Fundamentos de la programación informática.

Si estás aquí, es porque quieres entender los fundamentos de la programación informática y dar tus primeros pasos en este mundo. Imagina por un momento que puedes darle instrucciones a una máquina para que haga lo que quieras: desde calcular tu salario hasta crear un videojuego. La programación es la clave para lograrlo.

Pero, ¿por dónde empezar? Lo primero que necesitas es comprender la introducción a la programación informática y los conceptos básicos de la programación informática.

Conceptos básicos de la programación informática.

Para entender los fundamentos de la programación, es necesario conocer ciertos conceptos esenciales comunes a todos los lenguajes. Además de aprender cada uno de los conceptos, también podrás ver ejemplos de su declaración y uso en los cuatro lenguajes de programación más utilizados: C#, java, python y Visual Basic.

Introducción a la programación informática.

En esta introducción sobre las bases de la programación informática, vamos a ver de manera general que debemos tener claro antes de ponernos a estudiar cualquier tipo de lenguaje de programación.

¿Qué es la programación informática?

La programación informática es el proceso de diseñar, escribir, probar y mantener un conjunto de instrucciones que una computadora puede ejecutar. Estas instrucciones están escritas en un lenguaje que la máquina puede entender y procesar para realizar tareas específicas.

Historia de la programación informática.

La programación informática fue uno de los avances que más ha evolucionado en el mundo de la informática. A finales del siglo XVIII Charles Babbage, considerado el «padre de la programación» creó la primera máquina para resolver polinomios. Más tarde construyó otra para resolver cualquier tipo de operación matemática. Sin embargo, esto fue posible gracias a la aparición de Ada Lovelace, (considerada la primera mujer programadora). Esta mujer diseño el primer algoritmo para la máquina del famoso matemático.

En 1951, Grace Murray Hopper, invento el primer compilador de la historia de la informática e ideó el concepto de los lenguajes de programación.

¿Para qué sirve la programación?

La programación se aplica en numerosos ámbitos, tales como:

• Desarrollo de software y aplicaciones móviles.
• Creación de páginas web.
• Programación de videojuegos.
• Inteligencia artificial y automatización.
• Ciencia de datos y análisis de información.
• Seguridad informática.

Importancia de aprender a Programar.

Aprender a programar no solo abre oportunidades laborales, sino que también mejora la capacidad de resolución de problemas y el pensamiento lógico. Además, la programación está cada vez más presente en nuestro día a día, desde aplicaciones para móviles hasta smartphones.

Ventajas de la programación informática.

Probablemente te preguntarás cuantas o cuales son las ventajas de saber desarrollar programas por ti mismo. Por ello, entre las muchas ventajas que puede haber, te hablaré de algunas que quizá te sorprendan.

• En primer lugar, permite a solucionar diferentes problemas de la vida cotidiana.
• Gracias a ella, podemos plantear diferentes soluciones de una forma innovadora.
• Ayuda a pensar de una manera lógica y estructurada.
• Abre puertas en el mundo laboral. Hoy en día, los programadores son muy demandados para trabajar.
• Además, permite el ahorro de tiempo a la hora de realizar diferentes operaciones.

Estructuras básicas a todos los lenguajes de programación.

Algoritmos: Que son y cómo estructurarlos.

Un algoritmo es un conjunto ordenado de pasos o instrucciones que resuelven un problema específico. Se pueden expresar en:

• Lenguaje natural: Descripción en palabras comunes.
• Pseudocódigo: Uso de una sintaxis estructurada pero informal.
• Diagrama de flujo: Representación gráfica con símbolos.

Variables y constantes.

Las variables y constantes, son espacios en la memoria RAM del ordenador donde se almacenan datos. Estos datos podrán cambiar o no a lo largo del programa.

Para tener una mejor comprensión sobre el concepto de variables y constantes en informática, también es importante conocer cuales son los tipos de operadores en programación.

Estructuras de control.

Dentro de los fundamentos de la programación informática, las estructuras de control de flujo son instrucciones que permiten modificar el flujo de ejecución del programa.

Condicionales.

Las estructuras condicionales, permiten evaluar si se cumple una condición. Para ello utilizaremos las palabras reservadas if, if-else y la palabra reservada switch.

Bucles.

Los bucles son estructuras de control de flujo que permiten al programa realizar ciertas acciones un numero determinado de veces. Para ello usaremos las siguientes palabras reservadas: for, while y do-while.

Métodos y funciones.

Las funciones o métodos (lo llamamos así en la programación orientada a objetos), son bloques de código reutilizables que realizan una tarea específica. Los métodos o funciones, sirven para encapsular una serie de instrucciones que se pueden ejecutar escribiendo el nombre de la función o método.

Estos métodos o funciones pueden devolver o no un valor y pueden recibir parámetros o no de manera opcional. Además, este tipo de estructuras, nos permiten introducir el concepto de programación modular que veremos más adelante. puedes ver una explicación más detallada sobre los tipos de funciones y métodos que existen en programación aquí.

Por otro lado, cuando hablamos de programación orientada a procedimientos, estos métodos o funciones, también los llamamos procedimientos.

Estructuras de datos.

Las estructuras de datos en programación son por ejemplo colecciones o conjuntos de datos de un mismo tipo, que se almacenan todos juntos en un mismo espacio de la memoria.

Comentarios.

En un código de programación, podemos poner comentarios de una línea o de varias líneas. Dependiendo del lenguaje de programación elegido, los comentarios escriben de diferente manera. Es importante de cara a estar trabajando en una empresa poner comentarios en el código. De esta forma, si alguien modifica tu trabajo sabrá guiarse mejor.

Estructuras de control de errores.

Son las estructuras más importantes dentro de los fundamentos de la programación informática. Una estructura de control se utiliza para realizar una depuración de errores. Esto se hace para impedir que el programa no se caiga si tiene cualquier tipo de error. Nos podemos encontrar con dos tipos de errores.

Errores en tiempo de compilación.

Son los que pueden ocurrir cuando se está probando un programa. Cuando un programa que se está desarrollando, se ejecuta pasa por un proceso de compilación. Si el compilador detecta algún error mostrará una excepción. En este caso el programa no llegará a ejecutarse.

Errores en tiempo de ejecución.

Son los errores que pueden ocurrir cuando el usuario final está ejecutando el programa.

Paradigmas de la programación estructurada y la programación orientada a objetos dentro de los fundamentos de la programación informática.

Uno de los conceptos fundamentales en los fundamentos de la programación es el paradigma de desarrollo que utilizamos para escribir código. Dos de los enfoques más importantes y utilizados son la programación estructurada y la programación orientada a objetos (POO).

Principios de la Programación Estructurada.

• Uso de estructuras de control: Se basa en tres estructuras fundamentales:
  • Secuencias: Las instrucciones se ejecutan en orden, una a continuación de otra.
  • Condicionales (if, switch): Se evalúan condiciones para ejecutar diferentes instrucciones según el resultado.
  • Bucles (for, while, do-while): Permiten repetir bloques de código varias veces.
• Modularidad: El código se organiza en funciones o procedimientos para reutilizarlo y hacerlo más comprensible.
• Evitar el uso de GOTO: Se evita el salto arbitrario entre líneas de código para mejorar la claridad del programa.

Programación Orientada a Objetos (POO).

La programación orientada a objetos (POO) es un paradigma basado en la creación de objetos que representan entidades del mundo real. Estos objetos agrupan tanto datos (atributos) como comportamientos (métodos).

Principios de la POO

• Encapsulamiento: La información y los métodos están dentro de un objeto y solo se pueden acceder a ellos de forma controlada.
• Abstracción: Se ocultan los detalles innecesarios y se expone solo lo esencial de un objeto.
• Herencia: Se permite que una clase hija herede atributos y métodos de una clase padre, evitando la repetición de código.
• Polimorfismo: Un mismo método puede tener diferentes comportamientos según el contexto.

La programación estructurada es ideal para programas sencillos y algoritmos bien definidos, mientras que la programación orientada a objetos es mejor para aplicaciones grandes y escalables. Ambos paradigmas forman parte de los fundamentos de la programación, y conocer sus diferencias te ayudará a elegir el enfoque adecuado según el problema que necesites resolver.

Característica	Programación Estructurada	Programación Orientada a Objetos
Enfoque	Basado en funciones y procedimientos.	Basado en clases y objetos.
Modularidad	Uso de funciones para dividir el código.	Uso de clases y objetos para modelar entidades.
Reutilización	Limitada, requiere copiar código.	Alta, permite reutilizar clases y métodos.
Escalabilidad	Más difícil de mantener en proyectos grandes.	Ideal para grandes proyectos debido a la reutilización de código.
Ejemplo de uso	Programas pequeños y algoritmos.	Desarrollo de software complejo y aplicaciones empresariales.

Tipos de lenguajes de programación.

Tipo de Lenguaje	Descripción	Ejemplos
Alto Nivel	Lenguajes más cercanos al lenguaje humano, fáciles de leer y escribir.	Python, Java, C#
Bajo Nivel	Lenguajes más cercanos al lenguaje de máquina, rápidos pero complejos.	Ensamblador, C
Compilados	Requieren traducción previa antes de ejecutarse.	C, C++, Rust
Interpretados	Se ejecutan línea por línea sin necesidad de compilación previa.	Python, JavaScript, Ruby
Compilados e Interpretados	Se compilan a un código intermedio y luego se interpretan en tiempo de ejecución.	Java, C#, Kotlin

¿Qué lenguaje de programación hay que aprender primero?

Si estás aprendiendo los fundamentos de la programación informática, puedes empezar por lenguajes sencillos como C#, Java o Visual Basic. Estos lenguajes son sencillos y están orientados a objetos por lo que te resultará sencillo aprender los conceptos básicos y los fundamentos de la programación informática.

Esta es una pregunta que se plantea muy a menudo en muchos blogs y muy abierta. En sí es muy relativa, ya que todos los lenguajes de programación son diferentes. Por tanto, esto es algo que depende de uno mismo. ¿Qué te gusta? ¿Qué quieres programar?

Teniendo en cuenta esta pregunta, vamos a clasificar los lenguajes de programación en función de lo que queramos aprender.

Programación web.

Consiste en programar aplicaciones orientadas a la web y que se van a ejecutar en un navegador. En este caso deberías aprender los siguientes lenguajes en este orden.

Aplicaciones de propósito general.

Permiten crear aplicaciones de propósito general, como por ejemplo sistemas de gestión empresarial, aplicaciones de escritorio, de red, aplicaciones que conectan con bases de datos, etc.

Características comunes de los principales lenguajes de programación: C#, Java, Python y Visual Basic.

Los lenguajes de programación Java, C#, Python y Visual Basic son ampliamente utilizados en la industria del desarrollo de software. Además lo más habitual cuando se empiezan a aprender los fundamentos de la programación informática, es elegir cualquiera de los cuatro.

A pesar de sus diferencias y aunque cada uno tiene características propias y distintos casos de uso, comparten algunas similitudes, pero también presentan diferencias significativas.

En cuanto al paradigma de programación.

• Todos permiten la programación orientada a objetos (POO), aunque Python también soporta programación funcional e imperativa.

Respecto a la gestión de memoria.

• Los cuatro lenguajes, Java, C#, Python y Visual Basic usan recolección de basura (Garbage Collector, GC) para administrar la memoria de manera automática. Sin embargo, Visual Basic lo usa dentro del entorno .NET.

Según la plataforma en la que se ejecutan.

• Java y Python son verdaderamente multiplataforma, pudiendo ejecutarse en cualquier sistema operativo sin modificaciones.
• C# es más compatible con Windows aunque puede ejecutarse en otros sistemas con .NET Core.
• Visual Basic está principalmente diseñado para Windows dentro del entorno .NET.

Uso en Aplicaciones Empresariales.

• Java y C# son altamente utilizados en aplicaciones empresariales, especialmente en desarrollo web y backend.
• Python destaca en ciencia de datos, automatización y aprendizaje automático.
• Visual Basic se usa sobre todo en aplicaciones de escritorio y sistemas heredados.

Diferencias clave entre los cuatro lenguajes.

Vamos a ver las principales diferencias de los lenguajes de programación C#, Java, Python y Visual Basic en en relación a las diferentes características. Recordar que cuando se aprender los fundamentos de la programación informática y los conceptos básicos para empezar a programar podemos utilizar cualquiera de los 4 lenguajes.

Tipo de Dato	Java	C#	Python	Visual Basic
Sintaxis	Verbosa, pero estructurada y clara. Similar a C++.	Similar a Java, pero más flexible y moderna.	Muy sencilla, con tipado dinámico	Más parecida al inglés natural, más amigable para principiantes.
Tipado	Estático y fuerte.	Estático y fuerte.	Dinámico y fuerte.	Estático, pero más permisivo.
Compilacion	Compilado a bytecode y ejecutado en la JVM.	Compilado a código intermedio (.NET CLR).	Interpretado y compilado a bytecode en tiempo de ejecución.	Compilado en tiempo de ejecución con .NET.
Velocidad de ejecución	Rápido debido a la JVM y optimización Just-In-Time (JIT).	Similar a Java, con optimización JIT.	Más lento porque es interpretado, pero con posibilidad de optimización.	Generalmente más lento que C# y Java.
Plataforma principal	Multiplataforma (JVM).	Principalmente Windows, pero .NET Core permite multiplataforma.	Multiplataforma de forma nativa.	Principalmente Windows
Soporte para POO	Sí, fuertemente orientado a objetos.	Sí, diseñado para OOP en .NET.	Soporta OOP, pero también programación funcional e imperativa.	Basado en objetos pero con más flexibilidad.
Uso Principal	Aplicaciones empresariales, móviles (Android) y web.	Aplicaciones empresariales, videojuegos (Unity), y desarrollo web con .NET.	Ciencia de datos, IA, scripting, web y automatización.	Aplicaciones de escritorio, macros y aplicaciones de negocio en Windows.
Comunidad y recursos	Amplia comunidad y soporte extenso.	Gran comunidad en entornos Microsoft.	Una de las más grandes y activas.	Menor comunidad en comparación con los otros lenguajes.

Una vez que ya sabemos las características comunes y las diferencias de cada lenguaje de programación, vamos a ver un análisis de cada lenguaje con más detalle.

Análisis detallado de Java, C#, Python y Visual Basic.

Java

• Lenguaje ampliamente usado en la industria, especialmente en desarrollo empresarial y móvil (Android).
• Es fuertemente tipado y cuenta con una estructura orientada a objetos muy estricta.
• Su código se compila en bytecode, que es ejecutado por la Máquina Virtual de Java (JVM), lo que lo hace multiplataforma.
• Tiene una sintaxis similar a C++, pero más simplificada.
• Uso en grandes aplicaciones empresariales, servidores y sistemas bancarios.

C#

• Desarrollado por Microsoft y parte de la plataforma .NET.
• Su sintaxis es similar a Java, pero con características avanzadas como LINQ, delegados, y mejor manejo de eventos.
• Su código se compila a bytecode que se ejecuta en el Common Language Runtime (CLR), permitiendo optimización en .NET.
• Soporta múltiples paradigmas de programación y se usa en aplicaciones empresariales, videojuegos (Unity) y desarrollo web con ASP.NET.

Python

• Lenguaje interpretado con tipado dinámico, lo que lo hace más flexible y fácil de aprender.
• Su sintaxis es simple y permite escribir código de manera rápida.
• Soporta múltiples paradigmas: programación orientada a objetos, funcional e imperativa.
• Muy popular en ciencia de datos, inteligencia artificial, automatización, desarrollo web y scripting.
• Su interpretación línea por línea hace que sea más lento, pero su eficiencia mejora con herramientas como Cython y NumPy.

Visual Basic

• Lenguaje creado por Microsoft, diseñado principalmente para aplicaciones de escritorio en Windows.
• Forma parte de la plataforma .NET y se ejecuta en el Common Language Runtime (CLR).
• Sintaxis más parecida al inglés, lo que lo hace fácil de leer y entender.
• Soportado en aplicaciones empresariales, desarrollo rápido de software y macros de Microsoft Office (VBA).
• Su uso ha disminuido en comparación con otros lenguajes más modernos.

Cursos para aprender los fundamentos de la programación informática.

Preguntas frecuentes sobre los fundamentos de la programación informática.