Algoritmos2

Algoritmos y solución de problemas

Fundamentos de Programación
Otoño 2008
Mtro. Luis Eduardo Pérez Bernal

Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática

Introducción

• En las ciencias de la computación se ocupa de los
problemas computables.
• Se le llama problema computable a aquella
abstracción de la realidad que tiene representación
algorítmica.
• Los algoritmos permiten encontrar la solución a
problemas computables.
• Intuitivamente las personas efectuamos cotidianamente
una serie de pasos, procedimientos o acciones que nos
permitan alcanzar algún resultado o resolver un
problema (al bañarnos, al desayunar, al ir a la
universidad). En realidad todo el tiempo estamos
aplicando algoritmos para resolver problemas.


Algoritmo

• Es un método para la resolución de problemas.
• Es un conjunto de pasos a seguir para la solución a un
problema.
• Es una serie finita de instrucciones para realizar una
tarea.

• Formalmente:
Es un conjunto de pasos, procedimientos o acciones
que nos permiten alcanzar un resultado o resolver
un problema.


Características de los algoritmos

• Las características que debe cumplir un algoritmo son:
– Un algoritmo debe ser Preciso e indicar el órden de
realización de cada paso.
– Un algoritmo debe ser Definido, es decir, si se sigue un
algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado.
– Un algoritmo debe ser Finito, es decir, si se sigue el
algoritmo se debe terminar el algún momento.


Otras características de los algoritmos

Debe cumplir con:

• Una secuencia de instrucciones claras y finitas
• Debe ser correcto y debe resolver el problema planteado
en todas sus facetas
• Debe ser legible


Resolver problemas

• ¿Qué tipo de problemas se pueden resolver?
– Computables

• ¿Qué métodos hay para resolver problemas
computables?
– Metodología de la programación (centrado en los
algoritmos)


Fases para resolver un problema computable

• Diseño de programas
– Análisis del problema • Análisis
– Diseño del algoritmo • Diseño (descendente,
– Verificación manual del refinamiento paso a paso)
algoritmo
• En la computadora
– Codificación del algoritmo
– Ejecución del programa • Codificación
– Verificación del programa • Ejecución
– Mantenimiento • Prueba
(documentación) • Mantenimiento


Fases para la solución de un problema computable

Solución de un
problema
computable

Diseño y Codificación Ejecución
Análisis verificación Prueba del
del del
del del Algoritmo Programa
problema algoritmo Programa
Lenguaje C

Herramientas de
Identificar los Identificar los programación:
Definir y datos de salida Refinamiento -Diagramas de
datos de Diseño
entender = por flujo
Entrada Descendente
El problema resultado Pasos - Pseudocódigo


Análisis del problema

• Es el primer paso a seguir para encontrar la solución a
un problema computable es el análisis del problema.
• En el análisis del problema se requiere del máximo de
creatividad e imaginación.
• Debido a que se busca una solución se debe examinar
cuidadosamente el problema a fin de identificar que
tipo de información es necesaria producir. En seguida se
deben identificar aquellos elementos de información
ofrecidos por el problema y que resulten útiles para
obtener la solución al problema.
• Finalmente, un procedimiento para producir los
resultados deseados a partir de los datos, es decir, el
algoritmo.


Análisis del problema

Análisis del
problema

Identificar los datos
Definir y entender Identificar los datos
de salida
El problema de entrada
= resultados


Elementos que conforman un algoritmo

• Entrada. Los datos iniciales que posee el algoritmo
antes de ejecutarse.
• Proceso. Acciones que lleva a cabo el algoritmo.
• Salida. Datos que obtiene finalmente el algoritmo.


Ejemplo: calcular el área de un rectángulo

• Análisis del problema
– El cálculo del área del rectángulo se puede dividir en:
• Entrada de datos (altura, base)
• Proceso: Cálculo del área (= base x altura)
• Salida de datos (base, altura, área)


Diseño del algoritmo

• La solución de un problema complejo puede requerir muchos
pasos, es necesario dividir el problema en subproblemas más
sencillos de resolver.
• Este método se denomina divide y vencerás y es aplicable a la
resolución y escritura de algoritmos y programas para computadora.
• Este método de división de un problema en otros subproblemas
más sencillos se puede expresar para conseguir su solución en una
computadora, mediante el método denominado diseño
descendente.
• El proceso de la rotura de un problema principal en etapas o
subproblemas más sencillos se denomina refinamiento paso a
paso o sucesivos.


Diseño descendente y refinamiento paso a paso

Problema del cálculo
Del área del
rectángulo

Entrada de Cálculo del Salida de
Datos área resultados

Entrada Entrada AREA = Salida Salida Salida

ALTURA BASE BASE x ALTURA ALTURA BASE AREA


Herramientas de programación

• Las herramientas de programación utilizadas como
lenguajes algorítmicos son:
– Pseudocódigo: es un lenguaje algorítmico, muy parecido
al español pero más conciso que permite la redacción
rápida del algoritmo.
– Diagramas de flujo: ha sido la herramienta de
programación por excelencia, y aún hoy sigue siendo muy
utilizada. Es fácil de diseñar pues el flujo lógico del
algoritmo se muestra en un diagrama en lugar de
palabras.


Pseudocódigo

• Es un lenguaje de pseudoprogramación, es decir, muy
parecido a un lenguaje de programación.
• El pseudocódigo es muy fácil de utilizar, ya que es muy
similar al español.
• Algunas palabras utilizadas en el pseudocódigo:
– Inicio
– Fin
– Leer
– Escribir
– Asignar (x y+z)


Ejemplo de pseudocódigo

Programa CalculoAreaRectangulo
Inicio
leer; base, altura
area base x altura
escribir; base, altura, area
Fin


Diagramas de flujo

• Un diagrama de flujo utiliza símbolos estándar en el que
cada paso del algoritmo se visualiza dentro del símbolo
y en el orden en que estos pasos se ejecutan, se indica
conectándolos con flechas llamadas líneas de flujo, ya
que indican el flujo lógico del algoritmo.
• Los símbolos utilizados en los diagramas de flujo han
sido estandarizados por la ANSI (American National
Institute) y por la ISO (International Standard
Organization)


Símbolos de diagramas de flujo


Ejemplo: Diagrama de flujo

INICIO

Leer:
base, altura

Area←base x altura

Imprimir:
base, altura,
área

FIN

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