Clase Programación 13

Programación

Clase 13. Tipos de Datos Prof. Gonzalo Müller [email protected]

Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

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Computador: Procesador, Memoria, Disco Duro, Diskettes, Monitor, Teclado, Ratón.


Sistema Computador: Unidad Central de Proceso, Memoria Principal, Unidades de Entrada, Unidades de Salida, Unidades de Almacenamiento Secundario.


Memoria
ROM y RAM
Localidades
Tamaño: bit, byte, Dirección.


Sistemas de Numeración: Binario y Hexadecimal Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 2

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 3

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 4

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 5

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 6

Diseño de Datos

Diseño de Datos

Diseño de Algoritmo

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Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas.

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 8

Unidades de Salida

Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas.

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Datos Unidades de Entrada

Datos

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 9

Unidades de Salida

Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas.

Se procesan Datos

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 10

Unidades de Salida

Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas. Se leen Datos

Datos

Programa

Datos

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 11

Unidades de Salida

Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas.

Datos

Programa

Datos

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 12

Se muestran Datos Unidades de Salida

Datos


Se almacenan:
Datos.
Programas.

CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Se transmiten Datos

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 13

Unidades de Salida

Datos


Un dato está formado por un conjunto de bytes: 1 Byte

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Datos


Los datos pueden ser de distinta naturaleza:
Texto
Números
Imágenes
Etc.

130Kg y 65Kg Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 15

Datos


Los datos pueden ser de distinta naturaleza:
Texto
Números
Imágenes
Etc.

Todos almacenados como conjuntos de bytes 130Kg y 65Kg Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 16

Datos


Existen tres tipos de datos básicos ó elementales:
Numéricos.
Carácter.
Lógicos.


Los Numéricos se subdividen en:


Enteros.




Reales. JavaScript es un lenguaje donde las variables no estan restringidas a un tipo de dato Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 17

Entero Almacenan el valor de un número entero.

123 2567894 976843600287325645
Existen dos tipos de entero: Enteros con signo.
Enteros sin signo.


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Entero


Enteros sin signo: son capaces de almacenar solo números enteros no negativos.

0, 1, 2, …, 234, …, 679790,…
Estos se subdividen según el tamaño que ocupan en memoria:


1 Byte.




2 Byte.




4 Byte.

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Entero


Enteros sin signo de 1 byte:
1 byte → 8 bits → 256 situaciones
Son capaces de almacenar los primeros 256 enteros no negativos:

0 … 255

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Entero


Enteros sin signo de 2 byte:
2 bytes → 16 bits → 65536 situaciones
Son capaces de almacenar los primeros 65536 enteros no negativos:

0 … 65535

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Entero


Enteros sin signo de 4 byte:
4 bytes → 32 bits → 4294967296 situaciones
Son capaces de almacenar los primeros 4294967296 enteros no negativos:

0 … 4294967295

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Entero


En general, para Enteros sin signo de n bytes: 0 … 28*n – 1

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Entero


Enteros con signo: son capaces de almacenar número enteros cualesquiera (incluyendo negativos).

…,-34428, …, -567,…,0, …, 234, …, 679790,…

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Entero


Almacenar el signo requiere de un bit:
un bit 0 establece que el número es positivo.
un bit 1 establece que el número es negativo.

0 … → número ≥ 0 1 … → número < 0 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 25

Entero
El bit de signo se le llama bit más significativo (MSB), ya que es el que se encuentra más a la izquierda, por lo tanto tiene una mayor ponderación en el sistema de numeración.

Utilizar un bit para el signo reduce el número de posibles situaciones a representar con un cadena de bits.

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Entero


Enteros con signo de 1 byte:
1 byte – 1 bit (de signo) → 7 bits: → 128 negativos. → 128 no negativos.
Son capaces de almacenar:

-128 … 127

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Memoria

Entero

01111111

127

01111110

126

…

…

00000001

1

00000000

0

11111111

-1

…

…

10000001

-127

10000000

-128

Entero


Enteros con signo de 2 byte:
2 byte – 1 bit (de signo) → 15 bits: → 32768 negativos. → 32768 no negativos.
Son capaces de almacenar:

-32768 … 32767 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 28

Entero


Enteros con signo de 4 byte:
4 byte – 1 bit (de signo) → 31 bits: → 2147483648 negativos. → 2147483648 no negativos.
Son capaces de almacenar:

-2147483648 … 2147483647 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 29

Entero


En general, para Enteros con signo de n bytes: – 28*n – 1 … 28*n – 1 – 1

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Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 31

Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.
Debe ser Numérica.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 32

Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.
Debe ser Numérica.
Debe ser Entera, ya que se vende las donas enteras.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 33

Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.
Debe ser Numérica.
Debe ser Entera, ya que se vende las donas enteras.
Debe ser Entera sin signo, ya que el vendedor entrega las donas no las recibe (sin considerar productos devueltos por el comprador o hurtos).

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 34

Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.
Debe ser Numérica.
Debe ser Entera, ya que se vende las donas enteras.
Debe ser Entera sin signo, ya que el vendedor entrega las donas no las recibe (sin considerar productos devueltos por el comprador o hurtos).
Puede ser de 1 byte, ya que es difícil que un vendedor informal venda más de 255 donas en mediodía. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 35

Entero Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas por un vendedor informal en medio día.
Debe ser Numérica.
Debe ser Entera, ya que se vende las donas enteras
Debe ser Entera sin signo, ya que el vendedor entrega las donas no las recibe (sin considerar productos devueltos por el comprador o hurtos).
Puede ser de 1 byte, ya que es difícil que un vendedor informal venda más de 255 donas en mediodía.

Entera sin signo de 1 byte Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 36

Real Almacena magnitudes formadas por una parte entera y una decimal.

0,00023400890003 786596,40505 -976843,006002873 456721,0
Solo es posible representar un subconjunto finito de los número reales. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 37

Real
También se conoce como datos punto flotante.
Se rige según la norma IEEE 754.
La forma como es almacenado un número real estaba basado en la notación científica:

5.67x1056 5.67 → mantisa 56 → exponente

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 38

Real
Mantisa normalizada: 0.1 ≤ Mantisa normalizada < 1

0.567x1057 0.567 → mantisa normalizada 57→ exponente

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Real
Solo sería necesario almacenar: 567 57


Existe un ahorro en memoria: 0 . x 10

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Real


En general:

s

Exponente

Mantisa

n bits

m bits


La Mantisa es un número binario.
El Exponente es un número entero sin signo.
La Base es 2, no 10:

(-1)Signo x 1.Mantisa x 2 Exponente – Bias Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 41

Real


Real de 4 bytes: s

Exponente

Mantisa

8 bits

23 bits


En el exponente se puede almacenar: 0 … 255 (1 … 254)
6 cifras significativas.
16777216 puntos en el rango.


(-1)Signo x 1.Mantisa x 2 Exponente – 127 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 42

Real
El mayor número que se puede representar:

1.11111111...12 x 2 127 3.4028234663852886 x 10 38
En número más pequeño que se puede representar:

1.17549435 x 10 -38
En epsilon entre un número y otro:

1.1920929 x 10 -7

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 43

Real


Real de 8 bytes:

s

Exponente

Mantisa

11 bits

52 bits


En el exponente se puede almacenar: 0 … 2047(1 … 2046)
15 cifras significativas.
9007199254740992 puntos en el rango.


(-1)Signo x 1.Mantisa x 2 Exponente – 1023 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 44

Real
El mayor número que se puede representar:

1.11111111...12 x 2 1023 1.7976931348623158 x 10 308
En número más pequeño que se puede representar:

2.2250738585072014 x 10 -308
En epsilon entre un número y otro:

2.2204460492503131 x 10 -16

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 45

Real Real de 4 Byte 1.1920929 x 10-7

1.17549435 x 10-38

-∞

∞

-3.4028234663852886 x 10 38

0

3.4028234663852886 x 10 38 Dos número consecutivos de subconjunto finito

Real de 8 Byte 2.2204460492503131 x 10-16

2.2250738585072014 x 10-308

-∞

∞

-1.7976931348623158 x 10 308

0

1.7976931348623158 x 10 308 Dos número consecutivos de subconjunto finito

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 46

Real Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas promedio vendidas por un vendedor informal en medio día por una semana.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 47

Real Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas promedio vendidas por un vendedor informal en medio día por una semana.
Debe ser Numérica.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 48

Real Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas promedio vendidas por un vendedor informal en medio día por una semana.
Debe ser Numérica.
Debe ser Real, ya que el promedio es un número no necesariamente entero, es decir, puede contener decimales.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 49

Real Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas promedio vendidas por un vendedor informal en medio día por una semana.
Debe ser Numérica.
Debe ser Real, ya que el promedio es un número no necesariamente entero, es decir, puede contener decimales.
Puede ser de 4 bytes, ya que este tipo ofrece una precisión de 6 cifras significativas y para el vendedor es necesario a lo sumo 1 cifra. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 50

Real Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará las cantidad de donas vendidas promedio vendidas por un vendedor informal en medio día por una semana.
Debe ser Numérica.
Debe ser Real, ya que el promedio es un número no necesariamente entero, es decir, puede contener decimales.
Puede ser de 4 bytes, ya que este tipo ofrece una precisión de 6 cifras significativas y para el vendedor es necesario a lo sumo 1 cifra.

Real de 4 bytes Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 51

Real
Casos especiales:: Exponente Mantisa Representación Todos 0 != 0 Números subnormales Todos 0

=0

Cero (con signo)

Todos 1

=0

Infinito (con signo)

Todos 1

!= 0

NaN(Not a Number)

Subnormales: (-1)S x 0.Mantisa x 2 Exponente – Bias Not a Number : s

0: Operación No Valida 1: Indeterminado

Los números subnormales llena el vacio formado alrededor del 0 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 52

Lógico Almacena Verdadero o Falso.
Normalmente ocupa el menor tamaño posible, es decir, 1 byte.
Si bien es cierto en un byte tenemos 256 posibilidades:


00000000 → Falso.




Cualquier otro valor es Verdadero.

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Lógico Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará si un vendedor informal vendió donas de chocolate en medio día.

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Lógico Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará si un vendedor informal vendió donas de chocolate en medio día.
Debe ser Lógica, ya que se necesita almacenar dos situaciones, si vendió o no vendió, verdadero si vendió y falso de lo contrario.

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 55

Lógico Ejemplo: Se requiere seleccionar el tipo de dato para una variable que almacenará si un vendedor informal vendió donas de chocolate en medio día.
Debe ser Lógica, ya que se necesita almacenar dos situaciones, si vendió o no vendió, verdadero si vendió y falso de lo contrario.

Lógica

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 56

Carácter Contiene una unidad de información de texto o alfanumérica.
Caracteres Alfabéticos:


Mayúsculas: ‘A’, ‘B’, …




Minúsculas: ‘a’, ‘b’, …


Caracteres Numéricos: ‘0’, ‘1’, …
Caracteres especiales:’#’, ‘,’, ‘>’, ‘{‘, …

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Carácter


Un carácter se almacena en un byte de memoria.


En un byte → 8 bits → 28 = 256 posibilidades:

256 Caracteres Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 58

Carácter


Cada carácter almacenado corresponde a un número entero establecido en una tabla de conversión definida por la ANSI (American National Standard Institute) llamada tabla ASCII (American Standard Code for Interchange of Information)

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Carácter

Memoria (Binario) 00100000 00111111 01000111 01100111 10000001 10100100

Representación Entera 32 63 71 103 129 164 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 60

Carácter

? G g ü ñ

Carácter

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Carácter

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Carácter


Los primeros 32 caracteres son caracteres no imprimibles, los cuales son fundamentalmente para ejecutar funciones especiales.


Los restantes si representan caracteres de texto: Entero 48 65 97 129 171

Hexadecimal 30 41 61 81 AB

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Carácter 0 A a ü ½

Tipo de datos


Reflexión:
Tipo de dato a seleccionar.
Operaciones en diferentes tipos.
Errores en truncamiento o redondeo.


Se tiene un subconjunto finito de los número reales.


Igualdades con Reales.


Acumulación redondeo.

de

errores

de

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 64

truncamiento

o

Tipo de datos


Reflexión:
Errores en truncamiento o redondeo.
Igualdades con Reales. Ejemplo: c = 0.5 – 0.1 – 0.1 - 0.1 – 0.1 – 0.1

Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 65

Tipo de datos


Reflexión:
Errores en truncamiento o redondeo.
Igualdades con Reales. Ejemplo: c = 0.5 – 0.1 – 0.1 - 0.1 – 0.1 – 0.1

Debería ser 0! ? Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 66

Variables


Lista de Variables: Una vez desarrollado el algoritmo, se debe establecer los tipos de las variables a utilizar. Es útil para la posterior implementación en el lenguaje construir una lista con todas las variables utilizadas en el algoritmo y sus respectivos tipos. Variable variable1:tipo1 … variableN:tipoN Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 67

Variables Ejemplo: Construir un algoritmo para promediar 2 números. Fase 1: Diseño y Análisis: DES, DRE ó DF y LV.

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Ejercicio Dados los siguientes problemas, construir el DES y LV (al menos entrada y salida) y justificar: a) Contar cantidad de números pares en un conjunto de 260 números. b) Contar el número de votos. c) Promediar 25 notas enteras de un curso. Presentar en la salida: d) La opción seleccionada entre ‘1’, ‘2’ y ‘3’. e) Si una persona es alta o baja. f) La nacionalidad de una persona. g) El número de hijos de una persona.

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Resumen




Tipos de Datos:
Numéricos:





Entero:


Sin Signo: 1, 2, 4 y 8 bytes.




Con Signo: 1, 2, 4 y 8 bytes.

Real:


4 bytes.




8 bytes.


Lógicos.
Carácter. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 13 – GM - 70