Introducción a la programación y a los lenguajes de programación

Programas de ordenador

Un programa hace que podamos usar un ordenador. Un ordenador, sin programa no puede realizar ninguna operación, no sirve para nada.
Un ordenador sólo puede realizar operaciones básicas con números (sumas, restas,…). Estas operaciones la realiza de manera muy rápida y con la posibilidad de repetirlas tanta veces como haga falta.
Para que un ordenador ejecute estas operaciones, se le debe suministrar en primer lugar un algoritmo adecuado, que llamamos programa.
Por ejemplo, si queremos calcular la velocidad media que has alcanzado durante un viaje largo. Necesitamos saber la distancia y el tiempo y queremos calcular la velocidad.
- El ordenador, podrá calcularlo, pero no entiende conceptos como distancia, velocidad o el tiempo. Por lo tanto, necesitamos indicarle al ordenador los siguientes pasos:
  - Que lea un número que represente la distancia;
  - Que lea un número que represente el tiempo de viaje;
  - Qué divida los valores introducidos y almacene el resultado en la memoria;
  - Que muestre el resultado (que representa la velocidad promedio) en un formato legible.
Estos pasos forman el algoritmo para resolver el problema, el algoritmo lo tendremos que traducir a un lenguaje que entienda el ordenador y crear un programa, para ello utilizamos distintos lenguajes a los que llamamos lenguajes de programación.

Lenguajes naturales y lenguajes de programación

Lenguaje natural

Un lenguaje es un medio (y una herramienta) para comunicar, expresar y registrar pensamientos.
Ejemplos: lenguaje corporal (no utiliza palabras), nuestra lengua materna,…
El lenguaje natural, es el que las personas utilizamos para comunicarnos. Tiene un número de palabras y combinaciones que podemos realizar con ellas que es muy grande y complejo.
El ordenador no entiende el lenguaje natural.

Lenguaje máquina

El lenguaje máquina es un lenguaje de programación que directamente entiende el ordenador, ya que sus instrucciones son cadenas binarias (secuencias de ceros y unos) que especifican una operación y las posiciones (dirección) de memoria implicadas en la operación.
Este lenguaje es muy rudimentario y solemos llamarlo código máquina.
Cada tipo de procesador (arquitectura) tiene un conjunto de instrucciones muy básicas que sabe ejecutar. A este conjunto completo de comandos conocidos se llama lista de instrucciones.

¿Qué compone a un lenguaje?

Podemos decir que cada lenguaje (máquina o natural, no importa) consta de los siguientes elementos:

Un alfabeto: conjunto de símbolos utilizados para formar palabras de un determinado lenguaje. (Alfabeto latino, cirílico, kanji,…)
Un léxico: (también conocido como diccionario) un conjunto de palabras que el lenguaje ofrece a sus usuarios.
Una sintaxis: conjunto de reglas (formales o informales, escritas o interpretadas intuitivamente) utilizadas para precisar si una determinada cadena de palabras forma una oración válida.
Una semántica: Conjunto de reglas que determinan si una frase tiene sentido.

Lenguaje máquina y lenguaje de alto nivel

Podemos usar el lenguaje máquina para comunicarnos directamente con el ordenador.
Pero, el lenguaje máquina está muy lejos del lenguaje natural, y tanto su léxico, como su sintaxis y semántica es complicada para el ser humano.
Es por lo que necesitamos, un lenguaje común para ordenadores y humanos, o un puente entre los dos mundos diferentes.
Necesitamos un lenguaje en el que los humanos puedan escribir sus programas y que los ordenadores puedan usar para ejecutar los programas. Este lenguaje será mucho más complejo que el lenguaje de máquina y, sin embargo, mucho más simple que el lenguaje natural.
A este tipo de lenguaje se le llama lenguaje de programación de alto nivel.
- Los lenguajes de alto nivel son los más utilizados por los programadores.
- Están diseñados para que las personas escriban y entiendan los programas de un modo mucho más fácil que los lenguajes máquina.
- Un programa escrito en un lenguaje de alto nivel es independiente del tipo de ordenador (no depende del tipo de hardware).
- Los programas escritos en lenguajes de alto nivel son portables o transportables, lo que significa la posibilidad de poder ser ejecutados con poca o ninguna modificación en diferentes tipos de ordenadores.
- Un programa escrito en un lenguaje de programación de alto nivel se denomina código fuente (en contraste con el código máquina ejecutado por los ordenadores). Del mismo modo, el archivo que contiene el código fuente se denomina archivo fuente.
- Python es un lenguaje de programación de alto nivel.