1. Nivel básico

NIVEL BÁSICO

Este blog está diseñado para ser tu guía en el aprendizaje de Java, uno de los lenguajes de programación más potentes y versátiles del mundo actual. Desde conceptos básicos hasta técnicas avanzadas, te ayudaremos a dominar los fundamentos de Java y a descubrir sus aplicaciones prácticas. Prepárate para descubrir cómo Java puede impulsar tu trayectoria profesional en el emocionante campo de la tecnología.

Este nivel se trata de una primera toma de contacto con este maravilloso lenguaje, ya que abarcara; Introducción a un computador, Introducción a Java, Estructura de un programa Java, Tipos de datos y variables, por último, Operadores y expresiones.

1. Introducción a un Computador:

Los computadores, o computadoras, son dispositivos omnipresentes en nuestro mundo actual. Son máquinas sorprendentes que desempeñan un papel vital en prácticamente todos los aspectos de nuestras vidas. Esta introducción se centra en arrojar luz sobre la esencia de lo que es un computador y cómo funcionan.

En su nivel más básico, un computador es una máquina electrónica capaz de procesar información. Pero, ¿qué significa eso? Básicamente, un computador toma datos de entrada, los procesa mediante una serie de operaciones, y luego produce datos de salida. Estas operaciones son llevadas a cabo por la unidad central de procesamiento (CPU), que es el "cerebro" del computador.

Los datos de entrada pueden venir de diversas fuentes, como el teclado, el ratón, sensores, o incluso otros dispositivos electrónicos. El procesamiento de datos implica realizar cálculos, realizar operaciones lógicas y manipular la información de acuerdo con un programa o conjunto de instrucciones.

Una vez que los datos han sido procesados, el computador produce datos de salida que pueden ser visibles en la pantalla, impresos en papel, almacenados en un disco duro, o enviados a través de una red a otro dispositivo.

Los computadores también tienen memoria, que se utiliza para almacenar datos e instrucciones temporales mientras se está procesando la información. Esta memoria se divide generalmente en memoria RAM (Random Access Memory) y memoria de almacenamiento a largo plazo, como discos duros o unidades de estado sólido.

A lo largo de esta serie de artículos, exploraremos en profundidad cómo funcionan los computadores, cómo se comunican con los dispositivos externos, cómo se programa su comportamiento y cómo han evolucionado a lo largo de la historia para convertirse en las poderosas herramientas que utilizamos hoy en día. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la informática!

• Partes del computador

Una computadora está conformada por una serie de componentes que trabajan en conjunto para permitir el funcionamiento eficiente de la computadora, realizando tareas y procesando información de acuerdo con las instrucciones proporcionadas por el usuario o los programas instalados. Dichos componentes son llamados dentro del mundo de la tecnología como "hardware" como lo es;

Unidad Central de Procesamiento (CPU): Conocida como el "cerebro" de la computadora, la CPU ejecuta instrucciones y procesa datos.

Memoria RAM (Random Access Memory): Es la memoria de acceso aleatorio utilizada para almacenar datos y programas que están en uso activo.

Disco Duro o Unidad de Estado Sólido (SSD): Estos dispositivos de almacenamiento de datos a largo plazo guardan programas y archivos de manera permanente, incluso cuando la computadora se apaga.

Placa base (Motherboard): Es el componente principal que conecta y permite la comunicación entre todas las partes de la computadora, como la CPU, la memoria y otros periféricos.

Tarjeta gráfica (GPU): Responsable de procesar y renderizar gráficos, es esencial para juegos, diseño gráfico y visualización de contenido multimedia.

Fuente de alimentación (Power Supply): Suministra energía eléctrica a todos los componentes de la computadora.

Dispositivos de entrada y salida: Estos incluyen teclado, ratón, monitor, impresora y otros periféricos que permiten la interacción con la computadora y el intercambio de información.

Tarjeta de red: Facilita la conexión de la computadora a redes locales (LAN) o a Internet.

• Hardware y Software

El mundo de la tecnología está compuesto por dos elementos esenciales: el hardware y el software. Ambos son fundamentales para el funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico, desde computadoras hasta teléfonos inteligentes y más allá.

Hardware: Se refiere a los componentes físicos y tangibles de un sistema informático. Incluye todo, desde la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria y el disco duro, hasta los periféricos como teclados, ratones, monitores y dispositivos de red. El hardware es la estructura física sobre la que se ejecuta el software y realiza las operaciones necesarias para el procesamiento de datos y la ejecución de programas.

Software: Es la parte lógica e intangible del sistema informático, que incluye todos los programas, aplicaciones y datos que se ejecutan en el hardware. Se divide en dos categorías principales: software de sistema y software de aplicación. El software de sistema controla y gestiona el hardware, permitiendo una comunicación efectiva entre el usuario y la máquina. Mientras tanto, el software de aplicación ofrece funcionalidades específicas para realizar tareas como procesamiento de texto, diseño gráfico, juegos, navegación web y mucho más.

2. Introducción a Java:

Java, un lenguaje de programación potente y versátil, ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de aplicaciones informáticas desde su creación. A continuación, se presenta una breve historia y características distintivas:

• Historia y características de Java.

Historia:

Java fue creado por James Gosling y su equipo en Sun Microsystems a principios de la década de 1990. Fue concebido como un lenguaje de programación para dispositivos electrónicos, pero su enfoque cambió rápidamente hacia la programación de internet. Uno de los avances clave de Java fue su capacidad para funcionar en diferentes plataformas, lo que llevó al desarrollo del lema "Write Once, Run Anywhere" (Escribe una vez, ejecuta en cualquier lugar). En 1995, Sun Microsystems lanzó oficialmente Java 1.0, y desde entonces, Java ha evolucionado para convertirse en uno de los lenguajes de programación más populares en el mundo del desarrollo de software.

Características de Java:

• 
  Portabilidad: Java es altamente portable, lo que significa que los programas escritos en Java pueden ejecutarse en cualquier plataforma que tenga un intérprete de Java. Esto se debe a la máquina virtual de Java (JVM), que actúa como un intermediario entre el código Java y el sistema operativo subyacente.
• Orientado a Objetos: Java se basa en el paradigma de programación orientada a objetos (OOP), lo que significa que todo en Java es un objeto. Esto permite la reutilización de código y la creación de programas modulares y escalables.
• Seguridad: Java ha sido diseñado con un enfoque en la seguridad, lo que ha llevado a la inclusión de características como la verificación de bytecodes y el control de acceso.
• Simplicidad y Familiaridad: Java fue diseñado para ser un lenguaje de programación simple y fácil de aprender. Su sintaxis se basa en gran medida en C++ y otros lenguajes de programación populares, lo que lo hace familiar para muchos programadores.
• Rendimiento: Aunque Java es conocido por su portabilidad y seguridad, también es capaz de proporcionar un rendimiento sólido en una amplia variedad de aplicaciones, desde aplicaciones de escritorio hasta sistemas de alto rendimiento y aplicaciones web a gran escala.

• Entorno de desarrollo (IDE) y configuración.

Un Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) es una herramienta esencial para los desarrolladores, ya que les permite escribir, depurar y compilar código de manera eficiente. En el caso de Java, existen varios IDEs populares, siendo NetBeans, Eclipse y IntelliJ IDEA algunos de los más utilizados.

La instalación de Java JDK (Java Development Kit) y NetBeans es un proceso fundamental para comenzar a desarrollar aplicaciones en Java. A continuación, podrás visualizar el siguiente vídeo para configurar un entorno de desarrollo Java con NetBeans:

3. Estructura de un programa Java:

En Java, la estructura de un programa se basa en el concepto de clases y objetos, junto con métodos y variables que operan dentro de estas clases. A continuación, se proporciona una descripción general de estos elementos fundamentales:

• Clases y objetos.

Clases: Una clase en Java es un plano o un modelo que define las propiedades y comportamientos de un objeto. Proporciona una plantilla para la creación de objetos. Los objetos son instancias individuales de una clase y tienen características y comportamientos específicos definidos por la clase a la que pertenecen.

Atributos: Son variables con un tipo y un identificador. El tipo puede ser cualquiera, desde un primitivo hasta una clase que definas. Lo importante es que el tipo sea el adecuado para la información que contendrá el atributo.

Métodos: Son los responsables de definir el comportamiento que tendrán posteriormente los objetos de esta clase. Normalmente los métodos manipulan los atributos, aunque puede haber métodos que no utilicen los atributos para nada. Esto depende por completo de las necesidades de la aplicación.

El código de la clase quedará de la siguiente forma:

Objetos: La clase sirve de plantilla para poder definir datos con un estado y un comportamiento concretos. Los datos con esta estructura son los objetos. La clase Java no ocupa memoria, es simplemente la definición. Sin embargo, el objeto si, puesto que es el que tendrá la información con la estructura descrita en la clase.

En el ejemplo del coche no nos fijábamos en ningún coche concreto para definir la clase, porque buscábamos una estructura común a todos los coches. En el caso del objeto es distinto. El objeto contendrá información específica de un coche concreto y podrás definir todos los objetos coche que necesites a partir de la clase.

Para instanciar objetos en Java hay que utilizar el operador new. Es el operador responsable de realizar la reserva de memoria.

• Funciones y bloques de código.

Una función en Java, también conocida como método, es un bloque de código que realiza una tarea específica y se ejecuta cuando es llamado. Las funciones pueden recibir datos como entrada (parámetros), procesar estos datos y devolver un resultado (valor de retorno).

El uso de funciones nos permite reutilizar y organizar nuestro código de manera más eficiente, ya que podemos dividir un programa en partes más pequeñas y modulares.

En Java, las funciones se definen dentro de una clase y se utilizan para manipular el estado (atributos) y comportamiento (métodos) de los objetos de esa clase. Sintaxis de una función en Java:

Ejemplo de una función en Java:

4. Tipos de datos y variables:

En Java, existen diferentes tipos de datos, incluidos los tipos de datos primitivos que se utilizan para almacenar valores simples. Algunos de los tipos de datos primitivos más comunes incluyen:

• Declaración y asignación de variables.

Variables: Las variables en Java son contenedores que se utilizan para almacenar y manipular datos en un programa. Una variable tiene un tipo de dato que define qué tipo de valor puede contener y un nombre que se utiliza para hacer referencia a ella en el código.

En otras palabras, las variables Java son un espacio de memoria en el que guardamos un determinado valor (o dato). Para definir una variable seguiremos la estructura:

Algunos ejemplos de variables serian:

Las variables son utilizadas como propiedades dentro de los objetos.

• Variables primitivas (int, float, boolean, etc.).

int: Representa números enteros y se utiliza para almacenar valores enteros sin decimales, como 0, -1, 42, etc.

float: Representa números de coma flotante de precisión simple y se utiliza para almacenar valores decimales, como 3.14, -0.001, 123.45, etc.

double: Similar al tipo float, pero ofrece mayor precisión y se utiliza para almacenar valores decimales más grandes y más precisos.

boolean: Representa un tipo de dato booleano que solo puede tener dos valores: true o false. Se utiliza para representar valores de verdadero y falso en lógica booleana.

char: Representa un solo carácter y se utiliza para almacenar caracteres individuales, como 'a', 'b', '1', '&', etc.

byte: Se utiliza para representar valores numéricos enteros pequeños. Almacena valores de -128 a 127.

short: Se utiliza para representar valores numéricos enteros más grandes que el byte. Almacena valores de -32,768 a 32,767.

long: Representa números enteros más grandes que el tipo int y se utiliza para almacenar valores enteros de mayor rango, como -2,147,483,648 a 2,147,483,647.

• Conversión de tipos de datos.

En Java, a menudo es necesario convertir valores de un tipo de dato a otro. Esto se puede lograr mediante la conversión explícita o implícita de tipos de datos. A continuación, se describen los dos tipos principales de conversión de datos en Java:

Conversión implícita: Ocurre cuando se asigna un valor de un tipo de dato más pequeño a un tipo de dato más grande. Por ejemplo, asignar un valor de tipo int a una variable de tipo double. Java maneja esta conversión de manera automática y sin pérdida de datos.

Conversión explícita: Ocurre cuando se asigna un valor de un tipo de dato más grande a un tipo de dato más pequeño. En este caso, es posible que ocurra una pérdida de datos si el valor es demasiado grande para ser representado por el tipo de dato más pequeño. Puedes realizar una conversión explícita utilizando el casting. Por ejemplo, convertir un valor de tipo double a int: int x = (int) 3.14;

De forma general trataremos de atenernos a la norma de que "en las conversiones debe evitarse la pérdida de información". En la siguiente tabla vemos conversiones que son seguras por no suponer pérdida de información.

No todos los tipos se pueden convertir de esta manera. Como alternativa, existen otras formas para realizar conversiones.

Método valueOf para conversión de tipos

El método valueOf es un método sobrecargado aplicable a numerosas clases de Java y que permite realizar conversiones de tipos. Veamos algunos ejemplos de uso.

5. Operadores y expresiones:

En Java, los operadores se utilizan para realizar operaciones en variables y valores, mientras que las expresiones son combinaciones de variables, operadores y valores que producen un resultado.

• Operadores aritméticos, de asignación y de comparación.

Operadores aritméticos: Estos operadores se utilizan para realizar operaciones matemáticas básicas en variables numéricas:

• Suma (+)
• Resta (-)
• Multiplicación (*)
• División (/)
• Módulo (%)

Estructura:

Ejemplos:

Operadores de asignación:

• El operador de asignación básico es el signo igual (=), que se utiliza para asignar valores a variables.
• También hay operadores de asignación compuestos como +=, -=, *=, /=, que realizan operaciones aritméticas y luego asignan el resultado a la variable.

Como podemos apreciar en el ejemplo anterior, dichos operadores de asignación están siendo utilizados para asignar los valores resultantes de las operaciones presentes en cada una de las variables definidas respectivamente.

Operadores de comparación: Se utilizan para comparar dos valores y producir un resultado booleano (verdadero o falso) basado en la comparación:

• == (igual a): Este operador compara si dos valores son iguales. Si ambos valores son iguales, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.
• != (no igual a): Este operador verifica si dos valores no son iguales. Si los valores son diferentes, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.
• > (mayor que): El operador de "mayor que" compara si el valor a la izquierda es mayor que el valor a la derecha. Si el valor a la izquierda es mayor, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.
• < (menor que): Este operador verifica si el valor a la izquierda es menor que el valor a la derecha. Si el valor a la izquierda es menor, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.
• >= (mayor o igual que): Este operador comprueba si el valor a la izquierda es mayor o igual que el valor a la derecha. Si el valor a la izquierda es mayor o igual, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.
• <= (menor o igual que): Este operador verifica si el valor a la izquierda es menor o igual que el valor a la derecha. Si el valor a la izquierda es menor o igual, devuelve true; de lo contrario, devuelve false.

La estructura de los operadores de igualdad es la siguiente:

Por ejemplo, podemos utilizar estos operadores de igualdad en Java de la siguiente forma:

• Expresiones condicionales y lógicas.

Las expresiones condicionales y lógicas en Java son construcciones fundamentales que permiten controlar el flujo de un programa en función de ciertas condiciones lógicas. Estas expresiones se utilizan para tomar decisiones y ejecutar acciones específicas en función de si una condición dada es verdadera o falsa.

Expresiones condicionales:

if-else: Se utiliza para ejecutar un bloque de código si se cumple una condición específica. Si la condición es falsa, se ejecutará el bloque de código dentro del else, si está presente.

else if: Permite verificar múltiples condiciones. Si la primera condición es falsa, se evalúa la siguiente condición y se ejecuta el bloque de código correspondiente si se cumple.

switch-case: Se utiliza para seleccionar uno de los muchos bloques de código para su ejecución. Evalúa una expresión para múltiples casos y ejecuta el bloque de código correspondiente al caso que coincida.

Expresiones lógicas:

&& (AND lógico): Devuelve true si ambas expresiones son verdaderas. Si una o ambas son falsas, devuelve false.

|| (OR lógico): Devuelve true si al menos una de las expresiones es verdadera. Solo devuelve false si ambas expresiones son falsas.

! (NOT lógico): Invierte el valor lógico de una expresión. Si una condición es verdadera, ! la hará falsa, y si una condición es falsa, ! la hará verdadera.

En el siguiente ejemplo hay dos expresiones relacionales que devolverán un valor lógico: a > b y b < 0. Como están entre paréntesis se evaluarán primero, y sus valores resultantes serán lo que evalúe el operador &&:

a > b: El resultado es true puesto que la variable a tiene valor 5 y la variable b tiene valor -1. Se cumple 5 > -1.

b < 0: El resultado es true puesto que la variable b tiene valor -1. Se cumple -1 < 0.

Como a>b es true y b<0 es true, la expresión (a > b) && (b < 0) se evaluará como true && true, lo que dará como resultado true.