo por
conveniencia con los operadores.

En el sistema octal se utilizan 8 estados (base ocho), y el conjunto de símbolos utilizados
que van del 0 al 7 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7).
Los números octales pueden construirse a partir de números binarios agrupando cada
tres dígitos consecutivos de estos últimos (de derecha a izquierda) y obteniendo su valor
decimal.
Por ejemplo, el número binario 1000001 es 101 en octal y 65 en decimal
                               1         0   0   0   0    0    1
                           0   0 1       0   0   0   0    0    1
                          22   21 20    22 21 20     22   21 20
                               1             0            1



2.1.4. SISTEMA HEXADECIMAL

Es el sistema cuya base es 16. Es el sistema que se utiliza en informática ya el
computador maneja como unidad mínima de almacenamiento un byte que esta
compuesto por 8 bits.

A medida de que los computadores y los programas aumentan su capacidad de
procesamiento, funcionan con múltiplos de ocho, como 16 ó 32. Por este motivo, el
sistema hexadecimal, de 16 dígitos, es un estándar en las áreas de la computación.

Este sistema de numeración esta formado por los dígitos del 0 al 9 y las seis primeras
letras mayúsculas del alfabeto para completar el sistema, estas letras y su valor en
decimal son:

A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14 y F = 15.

                DECIMAL        BINARIO           OCTAL        HEXADECIMAL
                   0             0000              0               0
                   1             0001              1               1
                   2             0010              2               2
                   3             0011              3               3
                   4             0100              4               4
                   5             0101              5               5
                   6             0110              6               6
                   7             0111              7               7
                   8             1000             10               8
                   9             1001             11               9
                   10            1010             12               A
                   11            1011             13               B
                   12            1100             14               C
                   13            1101             15               D
                   14            1110             16               E
                   15            1111             17                F
                   16           10000             20               10


                                             5
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS




2.2. CONVERSIONES ENTRE SISTEMAS NUMÉRICOS

Es posible realizar conversiones de un sistema numérico a otro, para esto es importante
tener en cuenta la base que maneja cada sistema numérico. A continuación encontrará el
procedimiento para realizar los diferentes tipos de conversiones.


Conversión decimal a binario

Para encontrar la equivalencia de un número decimal a su equivalente a binario, se divide
el número y cada cociente sucesivo por dos (2), y se toman los residuos, como se
muestra a continuación:

Por ejemplo para convertir el número 53 a binario, procesa de la siguiente manera:

               53      2
               13      26     2
                1      06     13         2
                         0      1        6        2
                                         0        3   2
                                                  1   1



Observe que los residuos son 0 o 1, ya que las divisiones son por 2. La sucesión de
residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente binario: 110101.


Conversión Binario a Decimal

Si lo que desea hacer es encontrar del binario 110101 su equivalente en decimal, escriba
el valor de la potencia de 2 correspondiente a la posición adecuado sobre cada bit, y
luego sume aquellas potencias de dos que tienen 1, así:

                                    25   24 23 22 21 20
                                    1    1 0 1 0 1
                                                              1
                                                              4
                                                             16
                                                             32

                                     Equivalente decimal     53

Conversión Decimal a Hexadecimal

Para convertir un número decimal a hexadecimal, se divide el número y cada cociente
sucesivo por dieciséis (16), y se toman los residuos del último al primero, como se
muestra a continuación:




                                              6
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Por ejemplo para convertir el número 1870 a hexadecimal, se procede de la siguiente
manera:

              1870                16
              27                  116                 16
              110                    4                7
               14


La sucesión de residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente
hexadecimal: 74E.


Conversión Hexadecimal a Decimal

Para convertir un hexadecimal a decimal multiplique por la potencia de 16 en la posición
dada, como por ejemplo:

El número 187010 se expresa como 74E en hexadecimal, así:
      7 *162 + 4 *161 + E *160
      7 *256 + 4 *16 + 14 *1
      1792 + 64 + 14= 1870



Conversión Binario a Hexadecimal

Para convertir un numero binario en su correspondiente hexadecimal se segmenta el
binario en grupos de 4 dígitos empezando por la derecha (en caso necesario, añadir ceros
a la izquierda para completar un grupo). A continuación se representa cada cuarteto (de
0000 a 1111) en el correspondiente hexadecimal.

Por ejemplo:
Para convertir el número (Binario) 11101110010 a Hexadecimal, siga el siguiente proceso:
Iniciamos formando grupos de 4 en 4 de derecha a izquierda
      1               1       1       0       1       1       1           0       0


Completamos con ceros a la izquierda el primer grupo:


      0 0 0 1             1       1       0       1       1       1           0       0


Convertimos cada grupo en decimal y lo representamos en hexadecimal:


      0   0       0   1       1       1       0       1       1       1           0       0
      23 22 21 20             23 22 21 20                     23 22               21 20
              1                           13                              12
              1                           D                               C




                                                                                      7
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS


Conversión Decimal a Octal

Para encontrar la equivalencia de un número decimal a su equivalente a octal, se divide el
número y cada cociente sucesivo por ocho (8), y se toman los residuos, como se muestra
a continuación:

Por ejemplo para convertir el número 187010 a octal, realice el siguiente proceso:


               1870    8
                27     233     8
                  30     73     29     8
                   6       1     5     3




La sucesión de residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente en
octal: 35168.

Conversión Octal a Decimal

Para convertir un Octal a decimal multiplique por la potencia de 8 en la posición dada,
como por ejemplo:

El número (decimal) 1870 se expresa como 3516 en octal, así:
      3*83 + 5*82 + 1*81 + 6*80
      3*512 + 5*64 + 1*8 + 6*1
      1536 + 320 + 8 + 6 =             1870

Conversión Binario a Octal

Para convertir un número binario en su correspondiente octal se segmenta el binario en
grupos de 3 dígitos empezando por la derecha (en caso necesario, añadir ceros a la
izquierda para completar un grupo). A continuación representa cada trío (de 000 a 111)
en el correspondiente octal.

Por ejemplo:

Para pasar el número Binario 1110111002 a Octal, siga el siguiente proceso:

Empezamos formando grupos de 3 en 3 de derecha a izquierda:

                                   1 1 1       0 1 1       1 0 0


Convertimos cada grupo en decimal y lo interpretamos en octal:


                          1    1   1       0   1       1      1    0   0
                          22 21 20         22 21 20           22   21 20
                               7                3                  4


                                                   8
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2.3. DATOS EN PROGRAMACIÓN

Uno de los elementos más importantes para la elaboración de los algoritmos son los datos
con los que se van a trabajar. Debido a que el computador maneja información o datos es
necesario clasificarlos para su diferente representación en él. Un dato es la expresión
general que describe los objetos con los cuales opera el computador. Existen dos tipos de
datos: simples (sin estructura), compuestos (estructurados).

Un dato simple es un número como por ejemplo 4568, o un carácter como ‘C’. Los datos
estructurados pueden ser cadenas de caracteres o strings, arreglos o registros.

Los datos simples se clasifican de la siguiente manera:

                                           DATOS
                                          SIMPLES

                   NUMERICO             CARACTER             LOGICO


           ENTERO                REAL


2.3.1. DATOS NUMERICOS

Es el conjunto de los valores numéricos. Se pueden representar en dos formas:

ENTEROS: son números que, no tienen componentes fraccionarios o decimales y pueden
ser positivos o negativos.

Ejemplos: 5, -5, 1.340, 27

Los enteros se denominan en ocasiones números de punto fijo o coma fija.

REALES: Siempre tienen un punto decimal y pueden ser positivos o negativos. Un
número real consta de una parte entera y una parte decimal. Este tipo de dato es muy
importante para cálculos estadísticos por trabajar con datos decimales.

Ejemplo: 0,08 ; 3739,41 ; -52,321 ; 3,0

En aplicaciones científicas se requiere una representación especial para manejar números
muy grandes o muy pequeños así:


    Notación decimal            Notación Científica         Notación Exponencial
367520100000000000000        3,675201 X 1020              3,675201 e 20
0,0000000000302579           3,02579 X 10-11              3,0579 e -11



                                            9
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS


Notación científica

En textos científicos, los números muy grandes o muy pequeños en valor absoluto suelen
indicarse en la forma a·10n, donde a es una expresión decimal con una sola cifra entera
no nula (le llamaremos mantisa) y n es un número entero (le diremos exponente).

Las calculadoras científicas, cuando el resultado tiene más cifras de las que puede
mostrar la pantalla, lo expresan directamente en notación científica; algunas también lo
hacen cuando hay demasiados ceros a la izquierda. Nos puede aparecer, por tanto, en
una operación tan sencilla como 1/125, con resultado 0,008 = 8·10-3. La mayoría de las
calculadoras nos dicen la mantisa y el exponente, y los pueden presentar de las
siguientes formas:

                                                  separados por un espacio             8 -03
              En la misma línea
                                                  separados por una E                 8E-03
              A diferente nivel, con el exponente sin separación                      8-03
              arriba y más pequeño                separados por un pequeño x10        8x10-03


Ejemplos de Notación Científica

                                                                                 Nº escrito en Notación
                Medida de:                     Nº escrito en notación decimal
                                                                                        científica
                                                                                                     24
Masa de la Tierra                           5.983.000.000.000.000.000.000.000kg.     5,983 · 10 Kg
                                                                                                     6
Diámetro del Sol                                        1.391.000km.                 1,391 · 10 km.
                                                                                                -6
Tamaño de un microbio                                   0,000004 cm.                   4 · 10 cm.
                                                                                                -8
Tamaño de un virus                                     0,00000002 cm.                  2 · 10 cm.
                                                                                                 -6
Tamaño de lo glóbulos Rojos                            0,0000075 mm.                  7,5 · 10 mm.
                                                                                               -6
Tamaño de una bacteria                                 0,0000002 mm.                   2 · 10 mm.
                                                                                               -9
Diámetro del ADN                                     0,0000000002 mm.                  2 · 10 mm.
                                                                                              -15
Diámetro de un Protón                             0,000000000000001 mm.               1 · 10 mm.
                                                                                                -27
Masa de un Neutrón                         0,0000000000000000000000000017 mm.        1,7 · 10 mm.
                                                                                                    10
Neuronas que forman el Sistema Nervioso                10.000.000.000                     1 · 10
                                                                                                 8
Velocidad de la Luz                                   300.000.000m/s.                   3 · 10 m/s.
                                                                                                     6
Radio Ecuatorial de la Tierra                            6.370.000 m.                 6,37 · 10 m.
                                                                                                   -22
Peso de un Átomo de Plutonio                   0,0000000000000000000039 g.             3,9 · 10 g.
                                                                                                     8
Diámetro de Júpiter                                    144.000.000m.                   1,44 · 10 m.
                                                                                                    5
Distancia que recorre la luz en 1 hora                    108.000km.                  1,08 · 10 km.
                                                                                                     7
Distancia que recorre la luz en 1 día                   25.920.000km.                2,592 · 10 km.
                                                                                                       8
Distancia que recorre la luz en 1 año                  946.080.000km.                9,4608 · 10 km.
Distancia de la Tierra a la estrella más                                                        19
                                               18.820.000.000.000.000.000km.          1,882 · 10 km.
cercana (Alfa Centauro)
                                                                                                12
1 año luz aprox. es :                              9.408.000.000.000km.               9,408 · 10 km.

http://html.rincondelvago.com/notacion-cientifica-y-de-ingenieria.html



Adición y sustracción en notación científica

Para sumar o restar medidas expresadas en Notación Científica(a x 10n) con el mismo
exponente simplemente sume o reste los valores de la mantisa, manteniendo el mismo
valor en el exponente.


                                                    10
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Ejemplos:
       5               5               5
25 x 10 + 13 x 10 = 38 x 10
       -4            -4          -4
15 x 10 m + 13 x 10 m = 28 x 10 m
          -2          -2          -2
51.3 x 10 - 12.9 x 10 = 38.4 x 10

Si los exponentes no son iguales, hay que igualarlos, moviendo el punto decimal antes de
sumar o restar.
           5                4               5            5                 5
8.7 x 10       + 2.6 x 10       = 8.7 x 10 + 0.26 x 10       = 8.96 x 10


Multiplicación en notación científica

Para multiplicar medidas expresadas en notación científica, se multiplica los valores de la
mantisa y luego se suman los exponentes.

Ejemplos:
           3          6               3+6          9
( 5 x 10 ) ( 8 x 10 ) = 40 x 10    = 40 x 10
        -4          8           -4+8           4
( 6 x 10 ) ( 4 x 10 ) = 24 x 10      = 24 x 10



División en notación científica

Para dividir medidas expresadas en notación científica, se divide los valores de la mantisa
y luego se restan los exponentes.

Ejemplo:

               25 × 10 9
                         = 8.33 × 10 9−6 = 8.33 × 10 3
               3 × 10 6

2.3.2. DATOS CARACTER

Conjunto finito y ordenado de caracteres que el computador reconoce.

Un dato tipo caracter contiene un solo caracter, este puede ser:
    - Alfabético (a, b , c , d ,...., z)
    - Numérico (1, 2, 3, 4,...., 9 )
    - Especial (+, -, *, /, ., ^, <,>, $,....)

Una cadena de caracteres (string) es una sucesión de caracteres que se encuentran
delimitadas por una comilla (apóstrofo), o doble comilla, según el tipo de lenguaje de
programación.

Ejemplos: 'hola profe'; "20 de julio"; 'Sra. Yolanda'


2.3.3. DATOS LOGICOS

También se denominan BOOLEANOS, solo pueden tomar uno de dos valores: VERDADERO
(TRUE) o FALSO (FALSE).


                                                                       11
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS

Este tipo de dato se utiliza para representar las alternativas (sí/no) a determinadas
condiciones.


2.3.4. VARIABLES

Es un espacio reservado para almacenar datos dentro de la memoria RAM del
computador, cuyo valor puede cambiar durante el desarrollo del algoritmo o ejecución del
programa.

Técnicamente una variable no es más que un espacio de nuestra memoria RAM (una
dirección de memoria) que queda reservado en el momento en que se crea la variable, e
identificado temporalmente con el nombre de esta. Cada vez que asignamos un valor a la
variable, el programa lo único que hace es depositar ese valor en la dirección reservada.
Más adelante, cuando ejecutemos una instrucción que contenga esa variable, el programa
irá a ese espacio de memoria y extraerá el valor que contenga, poniéndolo en el lugar del
nombre de la variable, dentro de la instrucción en cuestión

Cuando se crea una variable se asocian las siguientes partes:




                                     Dirección de memoria

                                     contenido
   Nombre de la variable

                                     Tipo de dato



Nombre de la variable: Es el identificador de la variable que la diferencia de las demás
dentro del programa.

Para dar un nombre a una variable existen las siguientes restricciones:
• Debe comenzar por una letra.
• Puede contener solamente letras o números,
• El carácter ‘_’ puede tratarse como una letra al definir una variable.
• Los nombres de las variables no pueden ser palabras reservadas.

Ejemplos:

NOMBRES ------> Para representar nombre de personas.
PRECIOS -------> Para representar los precios de los diferentes artículos.

Tipo de dato: Se refiere al tipo de información que se almacena en la variable, en la
declaración de la variable se debe especificar el tipo al que pertenece: numérico, carácter
o lógico (booleano).

Contenido: Es el dato específico que se almacena en la variable.

Dirección de memoria: Es el sitio exacto dentro de la memoria del computador donde
ubica la variable, esta dirección se escribe en hexadecimal.


                                            12
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Ejemplo de variable:


                              0F3A8B10

            PRECIO              500

                             Numérico




2.3.5. CONSTANTES

Las constantes son valores que no deben cambiar durante la ejecución de un programa.
Un ejemplo de una constante es el valor de PI que es 3.1416 y dicho valor nunca cambia.

Ejemplos de constantes:

-   Reales: 2,14159 ; -0,1436 ; +5443324; 3,37456Exp2
-   Tipo carácter: ‘B’; ‘+’; ‘4’
-   Tipo cadena: ‘carlos’; ‘novedades’
-   Lógicas: falso o verdadero



2.4. LENGUAJE ALGORITMICO E INFORMATICO

Para la utilización del lenguaje algorítmico es necesario conocer los operadores, la forma
de construir las expresiones y las palabras propias de este lenguaje.


2.4.1. EXPRESIONES

Son combinaciones de constantes, variables, símbolos de operaciones, paréntesis y
nombres de funciones especiales.

Ejemplos:

            (X + 1) / (X^2 + 3*X + 4)     a + (b + 3) + Raizcuadrada (c)


Cada expresión toma un valor que se determina tomando los valores de las variables y
constantes implicadas y la ejecución de las operaciones indicadas.

Su forma de representación parte de una expresión algebraica que previamente se realiza
para poder obtener el resultado esperado, sin embargo, el computador no entiende la
forma de notación algebraica y hay la necesidad de suministrarla en la forma que la
entienda, esta notación se denomina, algorítmica.

Un ejemplo de las dos expresiones es:



                                            13
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS



         Expresión Algebraica                  Expresión Algorítmica
    2
  X +    3 -5X + 2                         X^2+raizcuadrada(3)-5*X+2


2.4.2. IDENTIFICADORES Y PALABRAS RESERVADAS

Cuando se escribe un programa en un lenguaje de alto nivel se deben identificar todos los
objetos que hacen parte del mismo tales como: variables, constantes, procedimientos,
funciones, etc. Estos identificadores se construyen de acuerdo a las reglas de sintaxis del
lenguaje específico en que se trabaje.

Por ejemplo en Pascal, C++ o Visual C++, el nombre de una variable debe comenzar por
una letra, no contener caracteres especiales ni espacios, como *()<>;-, contener máximo
32 caracteres.

Las palabras reservadas, son los nombres de las instrucciones o los nombres de los
componentes que ayudan a formar una instrucción, como por ejemplo los tipos de datos o
nombres de constantes que utilizan algunos compiladores. Es prohibido por el
programador utilizar como nombre de variable, de función o de procedimiento, una
palabra reservada.

Algunas palabras reservadas que se utilizan al hacer los algoritmos son: Entero, Escribir,
Repita, Mod, Para, Leer, Si.


2.5. OPERACIONES MATEMÁTICAS Y LÓGICAS

En la construcción de expresiones matemáticas dentro de los algoritmos es necesario
contar con los operadores aritméticos o matemáticos básicos tales como la multiplicación,
suma, resta, división y potencia, además en programación es necesario manejar con dos
operadores más que son el DIV que es la parte entera del resultado de la división y el
MOD que es el residuo o modulo de la división.

Para el manejo de expresiones lógicas existen los operadores lógicos y, o y no. Y para
realizar comparaciones entre dos expresiones tenemos los operadores relacionales:
mayor, menor, mayor o igual, menor o igual, igual y diferente.

Las variables y constantes almacenan datos o expresiones, el modo de darle valores a
una variable se denomina asignación.

El operador de asignación se representa con el símbolo  (flecha a la izquierda), así:

Nombre de la Variable o constante  Expresión o Valor

Ejemplo 1:    X  7,        se lee:        a “X se le asigna el valor 7”
              Y  Y + 1,    se lee:        a “Y se le asigna el valor de Y + 1”


Nota: las variables guardan el último valor que se les asigna, así:




                                             14
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Resultado de la asignación a X
            X5                             5
            XX+5                           5+5=10
            X  X + 10                      10+10=20

             El valor final, de X es 20

Ejemplo 2:                            4.1.1.1.1 A 4.1.1.1.2 B
             A3                           3
             BA+6                                     9
             BA                                       3
             BB^2                                     9
             Valor Final:                  3           9


2.5.1. OPERADORES ARITMÉTICOS

Permiten realizar las diferentes operaciones matemáticas en el computador, cada
operador aritmético esta representado por un símbolo así:


  OPERADORES                SIGNIFICADO                    EJEMPLO

                       Exponenciación o Potencia
      ^ , **                                               5 ^ 2 = 25

         +                        Suma                      5+2=7

         -                        Resta                     5–2=3

         *                    Multiplicación               5 * 2 = 10

         /                       División                  5 / 2 = 2.5

       DIV                   División entera              5 DIV 2 = 2

       MOD                   Módulo (resto)               5 MOD 2 = 1



Reglas de prioridad

Las expresiones que tienen dos o más operandos requieren unas reglas matemáticas que
permitan determinar el orden de las operaciones, se denominan reglas de prioridad,
precedencia o jerarquía de los operadores y son:


   - Las operaciones que están encerradas entre paréntesis se evalúan primero.
   Si existen paréntesis anidados (interiores unos a otros), las expresiones más internas
   se evalúan primero.

   - Las operaciones aritméticas dentro de una expresión suelen seguir el siguiente orden
   de prioridad:


                                             15
MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS



     1. Operadores exponenciales ( ^, **)
     2. Operadores Multiplicativos ( * , /, Div, Mod)
     3. Operadores Aditivos (+ , -)

     - Si en una expresión hay operadores que tienen en mismo orden de prioridad las
     operaciones se desarrollan de izquierda a derecha.


Ejemplos:

5   + (10 mod 2) = 5 + 0 = 5
5   * 3 + 2 ^ 2 – 4 / 2 = 15 + 4 – 2 = 17
5   – 3 + 3 + 5 = 2 + 3 + 5 = 5+5 =10
4   * 3 ^ 2 + 5 = 4 * 9 + 5 = 36 + 5 = 41


2.5.2. OPERADORES RELACIONALES

Se utilizan para relacionar dos expresiones, esto es, permiten comparar operandos y
operadores combinados para producir valores verdaderos o falsos (expresiones
booleanas).

Si una condición se cumple, el resultado es verdadero (1), en caso contrario, el resultado
es falso (0).

               OPERADORES                                    SIGNIFICADO
                    <                          Menor que
                    >                          Mayor que
                    =                          Igual
                   <=                          Menor o igual que
                   >=                          Mayor o igual que
                   !=                          Distinto a (Diferente)

Ejemplos:      5<3+8          produce el valor Verdadero
               7 != 2 + 5     Produce el valor Falso


2.5.3. OPERADORES LÓGICOS

Se utilizan para establecer grados de verdad o falsedad, al comparar dos o más
proposiciones o expresiones.

A continuación se presenta una tabla que resume la forma como se relacionan dos
expresiones booleanas. Esta es llamada la tabla de la verdad.


              P            Q          PyQ          PoQ          no P
        Falso         Falso        Falso        Falso       Verdadero
        Falso         Verdadero    Falso        Verdadero   Verdadero
        Verdadero     Falso        Falso        Verdadero   Falso
        Verdadero     Verdadero    Verdadero    Verdadero   Falso



                                               16
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Interpretando la segunda fila de la tabla tenemos:

Si P es falso y Q es verdadero           P y Q será falso.
Si P es falso y Q es verdadero           P o Q será Verdadero.
Si P es falso                            no P será verdadero.


Ejemplos:

EXPRESIÓN LOGICA           FORMA DE EVALUAR           RESULTADO

(3 > 2) y (5 != 5)         Verdadero y Falso          Falso
(4 > 2) o (5 > 6)          Verdadero o Falso          Verdadero


2.6. FUNCIONES INTERNAS

Además de las operaciones básicas ya mencionadas, existen otro conjunto de funciones
predefinidas que normalmente incorporan la mayoría de los lenguajes de programación.
Para utilizar cualquiera de estas funciones simplemente se da el nombre de la función,
seguido por una constante, variable o expresión (argumento) encerrado entre paréntesis.



       FUNCION                                  DESCRIPCION
abs(x)                     Valor absoluto de x
arctan(x)                  Arco tangente de x (en radianes)
cos(x)                     Coseno de x (en radianes)
exp(x)                     Exponencial de x
ln(x)                      Logaritmo neperiano de x
log10(x)                   Logaritmo decimal de x
RaizCuadrada(x)            Raíz cuadrada de x
redondeo(x)                x se redondea al entero mas próximo
sin(x)                     Seno de x (en radianes)
tan(x)                     Tangente de x (en radianes)
truncar(X)                 x se trunca a la parte entera

Ejemplos:

redondeo (5.5)         =           6
redondeo (-3.5)        =          -4
redondeo (9.8)         =          10
truncar (6.7)          =           6
truncar (-3.5)         =          -3
RaizCuadrada (25)      =           5
abs (-12)              =          12
abs (6.5)              =         6.5




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Manual unidad 2_sistemas_numericos

  • 1. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS UNIDAD 2: SISTEMAS NUMERICOS Y EXPRESIONES 2.1. SISTEMAS NUMERICOS Un sistema de numeración es una forma unánimemente aceptada por la humanidad de representar los números o contar las cosas. Conocer sistemas de numeración como el binario o el hexadecimal es imprescindible si se quiere trabajar con el computador. El computador no entiende nuestro lenguaje, solamente lo interpreta, adaptándolo al suyo propio: el binario. Un sistema numérico está definido por la base que utiliza. La base es el número de símbolos diferentes, necesarios para representar un número cualquiera. Entre otros sistemas numéricos, están: el decimal (base 10), el binario (base 2), el hexadecimal (base 16) y el octal (base 8). 2.1.1. SISTEMA DECIMAL Fue creado por lo hindúes, es el sistema numérico más utilizado en la actualidad, lo compone diez símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; donde cada uno representa un valor. Para representar un valor mayor que 9, por ejemplo 10, se combinan dos de los símbolos y las posiciones de los símbolos adquieren un significado especial. Con este sistema simbolizamos muchas magnitudes diarias como centímetros, kilogramos, metros, litros, números telefónicos o dinero. El sistema decimal es un sistema de numeración posicional, porque el valor de cada dígito, depende de la posición en la que se encuentre dentro del número. Por ejemplo el número 5.681= 5*103 + 6*102 +8* 101 + 1* 100 = 5000+600+80+1 2.1.2. SISTEMA BINARIO Se compone de dos dígitos: 0 y 1, es decir los dos estados posibles de encendido o apagado. Es el sistema numérico del computador. Cada uno de estos dígitos (0 y 1) es llamado bit (del inglés binary digit). Cualquier número binario es una sucesión de bits. Los valores de posición de la parte entera de un numero binario son las potencias no negativas de dos: 20 21 22 23 24 ….. 2n. El sistema binario nos sirve para medir capacidad de almacenamiento, es decir, la cantidad de información que puede grabarse en el disco duro, disquete, CD-ROM, DVD o la memoria. Formatos de dígitos binarios En un sentido estricto, cada número binario contiene una cantidad infinita de dígitos, por ejemplo, podemos representar el número siete de las siguientes formas: 111 00000111 1
  • 2. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS 000000000000111 Por conveniencia ignoraremos cualquier cantidad de ceros a la izquierda, sin embargo, como las instrucciones compatibles con los procesadores Intel 80x86 trabajan con grupos de ocho bits a veces es más fácil extender la cantidad de ceros a la izquierda en un múltiplo de cuatro ú ocho bits, por ejemplo, el número siete podemos representarlo así: 0111 ó 00000111. También es conveniente separar en grupos de cuatro dígitos los número binarios grandes, por ejemplo, el valor binario 1010111110110010 puede ser escrito así 1010 1111 1011 0010. En términos matemáticos un valor puede tomar un número arbitrario de bits, pero las computadoras por el contrario, generalmente trabajan con un número específico de bits, desde grupos de cuatro bits (llamados nibbles), grupos de ocho bits (bytes), grupos de 16 bits (words, ó palabras) y más. - BITS La más pequeña cantidad de información en una computadora binaria es el bit, éste solamente es capaz de representar dos valores diferentes, sin embargo esto no significa que exista una cantidad muy reducida de elementos representables por un bit, todo lo contrario, la cantidad de elementos que se pueden representar con un sólo bit es infinito, considere esto, podemos representar por ejemplo, cero ó uno, verdadero ó falso, encendido ó apagado, masculino ó femenino. - NIBBLES Un nibble es una colección de cuatro bits, esto no representaría una estructura interesante si no fuera por dos razones: El Código Binario Decimal (BCD por sus siglas en inglés) y los números hexadecimales. Se requieren cuatro bits para representar un sólo dígito BCD ó hexadecimal. Con un nibble se pueden representar 16 valores diferentes, en el caso de los números hexadecimales, cuyos valores 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, y F son representados con cuatro bits. El BCD utiliza diez dígitos diferentes (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) e igualmente se requiere de cuatro bits. De hecho se puede representar 16 elementos diferentes con un sólo nibble pero los dígitos hexadecimales y BCD son los principales representados por un nibble. - BYTE El byte es la estructura de datos más importante utilizada por la familia de procesadores 80x86. Un byte está compuesto de ocho bits y es el elemento de dato más pequeño direccionable por un procesador, esto significa que la cantidad de datos más pequeña a la que se puede tener acceso en un programa es un valor de ocho bits. Los bits en un byte se enumeran del cero al siete de derecha a izquierda. Como un byte contiene ocho bits, es posible representar 28, ó 256 valores diferentes. Generalmente utilizamos un byte para representar valores numéricos en el rango de 0 ~ 255, números con signo en el rango de -128 ~ +127, códigos de caracter ASCII y otros tipos de datos especiales que no requieran valores diferentes mayores que 256. 2
  • 3. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS - MULTIPLOS DEL BYTE Si se tienen grandes cantidades de datos se añaden ciertos prefijos (kilo, mega, etc.) similar a como agregamos dichos prefijos para manejar grandes magnitudes de nuestra vida normal. Así: 1 KiloByte = 1.024 Bytes = 210 Bytes 1 MegaByte = 1.048.576 Bytes = 220 Bytes 1 GigaByte = 1.073.741.824 Bytes = 230 Bytes 1 TeraByte = 1.099.511.627.776 Bytes = 240 Bytes Esto es para efectos técnicos y de programación. En lenguaje común y corriente, asuntos comerciales y para facilitar su uso cotidiano se redondean estos números así: 1 KiloByte = 1.000 Bytes 1 MegaByte = 1'000.000 Bytes 1 GigaByte = 1.000'000.000 Bytes 1 TeraByte = 1'000.000'000.000 Bytes Estas medidas debemos aprenderlas y memorizarlas, muy bien; así como manejamos el Kg. (Kilogramo) y la lb. (Libra). Pues es del lenguaje diario e indispensable para el manejo de los computadores. - CODIGO ASCII Para que el computador pueda asimilar que una cadena de ceros(0) y unos(1) representan una letra, un número o cualquier otro signo, se codifican utilizando códigos binarios como el EBCDIC o el ASCII. El código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) o Código Estándar Americano para el Intercambio de Información, especifica un código de 256 caracteres. Los códigos ASCII usan valores numéricos para definir el conjunto de caracteres estándar del idioma inglés, incluyendo las letras mayúsculas y minúsculas, los números, los signos de puntuación y símbolos. El patrón de dígitos 01000001 representa la letra A en el código ASCII, pero también es la representación binaria del número 65. 3
  • 4. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS CÓDIGO ASCII 32 > 56 8 80 P 104 H 33 ! 57 9 81 Q 105 I 34 " 58 : 82 R 106 J 35 # 59 ; 83 S 107 K 36 $ 60 < 84 T 108 L 37 % 61 = 85 U 109 M 38 & 62 > 86 V 110 N 39 ' 63 ? 87 W 111 O 40 ( 64 @ 88 X 112 P 41 ) 65 A 89 Y 113 Q 42 * 66 B 90 Z 114 R 43 + 67 C 91 [ 115 S 44 , 68 D 92 116 T 45 - 69 E 93 ] 117 U 46 . 70 F 94 ^ 118 V 47 / 71 G 95 _ 119 W 48 0 72 H 96 ` 120 X 49 1 73 I 97 a 121 Y 50 2 74 J 98 b 122 Z 51 3 75 K 99 c 123 { 52 4 76 L 100 d 124 | 53 5 77 M 101 e 125 } 54 6 78 N 102 f 126 ~ 55 7 79 O 103 g 127 DEL Suma de binarios La realización de cálculos numéricos es esencialmente igual en todos los sistemas de numeración posicional. La tabla que se debe tener en cuenta para la adición de binarios es la siguiente: 0 1 1 + 0 0 1 = 0 1 10 Si tenemos, 1 + 1 = 0, llevando 1 1 + 1 + 1 = 1, llevando 1 Ejemplo: 1111 + 101 111 1111 + 101 10100 2.1.3. SISTEMA OCTAL Cuando trabajamos con una gran cantidad de números binarios de muchos bits, es más adecuado y eficaz escribirlos en octal y no en binario; sin embargo como los circuitos y 4
  • 5. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS sistemas digitales trabajan eléctricamente en binario, usamos el sistema octal solo por conveniencia con los operadores. En el sistema octal se utilizan 8 estados (base ocho), y el conjunto de símbolos utilizados que van del 0 al 7 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Los números octales pueden construirse a partir de números binarios agrupando cada tres dígitos consecutivos de estos últimos (de derecha a izquierda) y obteniendo su valor decimal. Por ejemplo, el número binario 1000001 es 101 en octal y 65 en decimal 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 22 21 20 22 21 20 22 21 20 1 0 1 2.1.4. SISTEMA HEXADECIMAL Es el sistema cuya base es 16. Es el sistema que se utiliza en informática ya el computador maneja como unidad mínima de almacenamiento un byte que esta compuesto por 8 bits. A medida de que los computadores y los programas aumentan su capacidad de procesamiento, funcionan con múltiplos de ocho, como 16 ó 32. Por este motivo, el sistema hexadecimal, de 16 dígitos, es un estándar en las áreas de la computación. Este sistema de numeración esta formado por los dígitos del 0 al 9 y las seis primeras letras mayúsculas del alfabeto para completar el sistema, estas letras y su valor en decimal son: A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14 y F = 15. DECIMAL BINARIO OCTAL HEXADECIMAL 0 0000 0 0 1 0001 1 1 2 0010 2 2 3 0011 3 3 4 0100 4 4 5 0101 5 5 6 0110 6 6 7 0111 7 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F 16 10000 20 10 5
  • 6. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS 2.2. CONVERSIONES ENTRE SISTEMAS NUMÉRICOS Es posible realizar conversiones de un sistema numérico a otro, para esto es importante tener en cuenta la base que maneja cada sistema numérico. A continuación encontrará el procedimiento para realizar los diferentes tipos de conversiones. Conversión decimal a binario Para encontrar la equivalencia de un número decimal a su equivalente a binario, se divide el número y cada cociente sucesivo por dos (2), y se toman los residuos, como se muestra a continuación: Por ejemplo para convertir el número 53 a binario, procesa de la siguiente manera: 53 2 13 26 2 1 06 13 2 0 1 6 2 0 3 2 1 1 Observe que los residuos son 0 o 1, ya que las divisiones son por 2. La sucesión de residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente binario: 110101. Conversión Binario a Decimal Si lo que desea hacer es encontrar del binario 110101 su equivalente en decimal, escriba el valor de la potencia de 2 correspondiente a la posición adecuado sobre cada bit, y luego sume aquellas potencias de dos que tienen 1, así: 25 24 23 22 21 20 1 1 0 1 0 1 1 4 16 32 Equivalente decimal 53 Conversión Decimal a Hexadecimal Para convertir un número decimal a hexadecimal, se divide el número y cada cociente sucesivo por dieciséis (16), y se toman los residuos del último al primero, como se muestra a continuación: 6
  • 7. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS Por ejemplo para convertir el número 1870 a hexadecimal, se procede de la siguiente manera: 1870 16 27 116 16 110 4 7 14 La sucesión de residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente hexadecimal: 74E. Conversión Hexadecimal a Decimal Para convertir un hexadecimal a decimal multiplique por la potencia de 16 en la posición dada, como por ejemplo: El número 187010 se expresa como 74E en hexadecimal, así: 7 *162 + 4 *161 + E *160 7 *256 + 4 *16 + 14 *1 1792 + 64 + 14= 1870 Conversión Binario a Hexadecimal Para convertir un numero binario en su correspondiente hexadecimal se segmenta el binario en grupos de 4 dígitos empezando por la derecha (en caso necesario, añadir ceros a la izquierda para completar un grupo). A continuación se representa cada cuarteto (de 0000 a 1111) en el correspondiente hexadecimal. Por ejemplo: Para convertir el número (Binario) 11101110010 a Hexadecimal, siga el siguiente proceso: Iniciamos formando grupos de 4 en 4 de derecha a izquierda 1 1 1 0 1 1 1 0 0 Completamos con ceros a la izquierda el primer grupo: 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 Convertimos cada grupo en decimal y lo representamos en hexadecimal: 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 23 22 21 20 23 22 21 20 23 22 21 20 1 13 12 1 D C 7
  • 8. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS Conversión Decimal a Octal Para encontrar la equivalencia de un número decimal a su equivalente a octal, se divide el número y cada cociente sucesivo por ocho (8), y se toman los residuos, como se muestra a continuación: Por ejemplo para convertir el número 187010 a octal, realice el siguiente proceso: 1870 8 27 233 8 30 73 29 8 6 1 5 3 La sucesión de residuos de abajo hacia arriba como lo indica la flecha da el equivalente en octal: 35168. Conversión Octal a Decimal Para convertir un Octal a decimal multiplique por la potencia de 8 en la posición dada, como por ejemplo: El número (decimal) 1870 se expresa como 3516 en octal, así: 3*83 + 5*82 + 1*81 + 6*80 3*512 + 5*64 + 1*8 + 6*1 1536 + 320 + 8 + 6 = 1870 Conversión Binario a Octal Para convertir un número binario en su correspondiente octal se segmenta el binario en grupos de 3 dígitos empezando por la derecha (en caso necesario, añadir ceros a la izquierda para completar un grupo). A continuación representa cada trío (de 000 a 111) en el correspondiente octal. Por ejemplo: Para pasar el número Binario 1110111002 a Octal, siga el siguiente proceso: Empezamos formando grupos de 3 en 3 de derecha a izquierda: 1 1 1 0 1 1 1 0 0 Convertimos cada grupo en decimal y lo interpretamos en octal: 1 1 1 0 1 1 1 0 0 22 21 20 22 21 20 22 21 20 7 3 4 8
  • 9. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS 2.3. DATOS EN PROGRAMACIÓN Uno de los elementos más importantes para la elaboración de los algoritmos son los datos con los que se van a trabajar. Debido a que el computador maneja información o datos es necesario clasificarlos para su diferente representación en él. Un dato es la expresión general que describe los objetos con los cuales opera el computador. Existen dos tipos de datos: simples (sin estructura), compuestos (estructurados). Un dato simple es un número como por ejemplo 4568, o un carácter como ‘C’. Los datos estructurados pueden ser cadenas de caracteres o strings, arreglos o registros. Los datos simples se clasifican de la siguiente manera: DATOS SIMPLES NUMERICO CARACTER LOGICO ENTERO REAL 2.3.1. DATOS NUMERICOS Es el conjunto de los valores numéricos. Se pueden representar en dos formas: ENTEROS: son números que, no tienen componentes fraccionarios o decimales y pueden ser positivos o negativos. Ejemplos: 5, -5, 1.340, 27 Los enteros se denominan en ocasiones números de punto fijo o coma fija. REALES: Siempre tienen un punto decimal y pueden ser positivos o negativos. Un número real consta de una parte entera y una parte decimal. Este tipo de dato es muy importante para cálculos estadísticos por trabajar con datos decimales. Ejemplo: 0,08 ; 3739,41 ; -52,321 ; 3,0 En aplicaciones científicas se requiere una representación especial para manejar números muy grandes o muy pequeños así: Notación decimal Notación Científica Notación Exponencial 367520100000000000000 3,675201 X 1020 3,675201 e 20 0,0000000000302579 3,02579 X 10-11 3,0579 e -11 9
  • 10. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS Notación científica En textos científicos, los números muy grandes o muy pequeños en valor absoluto suelen indicarse en la forma a·10n, donde a es una expresión decimal con una sola cifra entera no nula (le llamaremos mantisa) y n es un número entero (le diremos exponente). Las calculadoras científicas, cuando el resultado tiene más cifras de las que puede mostrar la pantalla, lo expresan directamente en notación científica; algunas también lo hacen cuando hay demasiados ceros a la izquierda. Nos puede aparecer, por tanto, en una operación tan sencilla como 1/125, con resultado 0,008 = 8·10-3. La mayoría de las calculadoras nos dicen la mantisa y el exponente, y los pueden presentar de las siguientes formas: separados por un espacio 8 -03 En la misma línea separados por una E 8E-03 A diferente nivel, con el exponente sin separación 8-03 arriba y más pequeño separados por un pequeño x10 8x10-03 Ejemplos de Notación Científica Nº escrito en Notación Medida de: Nº escrito en notación decimal científica 24 Masa de la Tierra 5.983.000.000.000.000.000.000.000kg. 5,983 · 10 Kg 6 Diámetro del Sol 1.391.000km. 1,391 · 10 km. -6 Tamaño de un microbio 0,000004 cm. 4 · 10 cm. -8 Tamaño de un virus 0,00000002 cm. 2 · 10 cm. -6 Tamaño de lo glóbulos Rojos 0,0000075 mm. 7,5 · 10 mm. -6 Tamaño de una bacteria 0,0000002 mm. 2 · 10 mm. -9 Diámetro del ADN 0,0000000002 mm. 2 · 10 mm. -15 Diámetro de un Protón 0,000000000000001 mm. 1 · 10 mm. -27 Masa de un Neutrón 0,0000000000000000000000000017 mm. 1,7 · 10 mm. 10 Neuronas que forman el Sistema Nervioso 10.000.000.000 1 · 10 8 Velocidad de la Luz 300.000.000m/s. 3 · 10 m/s. 6 Radio Ecuatorial de la Tierra 6.370.000 m. 6,37 · 10 m. -22 Peso de un Átomo de Plutonio 0,0000000000000000000039 g. 3,9 · 10 g. 8 Diámetro de Júpiter 144.000.000m. 1,44 · 10 m. 5 Distancia que recorre la luz en 1 hora 108.000km. 1,08 · 10 km. 7 Distancia que recorre la luz en 1 día 25.920.000km. 2,592 · 10 km. 8 Distancia que recorre la luz en 1 año 946.080.000km. 9,4608 · 10 km. Distancia de la Tierra a la estrella más 19 18.820.000.000.000.000.000km. 1,882 · 10 km. cercana (Alfa Centauro) 12 1 año luz aprox. es : 9.408.000.000.000km. 9,408 · 10 km. http://html.rincondelvago.com/notacion-cientifica-y-de-ingenieria.html Adición y sustracción en notación científica Para sumar o restar medidas expresadas en Notación Científica(a x 10n) con el mismo exponente simplemente sume o reste los valores de la mantisa, manteniendo el mismo valor en el exponente. 10
  • 11. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS Ejemplos: 5 5 5 25 x 10 + 13 x 10 = 38 x 10 -4 -4 -4 15 x 10 m + 13 x 10 m = 28 x 10 m -2 -2 -2 51.3 x 10 - 12.9 x 10 = 38.4 x 10 Si los exponentes no son iguales, hay que igualarlos, moviendo el punto decimal antes de sumar o restar. 5 4 5 5 5 8.7 x 10 + 2.6 x 10 = 8.7 x 10 + 0.26 x 10 = 8.96 x 10 Multiplicación en notación científica Para multiplicar medidas expresadas en notación científica, se multiplica los valores de la mantisa y luego se suman los exponentes. Ejemplos: 3 6 3+6 9 ( 5 x 10 ) ( 8 x 10 ) = 40 x 10 = 40 x 10 -4 8 -4+8 4 ( 6 x 10 ) ( 4 x 10 ) = 24 x 10 = 24 x 10 División en notación científica Para dividir medidas expresadas en notación científica, se divide los valores de la mantisa y luego se restan los exponentes. Ejemplo: 25 × 10 9 = 8.33 × 10 9−6 = 8.33 × 10 3 3 × 10 6 2.3.2. DATOS CARACTER Conjunto finito y ordenado de caracteres que el computador reconoce. Un dato tipo caracter contiene un solo caracter, este puede ser: - Alfabético (a, b , c , d ,...., z) - Numérico (1, 2, 3, 4,...., 9 ) - Especial (+, -, *, /, ., ^, <,>, $,....) Una cadena de caracteres (string) es una sucesión de caracteres que se encuentran delimitadas por una comilla (apóstrofo), o doble comilla, según el tipo de lenguaje de programación. Ejemplos: 'hola profe'; "20 de julio"; 'Sra. Yolanda' 2.3.3. DATOS LOGICOS También se denominan BOOLEANOS, solo pueden tomar uno de dos valores: VERDADERO (TRUE) o FALSO (FALSE). 11
  • 12. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS Este tipo de dato se utiliza para representar las alternativas (sí/no) a determinadas condiciones. 2.3.4. VARIABLES Es un espacio reservado para almacenar datos dentro de la memoria RAM del computador, cuyo valor puede cambiar durante el desarrollo del algoritmo o ejecución del programa. Técnicamente una variable no es más que un espacio de nuestra memoria RAM (una dirección de memoria) que queda reservado en el momento en que se crea la variable, e identificado temporalmente con el nombre de esta. Cada vez que asignamos un valor a la variable, el programa lo único que hace es depositar ese valor en la dirección reservada. Más adelante, cuando ejecutemos una instrucción que contenga esa variable, el programa irá a ese espacio de memoria y extraerá el valor que contenga, poniéndolo en el lugar del nombre de la variable, dentro de la instrucción en cuestión Cuando se crea una variable se asocian las siguientes partes: Dirección de memoria contenido Nombre de la variable Tipo de dato Nombre de la variable: Es el identificador de la variable que la diferencia de las demás dentro del programa. Para dar un nombre a una variable existen las siguientes restricciones: • Debe comenzar por una letra. • Puede contener solamente letras o números, • El carácter ‘_’ puede tratarse como una letra al definir una variable. • Los nombres de las variables no pueden ser palabras reservadas. Ejemplos: NOMBRES ------> Para representar nombre de personas. PRECIOS -------> Para representar los precios de los diferentes artículos. Tipo de dato: Se refiere al tipo de información que se almacena en la variable, en la declaración de la variable se debe especificar el tipo al que pertenece: numérico, carácter o lógico (booleano). Contenido: Es el dato específico que se almacena en la variable. Dirección de memoria: Es el sitio exacto dentro de la memoria del computador donde ubica la variable, esta dirección se escribe en hexadecimal. 12
  • 13. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS Ejemplo de variable: 0F3A8B10 PRECIO 500 Numérico 2.3.5. CONSTANTES Las constantes son valores que no deben cambiar durante la ejecución de un programa. Un ejemplo de una constante es el valor de PI que es 3.1416 y dicho valor nunca cambia. Ejemplos de constantes: - Reales: 2,14159 ; -0,1436 ; +5443324; 3,37456Exp2 - Tipo carácter: ‘B’; ‘+’; ‘4’ - Tipo cadena: ‘carlos’; ‘novedades’ - Lógicas: falso o verdadero 2.4. LENGUAJE ALGORITMICO E INFORMATICO Para la utilización del lenguaje algorítmico es necesario conocer los operadores, la forma de construir las expresiones y las palabras propias de este lenguaje. 2.4.1. EXPRESIONES Son combinaciones de constantes, variables, símbolos de operaciones, paréntesis y nombres de funciones especiales. Ejemplos: (X + 1) / (X^2 + 3*X + 4) a + (b + 3) + Raizcuadrada (c) Cada expresión toma un valor que se determina tomando los valores de las variables y constantes implicadas y la ejecución de las operaciones indicadas. Su forma de representación parte de una expresión algebraica que previamente se realiza para poder obtener el resultado esperado, sin embargo, el computador no entiende la forma de notación algebraica y hay la necesidad de suministrarla en la forma que la entienda, esta notación se denomina, algorítmica. Un ejemplo de las dos expresiones es: 13
  • 14. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS Expresión Algebraica Expresión Algorítmica 2 X + 3 -5X + 2 X^2+raizcuadrada(3)-5*X+2 2.4.2. IDENTIFICADORES Y PALABRAS RESERVADAS Cuando se escribe un programa en un lenguaje de alto nivel se deben identificar todos los objetos que hacen parte del mismo tales como: variables, constantes, procedimientos, funciones, etc. Estos identificadores se construyen de acuerdo a las reglas de sintaxis del lenguaje específico en que se trabaje. Por ejemplo en Pascal, C++ o Visual C++, el nombre de una variable debe comenzar por una letra, no contener caracteres especiales ni espacios, como *()<>;-, contener máximo 32 caracteres. Las palabras reservadas, son los nombres de las instrucciones o los nombres de los componentes que ayudan a formar una instrucción, como por ejemplo los tipos de datos o nombres de constantes que utilizan algunos compiladores. Es prohibido por el programador utilizar como nombre de variable, de función o de procedimiento, una palabra reservada. Algunas palabras reservadas que se utilizan al hacer los algoritmos son: Entero, Escribir, Repita, Mod, Para, Leer, Si. 2.5. OPERACIONES MATEMÁTICAS Y LÓGICAS En la construcción de expresiones matemáticas dentro de los algoritmos es necesario contar con los operadores aritméticos o matemáticos básicos tales como la multiplicación, suma, resta, división y potencia, además en programación es necesario manejar con dos operadores más que son el DIV que es la parte entera del resultado de la división y el MOD que es el residuo o modulo de la división. Para el manejo de expresiones lógicas existen los operadores lógicos y, o y no. Y para realizar comparaciones entre dos expresiones tenemos los operadores relacionales: mayor, menor, mayor o igual, menor o igual, igual y diferente. Las variables y constantes almacenan datos o expresiones, el modo de darle valores a una variable se denomina asignación. El operador de asignación se representa con el símbolo  (flecha a la izquierda), así: Nombre de la Variable o constante  Expresión o Valor Ejemplo 1: X  7, se lee: a “X se le asigna el valor 7” Y  Y + 1, se lee: a “Y se le asigna el valor de Y + 1” Nota: las variables guardan el último valor que se les asigna, así: 14
  • 15. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS Resultado de la asignación a X X5 5 XX+5 5+5=10 X  X + 10 10+10=20 El valor final, de X es 20 Ejemplo 2: 4.1.1.1.1 A 4.1.1.1.2 B A3 3 BA+6 9 BA 3 BB^2 9 Valor Final: 3 9 2.5.1. OPERADORES ARITMÉTICOS Permiten realizar las diferentes operaciones matemáticas en el computador, cada operador aritmético esta representado por un símbolo así: OPERADORES SIGNIFICADO EJEMPLO Exponenciación o Potencia ^ , ** 5 ^ 2 = 25 + Suma 5+2=7 - Resta 5–2=3 * Multiplicación 5 * 2 = 10 / División 5 / 2 = 2.5 DIV División entera 5 DIV 2 = 2 MOD Módulo (resto) 5 MOD 2 = 1 Reglas de prioridad Las expresiones que tienen dos o más operandos requieren unas reglas matemáticas que permitan determinar el orden de las operaciones, se denominan reglas de prioridad, precedencia o jerarquía de los operadores y son: - Las operaciones que están encerradas entre paréntesis se evalúan primero. Si existen paréntesis anidados (interiores unos a otros), las expresiones más internas se evalúan primero. - Las operaciones aritméticas dentro de una expresión suelen seguir el siguiente orden de prioridad: 15
  • 16. MANUAL DE LÓGICA Y ALGORITMOS 1. Operadores exponenciales ( ^, **) 2. Operadores Multiplicativos ( * , /, Div, Mod) 3. Operadores Aditivos (+ , -) - Si en una expresión hay operadores que tienen en mismo orden de prioridad las operaciones se desarrollan de izquierda a derecha. Ejemplos: 5 + (10 mod 2) = 5 + 0 = 5 5 * 3 + 2 ^ 2 – 4 / 2 = 15 + 4 – 2 = 17 5 – 3 + 3 + 5 = 2 + 3 + 5 = 5+5 =10 4 * 3 ^ 2 + 5 = 4 * 9 + 5 = 36 + 5 = 41 2.5.2. OPERADORES RELACIONALES Se utilizan para relacionar dos expresiones, esto es, permiten comparar operandos y operadores combinados para producir valores verdaderos o falsos (expresiones booleanas). Si una condición se cumple, el resultado es verdadero (1), en caso contrario, el resultado es falso (0). OPERADORES SIGNIFICADO < Menor que > Mayor que = Igual <= Menor o igual que >= Mayor o igual que != Distinto a (Diferente) Ejemplos: 5<3+8 produce el valor Verdadero 7 != 2 + 5 Produce el valor Falso 2.5.3. OPERADORES LÓGICOS Se utilizan para establecer grados de verdad o falsedad, al comparar dos o más proposiciones o expresiones. A continuación se presenta una tabla que resume la forma como se relacionan dos expresiones booleanas. Esta es llamada la tabla de la verdad. P Q PyQ PoQ no P Falso Falso Falso Falso Verdadero Falso Verdadero Falso Verdadero Verdadero Verdadero Falso Falso Verdadero Falso Verdadero Verdadero Verdadero Verdadero Falso 16
  • 17. UNIVERSIDAD MILITAR “NUEVA GRANADA” CENTRO DE SISTEMAS Interpretando la segunda fila de la tabla tenemos: Si P es falso y Q es verdadero P y Q será falso. Si P es falso y Q es verdadero P o Q será Verdadero. Si P es falso no P será verdadero. Ejemplos: EXPRESIÓN LOGICA FORMA DE EVALUAR RESULTADO (3 > 2) y (5 != 5) Verdadero y Falso Falso (4 > 2) o (5 > 6) Verdadero o Falso Verdadero 2.6. FUNCIONES INTERNAS Además de las operaciones básicas ya mencionadas, existen otro conjunto de funciones predefinidas que normalmente incorporan la mayoría de los lenguajes de programación. Para utilizar cualquiera de estas funciones simplemente se da el nombre de la función, seguido por una constante, variable o expresión (argumento) encerrado entre paréntesis. FUNCION DESCRIPCION abs(x) Valor absoluto de x arctan(x) Arco tangente de x (en radianes) cos(x) Coseno de x (en radianes) exp(x) Exponencial de x ln(x) Logaritmo neperiano de x log10(x) Logaritmo decimal de x RaizCuadrada(x) Raíz cuadrada de x redondeo(x) x se redondea al entero mas próximo sin(x) Seno de x (en radianes) tan(x) Tangente de x (en radianes) truncar(X) x se trunca a la parte entera Ejemplos: redondeo (5.5) = 6 redondeo (-3.5) = -4 redondeo (9.8) = 10 truncar (6.7) = 6 truncar (-3.5) = -3 RaizCuadrada (25) = 5 abs (-12) = 12 abs (6.5) = 6.5 17