Guia 4 Algoritmos

CENTRO DE ESTUDIOS EMSSANAR CETEM Resolución 0136 de 2007, 26 enero de 2007 Secretara de Educación Municipal FORMACION PARA EL TRABAJO Y DESARROLLO HUMANO

GUIA DE AULA No. 4 – ALGORITMOS PROGRAMA: Sistemas y computación MATERIA:

Lógica Matemática y Algoritmos

SEMESTRE:

I

I.H.S 4 T.H

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RESPONSABLE: Juan Alexander Agreda Delgado

Algoritmo: Se dice de la palabra algoritmo se deriva de la traducción al latin de la palabra árabe Alkhowarizmi, nombre de un matemático y astrónomo árabe que escribió un tratado sobre manipulación de números y ecuaciones en el siglo IX Un algoritmo es una serie finita de pasos organizados que describe el proceso que se debe seguir, para dar solución a un problema específico o para atender una necesidad. Dado un estado inicial y una entrada, a través de pasos sucesivos y bien definidos se llega a un estado final, obteniendo una solución. Los algoritmos son objeto de estudio de la algoritmia. En la vida cotidiana se emplean algoritmos en multitud de ocasiones para resolver diversos problemas. Algunos ejemplos se encuentran en los instructivos (manuales de usuario), los cuales muestran algoritmos para usar el aparato en cuestión o inclusive en las instrucciones que recibe un trabajador por parte de su patrón. También existen ejemplos de índole matemática, como el algoritmo de la división para calcular el cociente de dos números, el algoritmo de Euclides para calcular el máximo común divisor de dos enteros positivos, o el método de Gauss para resolver un Sistema lineal de ecuaciones. Recomendaciones para solucionar un problema mediante un algoritmo 1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA: Asegurarse que se entiende bien el problema que se pretende solucionar y la magnitud del mismo. 2. ANÁLISIS DEL PROBLEMA: Una vez que se ha comprendido lo que se desea realizar es preciso identificar todos los elementos de información que forman parte del problema como son: a. Datos de entrada: Dato cuyo valor no se conoce en el momento de diseñar el algoritmo, pero que serán suministrados al computador en el momento de 1

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ejecutar el programa; estos son necesarios para desarrollar los procesos para generar la salida, son la materia prima para generar los procesos. b. Datos de salida: Información que debe generar el programa, corresponde a la solución del problema. La información de salida es el del procesamiento de información de entrada. c. Proceso: Transformaciones o cálculos desarrollados sobre los datos introducidos para obtener los datos de salida. 3. DISEÑO DE LA SOLUCIÓN También se le llama diseño del algoritmo, esta etapa consiste en identificar los pasos lógicos necesarios para lograr la solución, y el orden exacto que deben realizarse. Cada paso debe ser una instrucción sencilla que pueda traducirse en una instrucción de lenguaje de programación. 4. CODIFICACIÓN Es la traducción de la solución del problema, en una serie de instrucciones detalladas, en un lenguaje reconocido por el computador, al que se conoce como lenguaje de programación. La serie de instrucciones detalladas se denomina código fuente y debe ser compilada para convertirse en ejecutable o programa 5. PRUEBA Y DEPURACIÓN En el momento de codificar un programa se desarrollan pruebas parciales que permiten verificar que las instrucciones están escritas correctamente y que realizan la función que se espera de ellas; sin embargo el hecho de que un programa funcione o se ejecute no significa que satisfaga plenamente la necesidad para la cual se desarrollo. 6. DOCUMENTACIÓN Es la guía o documentación escrita en sus variadas formas, ya sea en enunciados, procedimientos, dibujos o diagramas. A menudo un programa escrito por una persona, es usado por otra. Por ello la documentación sirve para ayudar a comprender o usar el programa o facilitar futuras modificaciones (mantenimiento). Existen tres clases de documentación: -Documentación interna -Documentación Externa 2

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-Manual del usuario Documentación interna: Comentarios o mensajes que se añaden al código fuente para hacerlo mas claro y entendible. Documentación externa: Consiste en preparar un documento en el que se consigna información relevante respecto al problema planteado y la forma como se implemento la solución, algunos datos que se deben incluir son: -Descripción del problema. -Nombre del autor. -Algoritmo (pseudocódigo, diagrama de flujo) -Diccionario de datos. -Código fuente (Programa): Esta información esta dirigida a personal con conocimientos de programación por ende contiene información técnica sobre el programa y no debe confundirse con el manual del usuario. -Manual del usuario: Es un documento destinado al usuario final que describe paso a paso el funcionamiento del programa. Debe incluir información detallada sobre el proceso de instalación, introducción de datos, procesamiento y obtención de resultados, recomendaciones e información sobre posibles errores. 7.

Mantenimiento Son los cambios que se le deben hacer al programa, después de haberse puesto en funcionamiento. Estos cambios pueden tener como fin incluir nuevos procesos o adaptarlo a circunstancias que han cambiado después de que fue desarrollado.

Medios de expresión de un algoritmo Los algoritmos pueden ser expresados de muchas maneras, incluyendo al lenguaje natural, pseudocódigo, diagramas de flujo y lenguajes de programación entre otros. Las descripciones en lenguaje natural tienden a ser ambiguas y extensas. El usar pseudocódigo y diagramas de flujo evita muchas ambigüedades del lenguaje natural. Dichas expresiones son formas más estructuradas para representar algoritmos; no obstante, se mantienen independientes de un lenguaje de programación específico. La descripción de un algoritmo usualmente se hace en tres niveles: 3

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1. Descripción de alto nivel. Se establece el problema, se selecciona un modelo matemático y se explica el algoritmo de manera verbal, posiblemente con ilustraciones y omitiendo detalles. 2. Descripción formal. Se usa pseudocódigo para describir la secuencia de pasos que encuentran la solución. 3. Implementación. Se muestra el algoritmo expresado en un lenguaje de programación específico o algún objeto capaz de llevar a cabo instrucciones. Diagrama de flujo (DFD) Son descripciones graficas de algoritmos; se utilizan símbolos conectados con flechas para indicar la secuencia de instrucciones. Los diagramas de flujo son utilizados para representar algoritmos pequeños, ya que abarcan mucho espacio y su construcción es laboriosa. Por su facilidad de lectura son usados como introducción a los algoritmos. Símbolo

Función Inicio y Fin

Asignación

Decisión

Lectura(Leer)

Salida(Escribir)

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Ciclo Mientras Que

Ciclo para

Ejemplo: Inicio

La lámpara no funciona

¿Esta enchufada

No

Enchufarla

Si

Remplazar el foco

Si

¿Foco quemado?

No Comprar nueva lámpara

Fin

5

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Pseudocódigo Pseudocódigo es la descripción de un algoritmo que asemeja a un lenguaje de programación pero con algunas convenciones del lenguaje natural. Tiene varias ventajas con respecto a los diagramas de flujo, entre las que se destaca el poco espacio que se requiere para representar instrucciones complejas. El pseudocódigo no está regido por ningún estándar. Palabras reservadas del Pseudocódigo Inicio

Fin

Leer

Escribir

mientras

Mientras

Repita

Hasta

Para

Retornar

Incrementar

Decrementar

Hacer

función

Lógico

Entero

Real

Carácter

Cadena

Si

Ejemplo 1 pseudocódigo -Escribir un algoritmo para hacer una llamada telefónica Definición del problema Hacer una llamada telefónica al número 7213243 desde un teléfono fijo. Análisis del problema Para poder hacer una llamada se requiere conocer el número al que la línea a la que se marca este disponible, en caso de estar ocupada es necesario intentar el mismo algoritmo en otro momento. En la definición del problema no se especifica el destinatario de la llamada, así que el propósito del algoritmo se limita a establecer la comunicación. Datos de entrada: numero de teléfono 7213243 Procesos: Marcar el numero Datos de salida: establecer la comunicación

Diseño de la solución Inicio Levantar el teléfono Verificar que haya tono 6

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Marcar el numero 7213243 Esperar respuesta Si hay tono de ocupado entonces Colgar para volver a intentar mas tarde Si hay respuesta entonces Entablar conversación Fin

Ejemplo 2 pseudocódigo -Diseñar un algoritmo que lea un numero y muestre un mensaje si el numero es par. Inicio Entero: x, r Escribir (“Ingrese número:”) Leer x r = x mod 2 Si r=0 entonces Escribir x, “es número par” Fin si Fin Ejercicios Diseñar los algoritmos para atender las necesidades que se listan a continuación. 1. Preparar una taza de café. 2. Poner en funcionamiento un auto. 7

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3. Cambiar una llanta de un auto. 4. Bañarse. INSTRUCCIONES DE ENTRADA Y SALIDA DE DATOS La mayoría de algoritmos actúan sobre un conjunto de datos suministrados por el usuario y se espera a partir de dichos valores y desarrollando los procesos programados se genere información de salida. INSTRUCCIÓN LEER La instrucción leer se utiliza para enviar información desde un dispositivo de entrada de datos hacia la memoria. En la memoria los datos son ubicados mediante el identificador (nombre de variable) Ejemplo pseudocódigo: Leer a, b Ejemplo DFD: a ,b

INSTRUCCIÓN ESCRIBIR Esta instrucción permite enviar datos desde la memoria hacia un dispositivo de salida como la pantalla o la impresora. La información que se envía puede ser constante o también el contenido de variables. Ejemplo pseudocódigo Escribir a, b Ejemplo DFD a, b

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Ejercicios 1. Elaborar un algoritmo que lea dos números, los sume y muestre los números sumados y el resultado. 2. En una venta de licores se tiene por política obtener el 30% de utilidad, se compra el Ron por cajas de 12 botellas y se vende por unidad dado el costo de la caja se desea conocer ¿ a que precio se debe vender cada botella?

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