Algoritmos

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Algoritmos

La lógica computacional está relacionada íntimamente con la manera en que utilizas tu pensamiento lógico, esto es, con la  forma en que resuelves un problema.

Cuando se plantea un problema, para su resolución se aplican diferentes técnicas, como lo son la lineal, las estructurada y la orientada a objetos.

Un algoritmo es un procedimiento para resolver un problema dado. Un algoritmo se describe con un conjunto finito y ordenado de pasos que deben llevarse a cabo para producir la solución a dicho problema.

Pasos para solucionar un problema

1.- Diseño del algoritmo, describe la secuencia ordenada de pasos, sin

ambigüedades, que conducen a la solución de un problema dado. (Análisis del

problema y desarrollo del algoritmo).

2.- Expresar el algoritmo como un programa en un lenguaje de programación

adecuado. (Fase de codificación).

3.- Ejecución y validación del programa por computadora.

La completa ejecución de un algoritmo debe finalizar con la producción del resultado esperado a partir de las entradas proporcionadas.

Corresponde al insumo, a los datos necesarios que requiere el proceso para ofrecer los resultados esperados.

Pasos necesarios para obtener la solución del problema o la situación planteada.

Resultados arrojados por el proceso como solución.

El orden en que se disponen los pasos del algoritmo debe ser riguroso; esto implica que deben existir unos pasos antes que otros u otros antes de unos. No se podrá multiplicar A por B si, previamente, no se conocen sus respectivos valores.

El algoritmo es la antesala del programa que ejecutará la computadora, y cuando éste se traslada al lenguaje escogido para representarlo se debe conservar el orden preestablecido en él, independientemente del lenguaje seleccionado.

Un algoritmo, una vez construido, puede expresarse en lenguajes diferentes de programación y ejecutarse en computadoras distintas; sin embargo, el algoritmo será siempre el mismo. De ahí que los errores lógicos que se cometan en la elaboración de éste pasarán al lenguaje y, por ende, a la computadora, el cual reproducirá exactamente lo que se le ha mandado; éste no tiene el poder para detectar errores humanos.

Los algoritmos tienen las siguientes propiedades:

Un algoritmo debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso.

Un algoritmo debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez.

Un algoritmo debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento; o sea, debe tener un número finito de pasos.

Ejemplos de algoritmos

Se quiere abrir una puerta, la persona se encuentra frente de ella, tiene la llave que abre

¿Qué pasos requieres hacer para abrirla?

Paso 1 Coloca la llave en  la cerradura
Paso 2 Gira la  llave a la derecha
Paso 3 Da una vuelta
Paso 4 El pasador cede
Paso 5 La puerta se abre

Algoritmo para comprar las boletas de entrada al cine.

​1. Inicio
​2. Seleccionar la película
​3. Llegar al lugar de proyección de la película
​4. Revisar la cartelera
​5. Hacer la fila de pago
​6. Esperar el turno
​7. Solicitar la película.
    Si la hay
​       7-1. Entregar el dinero
​       7-2. Esperar por las boletas y la diferencia de pago
​       7-3. Retirarse
    Si no hay la película
​       7-4. Escoger otra película o retirarse
​8. Fin

Calcular el área y el perímetro de un rectángulo.

Datos de entrada:

base y altura

Datos de salida:

área y perímetro

Operaciones a ejecutar:

area resulta de base*altura

perímetro resulta de 2*(base + altura)

Algoritmo:

Inicio                                                                  
    Leer (base , altura)                                                  
    area vale base\*altura                                                
perimetro vale 2\*( base + altura)                                     

Diagramas de flujo

Un diagrama de flujo es una técnica que te permite la representación gráfica de un algoritmo, muestra los pasos o procesos para alcanzar la solución a un problema , utiliza símbolos estandarizados y normalizados por ANSI (American National Standars Institute), en donde cada símbolo representa el tipo de operación a ejecutar.

Elaboremos el algoritmo y el diagrama de flujo de la suma de dos números

Con base en lo anterior se aprecian los principales símbolos:

Cuando se utiliza el símbolo de decisión, puede ser simple o múltiple:

Decisión simple: Se evalúa una condición en su interior, y dependiendo del resultado, se selecciona uno de los caminos establecidos.  Este símbolo también es conocido como estructura algorítmica (o de control) selectiva sí entonces y sí entonces / sino.

Decisión múltiple: En su interior se evalúa una condición, y a partir del valor del resultado, se selecciona una de las acciones planteadas , en caso no existir una opción equivalente al resultado, se podrá implementar una acción para una respuesta diferente a las esperadas. También se le llama estructura algorítmica selectiva múltiple.

Algunas reglas que debes de tener en cuenta al construir los diagramas de flujo son:

​1. Debe ser de arriba hacia abajo (top - down) y de izquierda a derecha (left to right).

​2. Debe tener un inicio y un fin.

​3. Las líneas de flujo para indicar la dirección del flujo de información deben ser rectas , verticales y horizontales.

​4. Todas las líneas de flujo que se utilizan para indicar la dirección deben estar conectadas a algún símbolo .

​5. La notación utilizada debe ser independiente del lenguaje de programación .

​6. No debe de llegar más de una línea a un símbolo.

Pseudocódigo

Una de las formas de especificar un algoritmo es mediante la escritura en lenguaje natural  de una secuencia de pasos numerados. El regreso a un paso anterior o el salto a un paso posterior se indica con palabras. Otra de las formas de especificarlo es mediante el pseudocódigo, en éste se utiliza un lenguaje estructurado y cercano a lo que será finalmente el programa de computadora .

El pseudocódigo es un lenguaje para la especificación de algoritmos con una sintaxis para las estructuras de control similar a la expresada en un lenguaje de programación . Traducir un algoritmo escrito en pseudocódigo a un lenguaje de programación resulta más sencillo que hacer la traducción desde un algoritmo expresado en lenguaje natural.

Las acciones y las estructuras de control se representan en el pseudocódigo con palabras reservadas, similares a las utilizadas en los lenguajes de programación estructurada. Entre estas palabras reservadas, las más usadas en inglés son: begin, read, write, if-then, if-then-else, while-end, do-while, repeat for-to y end. 

En español se utilizan palabras como las siguientes: inicio, leer, escribir, si-entonces, si-entonces-sino, mientras-hacer, hacer-mientras, repetir desde-hasta y fin. Es muy recomendable utilizar solo una de estas dos formas durante la escritura de un algoritmo, ya que la mezcla o uso indistinto de palabras procedentes del inglés y palabras procedentes del español puede causar confusión y dificultad en la lectura e interpretación del algoritmo.

Cuando se usa el pseudocódigo como lenguaje de especificación de un algoritmo, el programador puede concentrarse en la lógica y en las estructuras de control,  sin preocuparse por la sintaxis y reglas del lenguaje de programación.

Con base en esto tenemos que:

El pseudocódigo es compacto.

Puede modificarse fácilmente.

Se utilizan palabras claves en mayúsculas en español , que identifican las estructuras algorítmicas secuenciales, selectivas y repetitivas.

Se construye de manera estructurada (de arriba hacia abajo).

No existen reglas estándar para utilizarlo.

No se tiene una representación gráfica de la lógica del programa ,

No puede ser representado en una computadora .

Pseudocódigo de la suma de dos números

Inicio                                                                
    Lee (N1)                                                              
    Lee (N2)                                                              
    Suma = N1 + N2                                                        
    Escribe (Suma)                                                        
Fin                                                                  

Dado un número del 1 al 7, decir qué día de la semana es, partiendo de que el lunes es 1.

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    Escribe ('día' )          
    Lee día                   
    Caso día:                 
        1:Escribe ('Lunes' )   
        2:Escribe  ('Martes')   
        3:Escribe ('Miércoles' )
        4:Escribe  ('Jueves')   
        5:Escribe ( 'Viernes')
        6 :Escribe ('Sábado' ) 
        7:Escribe  ('Domingo') 
    Fin_caso                
Fin                      

El conejo y las zanahorias  

Lenguajes de programación

Cuando se aplica cualquier metodología para la resolución de problemas, con la intención de presentar un programa que se pueda ejecutar en la computadora, forzosamente tendremos que elegir el lenguaje de programación a utilizar.

Es importante aclarar que la computadora tiene su propio idioma, de tal forma que tendremos que considerar los diferentes lenguajes que existen, tales como:

Lenguaje máquina. Serie de instrucciones directamente entendibles por la computadora, pero de muy difícil manejo para cualquier programador.

Lenguaje de bajo nivel. Conjunto de instrucciones específicas entendibles por la computadora. Las instrucciones se escriben en códigos alfabéticos conocidos como mnemotécnicos.

Lenguaje de alto nivel. Serie de instrucciones escritas con palabras muy similares al idioma propio, esto implica que la computadora requerirá de un traductor para entender convertirlo al lenguaje máquina, el cual es el único idioma que interpreta la computadora.

Lo anterior requiere que manejes los elementos mínimos necesarios para manipular el ambiente, lo que implica el uso de menús, operaciones con los bloques de  instrucciones, así como la forma de imprimir tus códigos y pantallas de ejecución.

En algunos casos se requiere que la información procesada dentro del programa se almacene para su posterior tratamiento, por lo cual se tendrán que definir estructuras de datos especialmente para esto.

Los archivos que se revisaran son los de tipo texto y los estructurados, donde en el primero la forma de almacenamiento es mediante código ASCII, mientras que en el segundo es mediante el uso de registros.

Mas informacion: http://uapas1.bunam.unam.mx/matematicas/diagramas_flujo/