Unidad 2. De lenguaje de alto nivel a código ejecutable

Introducción

En este punto del curso ya tienes una buena idea de cómo funciona un computador. También escribiste algunos programas en lenguaje ensamblador y estudiaste la relación entre este y el lenguaje de máquina.

A partir de ahora vas a emprender un viaje por varios de los componentes de software relacionados con los sistemas de cómputo. En esta unidad vas a aprender por medio de un nuevo lenguaje de programación conceptos que te permitirán comprender cómo se puede conseguir el código de máquina a partir de un lenguaje de alto nivel.

Propósito de aprendizaje

Comprender cómo se transforma un programa escrito en un lenguaje de alto nivel hasta el ejecutable.

Temas

  • Introducción al lenguaje C

Trayecto de actividades

Ejercicio 1: entorno de trabajo

Para poder trabajar en los ejercicios vas a necesitar un ambiente de trabajo basado en Linux.

Te voy a pedir que le des una mirada a este video para que te hagas una idea de qué es Linux.

Hay varias opciones para tener Linux funcionando en tu computador: lo puedes instalar en una memoria, en una partición de tu computador, en una máquina virtual o incluso en WSL2.

Te voy a recomendar que lo instales en una máquina virtual tal como lo explican en este video

Ejercicio 2: instala las herramientas

Una vez tengas Linux funcionando debes instalar una cuentas herramientas en tu sistema Linux.

Abren la terminal y ejecuta los comandos:

$ sudo apt update
$ sudo apt install build-essential
$ sudo apt install gdb

Ejercicio 3: instala un editor de texto

Para el curso te recomiendo que instales Visual Studio Code

Ejercicio 4: línea de comandos

Ahora te propongo que te familiarices un poco más con la terminal o línea de comandos de tu sistema operativo.

Para ello te propongo realizar la siguiente guía.

Ten presente que en los comentarios de la guía podrás consultar la solución a las preguntas; sin embargo, trata de pensar primero y luego compara con la respuesta.

Evaluación

(Tiempo total estimado 12 horas)

Enunciado

Te voy a proponer una serie de problemas para que evidencies en su solución lo que aprendiste en esta unidad.

Para darle variedad a las formas de evaluar te voy a proponer que armes un equipo de trabajo de 2 o 3 persona incluyéndote. La idea es que entre todos construyan la solución a cada uno de los problemas.

Problema 1: analisis y relación

Lo que has aprendido en este curso está relacionado con otras áreas del conocimiento de tu carrera. En este problema te voy pedir que analices y luego relaciones.

Considera el siguiente programa:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct IntArray{
    int *parr;
    int length;
}IntArray;


IntArray *createIntArray(int size);
void initIntArray(IntArray *);
void destroyIntArray(IntArray *);
void printArray(IntArray *);

int main(){
    IntArray * pIntArray = createIntArray(100);
    initIntArray(pIntArray);
    printArray(pIntArray);
    destroyIntArray(pIntArray);
}

IntArray *createIntArray(int size){
        IntArray *pIntArray = malloc(sizeof(IntArray));
        pIntArray->parr =   malloc( sizeof(int) * size);
        pIntArray->length = size;
        return pIntArray;
}

void initIntArray(IntArray *this){
    for(int i = 0; i < 100; i++){
        this->parr[i] = i;
    }
}

void printArray(IntArray *this){
    for(int i = 0; i < this->length; i++){
        printf("parr[%d]: %d\n", i, this->parr[i]);
    }
}

void destroyIntArray(IntArray *this){
    free(this->parr);
    free(this);
}
  • Explica cómo funciona el programa.
  • Explica en que parte del MAPA DE MEMORIA del proceso se almacena CADA variable usada.
  • Construye una programa similar a este usando C#.
  • Explica en qué parte de la memoria se almacena cada variable de tu programa.
  • Compara ambos programas e indica qué conceptos del programa propuesto se ven reflejados en tu programa.

Problema 2: del código fuente al código de máquina

Explica cómo se transforma el programa anterior (el que está en C) desde el código fuente hasta el código de máquina, es decir, qué pasos son necesarios para lograr lo anterior. En el proceso responde en el contexto del PROGRAMA:

  • ¿Qué hace el preprocesador?
  • ¿Qué hace el compilador?
  • ¿Qué hace el ensamblador?
  • ¿Quién o que parte del proceso de transformación se encarga de mezclar tu código con el código de printf

Problema 3: programación en lenguaje C

Vas a crear un programa en C que haga lo siguiente:

  • Crea un archivo de texto con la información de un arreglo de enteros introducidos en una sola línea, por ejemplo así: 1 2 3 4 5 6
  • Tu programa debe leer ese archivo y almacenar la información en un arreglo de enteros en memoria dinámica.
  • Realiza tres funciones que permitan encontrar el máximo, el mínimo y el promedio.
  • A cada función le debes pasar la dirección de memoria del primer elemento del arreglo y el tamaño de este.
  • Vas a crear un archivo de salida donde almacenarás el máximo, mínimo y el promedio encontrados.

Para este problema, considera el siguiente código:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(){

    char arr[] = "1 10 24 46 89\n";

    char *token = strtok(arr, " ");
    int i = 0;
    while(token != NULL ){
        printf("token[%d]: %s\n",i,token);
        token = strtok(NULL, " ");
        i++;
    }


    exit(EXIT_SUCCESS);
}

¿Qué debes entregar?

  • Subir a este enlace un .pdf con:
    1. Los nombres y IDs.
    2. Enlace al repositorio GitHub con la solución a los problemas
    3. La URL del video en youtube.
    4. Reportar si algún compañero del equipo no trabajó.
  • El video DEBE TENER una duración MÁXIMA de 15 minutos.
  • El video debe tener los siguientes capítulos en este mismo orden:
    • Integrantes y las tareas que realizó cada uno.
    • Problema 1: explicación.
    • Problema 2: explicación.
    • Problema 3: demostración de la solución.
    • Problema 3: explicación de la solución.
    • Problema 3: explicación de la implementación en código de la solución.
  • En este video puedes aprender a adicionar capítulos a tu video.

Criterios de evaluación

Cada problema se evalua completo, es decir, no se reciben problemas con solución incompleta. Un problema se soluciona completamente si tiene TODO lo solicitado incluyendo el video con la demostración y la explicación de su solución.

  • Calidad y duración máxima del video y repositorio en Github: 0.5
  • Problema 1: 1.5 unidad.
  • Problema 2: 1 unidades
  • Problema 3: 2 unidades.

Note

Sobre las personas reportadas en el pdf

Las personas que aparezcan reportadas en el pdf obtendrán automáticamente una calificación de 0.