Algoritmos • ¿Que es un algoritmo? – “Una lista de instrucciones donde se especifica una sucesión de operaciones necesarias para resolver cualquier problema de un tipo dado”. – Ejemplo sumar dos números

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Algoritmos

Algoritmos

491 + 25 516

V + F F

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

5+1=6 Anotar 6 2+9=11 Anotar 1 y guardar 1 4+0=4 4+1=5 Anotar 5 El resultado es 516

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Algoritmos

Algoritmos

V

V

+ V

V

F

F

F

V

F

F

F

F

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san + sano sansano IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Algoritmos • Entrada – ¿Qué se necesita para realizar los pasos?

• Salida – ¿Que se obtiene al final del algoritmo?

• Tipos de datos – Números: enteros, reales, complejos – Texto: letras, palabras, frases – Otros

Algoritmos • Sirven para resolver un tipo de problema especifico. • Son secuencias de pasos concretos. • Requiere la definición de la entrada y la salida. • Adecuados para ser ejecutados por un computador

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Algoritmos

Algoritmos

• ¿Qué tiene que ver con la programación? – La programación consiste en crear programas de computador que resuelvan problemas específicos. – Un programa de computador es la implementación de un algoritmo.

• ¿Qué es un programa de computador? – Es una secuencia de pasos a ejecutar – Los pasos están descritos en un lenguaje especial. – Este lenguaje se puede traducir al lenguaje del computador. – Por lo general es un archivo de texto. – El texto escrito en dicho lenguaje se denomina el código del programa.

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Descripción de un algoritmo

Descripción de un algoritmo

• Es necesario contar con formas de expresar algoritmos – Diseño del algoritmo antes de codificar – Diseño del algoritmo de manera independiente del lenguaje de programación

• Diferentes alternativas – Pseudo - código

• Pseudo – código – El algoritmo se expresa en lenguaje natural – Expresa de manera genérica los pasos del algoritmo – No provee detalles de la implementación particular del código final

– Diagramas de flujo – Diagramas de Nassi-Schneidermann IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Descripción de un algoritmo • Diagramas de flujo

Descripción de un algoritmo • Diagrama de Nassi-Schneidermann

– Presentan el algoritmo de manera gráfica. – De gran utilidad para seguir la “ruta” de un algoritmo. – Aplicables a muchas otras disciplinas.

– – – –

También se denominan diagramas de caja. Menos usado que el diagrama de flujo Mas ordenado Ocupa mucho espacio para representar algoritmos complejos.

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Construcción de un algoritmo

Construcción de un algoritmo

1. 2. 3. 4.

Definir el problema a resolver Identificar las entradas del algoritmo Identificar la salida del algoritmo Definir los pasos a seguir para convertir las entradas en la salida 5. Seguir los pasos y comprobar que el algoritmo sea correcto analizando la salida. 6. Revisar los pasos y hacer las correcciones. 7. Resolver el problema.

•

Construcción de un programa 1. Definir el problema a resolver 2. Definir el algoritmo que lo resuelve 3. Escribir el programa •

4. 5. 6. 7.

Escribir cada uno de los pasos del algoritmo en el lenguaje de programación

Ejecutar el programa en el computador Verificar que las salidas sean correctas Hacer correcciones al programa Resolver el problema

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Construcción de un algoritmo

Construcción de un algoritmo Inicio Ingresar valor de K y P

• Ejemplo: – Objetivo: Calcular el precio de una manzana – Entradas

Calcular G = K/100

• Precio (en pesos) del kilo de manzanas [K]

Calcular M = G x P

• Peso (en gramos) promedio de una manzana[P] Devolver el valor de M

– Salida • Precio (en pesos) de una manzana [M]

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Fin.

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Construcción de un algoritmo

Construcción de un algoritmo

Ingresar K y P Ingresar K y P G=K/1000 G=K/1000 M=G x P

M=G x P Devolver M

Devolver M

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Construcción de un algoritmo

Entrada de datos

• Operaciones básicas – – – – – –

Entrada de datos Salida de datos Utilización de variables Utilización de constantes Aplicación de operadores Asignación de valores

• Combinación de operaciones básicas – Secuencial – Selectiva – Repetitiva

• Los algoritmos son para solucionar tipos de problemas • Es imprescindible poder entregar entradas distintas en cada ejecución • La entrada de datos se realiza mediante algún dispositivo

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Entrada de datos

Entrada de datos

• Dispositivos de entrada – – – – – – –

Teclado Mouse Botones Censores de tacto Cámaras digitales Scanners Archivos IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Entrada de datos • Cada dispositivo tiene distintas características. • Por lo general, sirven para cosas distintas • Los sistemas definen un dispositivo de entrada por defecto – Este dispositivo se denomina la entrada estándar. – En un computador suele ser el teclado.

• De nada sirve implementar un algoritmo si no podemos saber su resultado. • Al finalizar el algoritmo (o durante), es imprescindible obtener la información resultante de su ejecución. • La salida de datos se realiza mediante dispositivos.

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Salida de datos

Salida de datos

• Dispositivos de salida – – – – – – –

Salida de datos

Pantalla Impresora Parlantes Tableros luminosos Motores Tarjeta de red Archivos

C:\

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Salida de datos

Utilización de variables

• Al igual que con la entrada, cada dispositivo tiene finalidades distintas. • Los sistemas definen un dispositivo de salida por defecto

• Durante la ejecución del algoritmo, es importante recordar los resultados parciales de cada paso. • Estos resultados se etiquetan con un nombre. • Al invocar con posterioridad ese nombre, recuperamos el resultados parcial.

– Este dispositivo se denomina la salida estándar. – En un computador suele ser la pantalla. IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Utilización de variables K es un dato de entrada, y también Se considera una variable

G=K/1000

Esta variable se denomina G y se utiliza para recordar el valor de un gramo de manzana.

Utilización de variables • La principal característica de una variable es que su valor puede cambiar en el tiempo. • Usualmente se compara con una caja donde se puede almacenar una sola “cosa”. • Por lo general, las variables se definen con un tipo de dato. • El tipo de dato restringe que tipo de “cosas” se pueden guardar en las “cajas”.

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Utilización de constantes

Utilización de constantes

• Además de las variables, un algoritmo requiere de constantes. • A diferencia de las variables, su valor no puede cambiar en el tiempo. • Las constantes también pueden recibir nombres para mayor claridad. – Ej.: PI = 3.1415

G=K/1000

La constante “1000” sirva para transformar el valor Por kilo a un valor por gramo

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Aplicación de operadores

Aplicación de operadores

• Para obtener resultados, generalmente es necesario “transformar” las entradas en la salida. • Para esto se aplican operadores de distinta índole – Aritméticos ( + , - , * , / ) – Lógicos (igual que, mayor que, menor que, y, o, no) – Etc.

• Los operadores requieren de operandos y entregan un resultado. • Por lo general, los operadores son unarios o binarios. IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

operandos

M=G * P operador

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Asignación de valores

Asignación de valores

• El resultado de un operador se puede almacenar en una variable. • Para esto se utiliza un tipo especial de operador. • Este es el operador de asignación. • Solo se pueden asignar valores a variables, no a constantes

Operador de asignación

M=G * P

El resultado de GxP se asigna a la variable M

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas Diagrama de flujo Diagrama de Nassi-Schneidermann

• Secuencial – Un conjunto de operaciones básicas pueden ser ejecutadas en forma secuencial. – Una operación no inicia hasta que la anterior termina

Ingresar K y P Ingresar K=200 y P=250

Ingresar K y P G=K/1000 M=G * P

G=K/1000

G tiene el valor 0,2

M=G * P Devolver M

M tiene el valor 50

Devolver M

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Selectiva

1

– Un algoritmo puede optar por ejecutar o no una operación (SI –ENTONCES). – Un algoritmo puede optar por ejecutar una u otra operación (SI-ENTONCES-SINO). – Esta decisión se basa en un condición. – Esta decisión controla el flujo del algoritmo. – Por esto, se denomina una estructura de control. IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

2

C 3

4

C: Condición

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7

Combinación de operaciones básicas 1 2 C si

no 3 4

Combinación de operaciones básicas Inicio Ejecutar 1 Ejecutar 2 si se cumple C entonces Ejecutar 3 fin si Ejecutar 4 fin

C: Condición

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas 1

• Ejemplo: levantarse en la mañana

2

Inicio salir de la cama ducharse tomar desayuno si esta lloviendo entonces tomar el paraguas fin si tomar la mochila tomar la micro fin

si

C

no

3a

3b

4

C: Condición

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

1 2 C si

no 3a

3b 4

C: Condición

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Inicio Ejecutar 1 Ejecutar 2 si se cumple C entonces Ejecutar 3a si no Ejecutar 3b fin si Ejecutar 4 fin IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Ejemplo: levantarse en la mañana

• Estructura de control selectiva

Inicio salir de la cama ducharse tomar desayuno si esta lloviendo entonces llevar la parca si no llevar la chaqueta fin si tomar la mochila tomar la micro fin

– Una condición es cualquier proposición lógica que tenga un valor verdadero o falso definido. – Este esquema selectivo se denomina “decision binaria”. – ¿Y si hay más de dos opciones?

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas 1

• Estructura de control selectiva – Toda decisión se puede llevar a un esquema de decisión binaria. – Basta con decidir entre una alternativa y todo el resto – Si se elige “el resto”, se decide entre una alternativa y el resto del resto. – Etc…

x mayor que 0

x menor que 0 x? x igual a 0

2a

2b

2c

3

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

1 1 si

no

x mayor que 0?

si

x mayor que 0?

no x menor que 0?

no si

2a 2b

2a

si

x menor que 0?

no

2b

2c

2c 3

3

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas • Ejemplo: levantarse en la mañana

Inicio Ejecutar 1 Si x es mayor que cero entonces Ejecutar 2a Si no Si x es menor que cero entonces Ejecutar 2c Si no Ejecutar 2b fin si fin si Ejecutar 3 fin

Inicio salir de la cama ducharse tomar desayuno si esta lloviendo entonces llevar la parca si no esta lloviendo pero hace frío llevar la chaqueta si no llevar un chaleco fin si tomar la mochila tomar la micro IWI-131 - Tema 1 Algoritmos fin

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Estructura de selección múltiple – Para algunos casos se puede utilizar un esquema selectivo no binario (EN EL CASO DE) – Ejemplo: ingreso de opción de menú de un cajero automático • • • •

Si el usuario presionó el botón 1, hacer un giro Si el usuario presionó el botón 2, entregar saldo Si el usuario presionó el botón 3, cambiar la clave Etc.

Botón 1

2

3

giro

saldo

clave

etoc

…

error

salir IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

Botón 1

giro

2

saldo

etoc

3

clave

…

salir IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

error

Inicio en el caso que el botón presionado sea el 1 hacer giro sea el 2 entregar saldo sea el 3 cambiar clave … En cualquier otro caso Error fin caso fin IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Repetitiva

• MIENTRAS

– Además de combinar operaciones en forma secuencial y selectiva, se puede repetir la ejecución de una operación cuantas veces se desee. – Existen varios esquemas • Repetir MIENTRAS se cumpla una condición. • Repetir HASTA QUE se cumpla una condición. • Repetir un número de veces.

– Se repite una operación mientras una condición sea verdadera. – Al dejar de serlo, se rompe el ciclo – Si la condición nunca es falsa, se tiene un ciclo infinito.

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

1

C

1 C

no

si 2

2

3

3 C: Condición

C: Condición

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

Inicio ejecutar 1 mientras se cumpla la condición ejecutar 2 fin mientras ejecutar 3 fin

• Ejemplo validar ingreso de valor positivo

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Inicio definir variable x asignar el valor -1 a x mientras x sea menor que cero ingresar x por teclado fin mientras mostrar valor de x fin IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• HASTA QUE

1

– Se repite la ejecución de una operación hasta que se cumpla una condición. – La principal diferencia con MIENTRAS es que la operación se ejecuta al menos una vez.

2 no

C si 3 C: Condición

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas Inicio ejecutar 1 repetir ejecutar 2 hasta que se cumpla condición ejecutar 3 fin

1

2

C 3 C: Condición

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Ejemplo

• Repetir un número fijo de veces

– Mismo ejemplo anterior Inicio definir variable x repetir ingresar x por teclado Hasta que x sea mayor que cero mostrar valor de x fin

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– Muy útil cuando se sabe el numero de repeticiones a ejecutar. – Por lo general se define una variable que sirve de contador – El contador mantiene el número de cada iteración. – También se puede definir el incremento del contador en cada iteración. IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

1

1 Inicio contador, fin contador

Inicio contador, fin contador 2 2 3

3 IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

Inicio ejecutar 1 desde contador inicial hasta contador final ejecutar 2 fin desde ejecutar 3 fin

• Ejemplo

5

∑i i =0

Inicio definir variable “sumatoria” asignar el valor 0 a “sumatoria” desde i igual a 0 hasta i igual a 5 sumatoria = sumatoria + i fin desde mostrar valor de “sumatoria” fin

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Combinación de operaciones básicas

Combinación de operaciones básicas

• Combinación de estructuras de control seriales, selectivas y repetitivas

• Ejemplos

– Cualquier combinación es posible – Pueden existir estructuras anidadas – Es importante definir el comienzo y el termino de cada estructura

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– Cachi-pun – Ordenar objetos

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Fin tema 1 Algoritmos

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