Fundamentos de Informática: Software, Lenguajes y Ciclo de Desarrollo

1. Concepto y Clasificación del Software

Definiciones Clave

• Definición RAE: Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas tareas en una computadora.
• Definición IEEE: Conjunto de programas, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de computación.

1.1 Tipos de Software Según su Función

• Software de Sistema: Permite que el ordenador funcione. Incluye sistemas operativos, controladores (*drivers*) y utilidades del sistema. Ejemplo: Windows, Linux, macOS.
• Software de Aplicación: Diseñado para realizar tareas específicas para el usuario. Ejemplo: Procesadores de texto, hojas de cálculo, navegadores web, editores de imagen.
• Software de Desarrollo: Proporciona herramientas para crear otros programas. Ejemplo: Compiladores, intérpretes, editores de código, IDEs como Visual Studio o IntelliJ.

1.2 Tipos de Software Según su Licencia

• Software Propietario: Protegido por derechos de autor y propiedad intelectual. Su copia o distribución sin permiso es ilegal. Se distribuye bajo contrato o licencia.
• Software Libre: Permite usar, estudiar, modificar y distribuir el código. No siempre es gratuito. Ejemplo: Linux, LibreOffice, Firefox.

2. Relación Hardware – Software

El software necesita del hardware para poder ejecutarse. Los componentes principales involucrados son:

• CPU: Interpreta y ejecuta las instrucciones.
• RAM: Guarda temporalmente código y datos mientras el programa se ejecuta.
• Almacenamiento Secundario: Conserva los programas y los datos de forma permanente.
• Periféricos: Permiten la entrada y salida de información (teclado, ratón, pantalla, impresora).

Compatibilidad

Hardware y software deben ser compatibles. Un programa no funcionará correctamente si requiere más recursos de los que el hardware puede ofrecer.

3. Lenguajes de Programación

Definición: Conjunto de símbolos, reglas y sintaxis que permiten construir programas informáticos.

3.1 Componentes de un Lenguaje de Programación

• Alfabeto: Símbolos permitidos (letras, números, operadores, caracteres especiales).
• Sintaxis: Reglas que determinan cómo combinar los símbolos.
• Semántica: Significado de las estructuras sintácticas.

3.2 Lenguajes de Programación vs. Lenguajes de Marcas

• Lenguaje de Programación: Permite crear algoritmos y controlar el flujo de ejecución (ej. Java, Python).
• Lenguaje de Marcas: Estructura o presenta información, pero no ejecuta instrucciones (ej. HTML, XML).

3.3 Clasificación de los Lenguajes

Según Nivel de Abstracción:

• Bajo Nivel: Cercano al lenguaje máquina (0 y 1) o ensamblador (nemotécnicos).
• Alto Nivel: Cercano al lenguaje humano, independiente del hardware (C++, Java, Python).

Según Propósito:

• General: Sirve para cualquier tipo de programa (Java, Python).
• Específico: Orientado a un área concreta (SQL para bases de datos).

Según Forma de Ejecución:

• Compilado: Se traduce todo el programa antes de ejecutarse (C, C++).
• Interpretado: Se traduce línea por línea (Python, JavaScript).
• Mixto: Java genera bytecode, que se interpreta después.

Según Paradigma:

• Estructurado: Uso de secuencias, selecciones y bucles.
• Modular: Programa dividido en módulos reutilizables.
• Orientado a Objetos (POO): Se basa en objetos y clases con atributos y métodos (Java, C++).
• Visual: Se programa mediante elementos gráficos (Scratch, App Inventor).

4. Ciclo de Vida del Software

Proceso que se sigue desde la idea inicial hasta la puesta en marcha y mantenimiento del programa.

Fases Principales

1. Análisis:

   • Se identifican los requerimientos funcionales (qué hace el sistema) y los no funcionales (cómo lo hace: rendimiento, seguridad, fiabilidad).
   • Se elabora el Documento de Especificación de Requisitos del Software (ERS).
   • Es la fase más importante, ya que errores aquí afectan a todo el proyecto.

2. Diseño:

   • Se transforma el análisis en una estructura técnica que guiará la codificación.
   • Se usan diagramas UML (casos de uso, clases, secuencia).
   • Un buen diseño debe ser completo, claro y comprensible.

3. Codificación o Programación:

   • Se convierte el diseño en código fuente.
   • Etapas: Código fuente (escrito por el programador), Código objeto (tras la compilación), Código ejecutable (generado por el linker o enlazador).
   • Reglas: Claridad, modularidad, eficiencia, portabilidad y uso de comentarios.

4. Pruebas:

   • Detectar errores y verificar el funcionamiento.
   • Tipos: Unitarias (módulos), Integración (conexión entre módulos), Sistema (con hardware), Aceptación (con el cliente).

5. Documentación:

   Describe el uso y funcionamiento del software. La norma IEEE 1063-2001 regula la estructura de la documentación.

6. Explotación:

   Instalación y configuración del software en el entorno real. Incluye verificación final (Beta test).

7. Mantenimiento:

   Fase más larga.

   • Correctivo: Corrige errores.
   • Evolutivo: Añade funciones nuevas.
   • Perfectivo: Adapta a nuevos entornos.

5. Traductores

Programas que convierten el código fuente en código ejecutable.

Tipos

• Compilador:

  • Traduce todo el programa antes de ejecutarlo.
  • Ejecución rápida, pero requiere recompilar para cada plataforma.

• Intérprete:

  • Traduce y ejecuta línea por línea.
  • Más lento, pero fácil de portar y depurar.