Metodología para la resolución de problemas
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Este documento describe las principales etapas del proceso de resolución de problemas con una computadora: 1) Definición y análisis del problema, 2) Análisis de posibles soluciones, 3) Diseño de la solución seleccionada, 4) Codificación del programa, pruebas y depuración, y 5) Documentación del programa. El objetivo es escribir un programa que resuelva el problema de manera efectiva.
Metodología para la resolución de problemas
- 1. Metodología para la resolución de problemas El concepto método, que a lo largo de la historia ha llamado la atención de gran cantidad de filósofos y científicos. El Diccionario Larousse define el termino método como “el conjunto de operaciones ordenadas con que se pretende obtener un resultado” La metodología es la ciencia aplica este método. Existen muchos tipos de metodología, como la metodología de la investigación, metodología de la enseñanza-aprendizaje, metodología par resolver cálculos matemáticos, etc. El proceso de resolución de un problema con una computadora conduce a la escritura de un programa y su ejecución en la misma. Aunque el proceso de diseñar programas es esencialmente un proceso creativo, se pueden considerar una serie de fases o pasos comunes, que generalmente deben seguir todos los programadores. Definición del problema En general, y de una manera muy simple, podemos decir que un problema es algo que hay que resolver.La primera fase de la resolución de un problema con computadora es la definición y análisis del problema. Esta fase requiere una clara definición, donde se contemple exactamente lo que debe hacer el programa y el resultado o solución deseada. Es una situación o un estado inicial que debemos transformar en una situación o estado final mediante un proceso, que consiste en una acción o conjunto de acciones. Dado que se busca una solución por computadora, se precisan especificaciones detalladas de entrada y salida, se debe tomar en cuenta que existe un conjunto de valores de entrada, una serie de factores que considerar y determinar el valor de salida que se espera. Esta fase esta dada por el enunciado del problema, el cual requiere una definición clara, precisa y completa. Es importante conocer y delimitar por completo el problema y que se desea que realice la computadora; mientras esto no se conozca del todo no tiene mucho caso continuar con el siguiente paso. Un problema bien delimitado es una gran ayuda para que el proceso general avance bien; un problema mal definido provocara desvíos conceptuales que serán difíciles de remediar posteriormente. Análisis de la solución Después de la definición del problema y del análisis de los datos de entrada el proceso continúa con el análisis de las alternativas de solución. Por lo general la solución de un problema puede alcanzarse por distintas vías. Es útil tratar de plantear la mayor cantidad de alternativas posibles de solución pues de esta forma las posibilidades aumentan a favor de encontrar la vía correcta.
- 2. Diseño de la solución En la etapa de análisis del proceso de programación se determina qué hace el programa. En la etapa de diseño se determina cómo hace el programa la tarea solicitada. Los métodos más eficaces para el proceso de diseño en el refrán conocido “divide y vencerás”. Es decir, la resolución de un problema complejo se realiza dividiendo el problema en subproblemas y a continuación subdividir estos subproblemas en otros de nivel más bajo, hasta que pueda ser implementada una solución en la computadora. Este método se conoce técnicamente como diseño descendente (top- down) o modular. El proceso de dividir el problema en cada etapa y expresar cada paso en forma más detallada se denomina refinamiento sucesivo. Cada subproblema es resuelto mediante un módulo (subprograma) que tiene un solo punto de entrada y un solo punto de salida. Cualquier programa bien diseñado consta de un programa principal (el módulo de nivel más alto) que llama a subprogramas (módulos de nivel más bajo) que a su vez pueden llamar a otros subprogramas. La etapa siguiente en la solución de un problema es la elección de una alternativa o el diseño de un algoritmo. Para diseñar el algoritmo se toman en cuenta los puntos desarrollados en el análisis del problema. Diseño del Algoritmo -Las características de un buen algoritmo son: -Debe tener un punto particular de inicio. -Debe ser definido, no debe permitir dobles interpretaciones. -Debe ser general, es decir, soportar la mayoría de las variantes que se puedan presentar en la definición del problema. -Debe ser finito en tamaño y tiempo de ejecución. Codificación, prueba y depuración La codificación es la operación de escribir la solución del problema (de acuerdo a la lógica del diagrama de flujo o pseudocódigo), en una serie de instrucciones detalladas, en un código reconocible por la computadora, la serie de instrucciones detalladas se le conoce como código fuente, el cual se escribe en un lenguaje de programación o lenguaje de alto nivel. Prueba y Depuración Los errores humanos dentro de la programación de computadoras son muchos y aumentan considerablemente con la complejidad del problema. El proceso de identificar y eliminar errores, para dar paso a una solución sin errores se le llama depuración. La depuracióno prueba resulta una tarea tan creativa como el mismo desarrollo de la solución, por ello se debe considerar con el mismo interés y entusiasmo. Resulta conveniente observar los siguientes principios al realizar una depuración, ya que de este trabajo depende el éxito de nuestra solución.
- 3. Prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución del programa; es conveniente que cuando se pruebe un programa se tomen en cuenta los siguientes puntos: 1.- Tratar de iniciar la prueba con una mentalidad saboteadora, casi disfrutando la tarea de encontrar un error. 2.- Sospechar de todos los resultados que arroje la solución, con lo cual se deberán verificar todos. 3.- Considerar todas las situaciones posibles, normales y aún las anormales. La Depuración consiste en eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. Documentación Es la guía o comunicación escrita es sus variadas formas, ya sea en enunciados, procedimientos, dibujos o diagramas. Es la guía o comunicación escrita que sirve como ayuda para usar un programa, o facilitar futuras modificaciones. A menudo un programa escrito por una persona es usado por muchas otras, por ello la documentación es muy importante; ésta debe presentarse en tres formas: Externa, Interna y al Usuario Final. Documentación Interna: Consiste en los comentarios o mensajes que se agregan al código del programa, que explican las funciones que realizan ciertos procesos, cálculos o fórmulas para el entendimiento del mismo. Documentación Externa: También conocida como Manual Técnico, está integrada por los siguientes elementos: Descripción del Problema, Nombre del Autor, Diagrama del Flujo y/o Pseudocódigo, Lista de variables y constantes, y Codificación del Programa, esto con la finalidad de permitir su posterior adecuación a los cambios. Manual del Usuario: Es la documentación que se le proporciona al usuario final, es una guía que indica al usuario como navegar en el programa, presentando todas la pantallas y menús que se va a encontrar y una explicación de los mismos, no contiene información del tipo técnico. Mantenimiento Se lleva acabo después de terminado el programa, cuando se detecta que es necesario hacer algún cambio, ajuste o complementación al programa para que siga trabajando de manera correcta. Para poder realizar este trabajo se requiere que el programa este correctamente documentado.