Python, computadoras y diseño

¿Qué es python?

Logo de Python
Logo de Python

Python es un lenguaje de programación de alto nivel, “fácil” de aprender y simple de usar. Es multiplataforma lo qué significa que puedes instalarlo en sistemas GNU/Linux, Mac OS y Windows. Destacan las siguientes características del lenguaje:

  • Elegante sintaxis que permite al lenguaje ser claro y fácil entender
  • Rapidez con que se pueden hacer programas complejos
  • Tiene una amplia comunidad de desarrolladoras detrás

Como consecuencia, este lenguaje es ideal para hacer aplicaciones web, investigaciones académicas, manejo de grandes volúmenes de datos, desarrollo de inteligencia artificial, vídeo juegos, entre otras.

Guido Van Rossum

Guido es el creador del lenguaje. En Diciembre de 1989, comienza con el desarrollo de un lenguaje de scripting por hobbie para “mantenerse ocupado en navidad”. Para 1994 publica la versión 1.0

Creador de Python Guido Van Rossum
Guido Van Rossum de Doc Searls - 2006oscon_203.JPG, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4974869

Aunque Guido inició el desarrollo del lenguaje, el gran crecimiento de características y uso se debe en gran medida a la comunidad que mantiene, desarrolla y actualiza el lenguaje.

¿Quién utiliza python?

Empresas

  • Google 1

Python where we can, C++ where we must.

– Guido

  • Facebook
    • Servicios en el manejo de infraestructura
    • Ads API
    • Async IRCbot framework
  • Netflix
    • Análisis de datos
  • Dropbox 1
    • Server side code
    • APIs
  • Reddit
    • web.py
  • Spotify
    • Análisis de datos
    • Servicios

Academia

python es ampliamente utilizado en el ámbito académico y científico. Basta echar un vistazo en algunas las herramientas disponibles para propósitos de investigación y educación.

Gráfico en Matplotlib
Gráfico en matplotlib

Tú lo usaras también :D

Meme de perrito científico que no sabe que está haciendo
Perrito que no sabe que hace

Entendiendo las computadoras (un poco)

Están en todas partes (incluso detrás de ti ¡voltea ahora!). Las computadoras pueden realizar una gran variedad de tareas porque pueden ser programadas para ello. En este sentido, las computadoras no están diseñadas para un solo trabajo (al menos la mayoría no).

CPU (Central Procesing Unit)

Conocido como el cerebro de la computadora. En realidad no es un cerebro, solo entiende codigo binario y hace tareas pequeñas muy rápido. Por ejemplo, sumar dos números, leer datos de la memoria, determinar si un número es igual a otro, mover un número de un lugar en la memoria a otro lugar, entre otras.

Memoria principal

También conocida como la memoria RAM (Random Access Memory). En esta memoria se almacenan los programas y sus datos mientras se ejecutan. Por ejemplo, su usas Libreoffice para escribir una carta tanto el programa como el contenido de tu carta estarán en memoria RAM.

Esta memoria es de tipo volátil porque al quitarle la energía (apagar la computadora) toda la información contenida se borrará.

Memoria secundaria

También conocida como Discos Duros, Discos de estado solido, USB, CD, DVD, 3.3, 5.25. Estas memorias son para almacenar información a largo plazo. Son del tipo no volátil ya que al quitar la energía no se borra la información. Generalmente los programas importan datos desde esta memoria y los cargan en la memoria principal.

Dispositivos de entrada/salida

Pueden ser teclados, cámaras, impresoras, mouses, pantallas táctiels, escáner, micrófonos, pantallas y más.

Programas

  • Un programa es una serie de pasos que la computadora sigue para completar una tarea
  • Los programas son también llamados software o apps
  • El software es muy importante porque hace a las computadoras útiles (bueno, también la electricidad es importante).
  • Hay software que nos ayuda a dibujar, contar, calcular o incluso a ¡crear más software!

Lenguajes de programación

El CPU solo entiende un lenguaje y es binario

01110111 01100001 01101011 01100101 00100000 01110101 01110000 00100000 01101110
01100101 01101111

00100000 01100110 01101111 01101100 01101100 01101111 01110111 00100000 01110100
01101000 01100101 00100000 01110111 01101000 01101001 01110100 01100101 00100000
01110010 01100001 01100010 01100010 01101001 01110100

Como mucha gente encuentra complicado programar en lenguaje binario se crearon lenguajes más amigables para los humanos (según). Ejemplos

Arquitectura Von Neumman
Arquitectura Von Neumman De Neumotoraxiv, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1459241

Diseño de programas

Los programas deben ser cuidadosamente diseñados antes de ser escritos. Hay herramientas que podemos usar durante el diseño de programas como pseudocódigo y diagramas de flujo.

Ciclo de desarrollo de programas

1. Diseñar el programa

  • Es como una casa, si no la diseñas antes de comenzar a construir después dedicarás mucho tiempo a reparar cosas en lugar de construir la casa en si

2. Escribir código

  • Cada lenguaje tiene sus propias reglas, conocidas como sintaxis, y deben ser seguidas o si no tendremos errores. La sintaxis de un lenguaje menciona cosas como palabras clave, operadores, definición elementos, etc.
while (estado_vital("viva")):
    code(level="x1000")
    drink("cafecito")
    continue

3. Corregir errores de sintaxis

  • Si existen errores de sintaxis nuestros programas no funcionaran y deberemos corregirlos

4. Probar el programa

  • Para ver si hace lo que debería hacer

5. Corregir errores lógicos

  • Si el programa no hace lo que queremos lo reprendemos, nos reprendemos a nosotros y corregimos los problemas

6. Regresar al paso 1 (sorbo de café)

Ciclo de diseño de programas
Ciclo de diseño de programas

Un ejemplo

Imaginemos que queremos hacer un programa que toma dos números y que los suma. Por ahora no te preocupes mucho si no entiendes el código ya que solo es un ejemplo ilustrativo. En las siguientes lecciones ya lo entenderás.

Un programa en python que resuelve nuestro problema podría se el siguiente:

#!/usr/bin/python
# Programa suma.py

# Pide a la usuaria que ingrese el primer numero por teclado
numero_1 = input("Ingresa el numero 1>> ")
# Pide a la usuaria que ingrese el segundo numero por teclado
numero_2 = input("Ingresa numero 2>> ")

# Suma
resultado = numero_1 + numero_2

# Imprime el resultado en pantalla
print(resultado)

Corriendo el programa

user@machine$ python suma.py
Ingresa el numero 1>> 2
Ingresa numero 2>> 2
22

Diseñamos el programa, escribimos el código, no tuvimos errores de sintaxis y probamos nuestro programa pero parece que no hace lo que queremos. Debemos corregir errores lógicos entonces. Con las correcciones quedaría así:

#!/usr/bin/python
# Programa suma.py

# Pide a la usuaria que ingrese el primer numero por teclado
numero_1 = int(input("Ingresa el numero 1>> "))
# Pide a la usuaria que ingrese el segundo numero por teclado
numero_2 = int(input("Ingresa numero 2>> "))

# Suma
resultado = numero_1 + numero_2

# Imprime el resultado en pantalla
print(resultado)

Corriendo el programa de nuevo

user@machine$ python suma.py
Ingresa el numero 1>> 2
Ingresa numero 2>> 2
4

Ahora si funciona 😄

No por ahora no es necesario que entiendas el codigo ni las modificaciones. Solo queremos poner un ejemplo donde nuestro programa no tiene errores pero no hace lo que queremos. Mas adelante veremos como obtener errores (muchos errores 💥)

Instalemos lo necesario

Instalar python

Debemos configurar un entorno para poder programar, ejecutar y depurar nuestros códigos. Para este curso utilizaremos python en su versión 3. Te recomendamos leer esta guia y dependiendo del sistema que utilices puedas instalar python adecuadamente. Si tienes alguna duda sobre la instalación puedes contactarnos :D

NOTA: Si utilizas una distribución GNU/Linux actual probablemente ya tengas instalado python3.

Editor de código

Así como usamos programas para hacer presentaciones o dibujar también hay programas que están diseñados para ayudarnos a programar. Hay muchos editores de código allá afuera y de hecho existe una batalla interminable sobre que editor es el mejor.

Aquí te dejamos una lista de nuestros editores favoritos y tu puedes escoger el que más te guste. Los primeros dos son los más sencillos de usar para gente no tan experta en configuraciones pero les invitamos a checarlos todos :D

Editor de código neovim
Editor de código neovim

Modo interactivo

El lenguaje de programación python brinda un modo interactivo donde escribimos linea a línea nuestro código. El modo script o no interactivo consiste en escribir nuestros programas en un archivo (con ayuda de nuestro fabuloso editor de código), guardarlo y ejecutarlo. Aquí mostramos brevemente el modo interactivo.

Invocando al interprete

Si todo ha salido bien con la instalación basta con que abras una terminal (ese programa con una pantalla negra donde los juackers teclean muy rápido y vulneran sistemas del FBI), escribas la palabra python o python3 y des enter. Debería aparecer algo como esto:

user@machine$ python <enter>
Python 3.8.3 (default, Oct 17 2019, 12:09:47)
[GCC 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

NOTA: Si no todo ha salido bien en la instalación puedes ejecutar código python en tu navegador web usando esta página.

Nuestro primer programa, un tierno saludo

Vamos a hacer un clásico y lindo programa inicial. Este programa es un saludo para el mundo y en python basta con que escribamos print("<mi mensaje>") en nuestro interprete. Un ejemplo sería el siguiente:

Python 3.8.3 (default, Oct 17 2019, 12:09:47)
[GCC 9.2.1 20190827 (Red Hat 9.2.1-1)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hola mundo cruel y despiadado :)")
Hola mundo cruel y despiadado :)
>>>

Listo ya hemos comenzado a programar en python 🚀

  1. En estas empresas trabajó Guido en los periodos: Google (2005 - 2012) y Dropbox (2013 - 2019) ↩︎

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Última actualización el 11 Jul 2020