[TEMA #2. ETAPAS Y TÉCNICAS PARA EL DESARROLLO DE PROBLEMAS CON AYUDA DEL COMPUTADOR.]

Transcripción

1 La resolución de un problema mediante una computadora consiste en el proceso que a partir de la descripción de un problema, expresado habitualmente en lenguaje natural y en términos propios del dominio del problema, permite desarrollar un programa que resuelva dicho problema. A continuación presentamos las fases que se deben desarrollar para la resolución de un problema con ayuda de computador. FASES PARA LA RESOLUCIÓ DE PROBLEMAS. 1. Definición del Problema Esta fase está dada por el enunciado del problema, el cual requiere una definición clara y precisa. Es importante que se conozca lo que se desea que realice la computadora; mientras esto no se conozca del todo no tiene mucho caso continuar con la siguiente etapa. 2. Análisis del Problema Una vez que se ha comprendido lo que se desea de la computadora, es necesario definir: Los datos de entrada. Cual es la información que se desea producir (salida) Los métodos y fórmulas que se necesitan para procesar los datos. Una recomendación muy práctica es el que nos pongamos en el lugar de la computadora y analicemos que es lo que necesitamos que nos ordenen y en que secuencia para producir los resultados esperados. 3. Diseño del Algoritmo Un algoritmo consiste en una especificación clara y concisa de los pasos necesarios para resolver un determinado problema, pero para poder diseñar algoritmos es necesario disponer de una notación, que llamaremos notación algorítmica, que permita: Describir las operaciones puestas en juego (acciones, instrucciones, comandos,...) Describir los objetos manipulados por el algoritmo (datos/informaciones) Controlar la realización de las acciones descritas, indicando la forma en que estas se organizan en el tiempo. 4. Codificación 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. 5. 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 prueba consiste en la captura de datos hasta que el programa no presente errores (los más comunes son los sintácticos y lógicos). Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 1

2 6. Documentación Es la guía o comunicación escrita es 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 un programa o para facilitar futuras modificaciones (mantenimiento). La documentación se divide en tres partes: Documentación Interna Documentación Externa Manual del Usuario Documentación Interna: Son los comentarios o mensaje que se añaden al código fuente para hacer mas claro el entendimiento de un proceso. Documentación Externa: Se define en un documento escrito los siguientes puntos: Descripción del Problema ombre del Autor Algoritmo (diagrama de flujo o pseudocódigo) Diccionario de Datos Código Fuente (programa) Manual del Usuario: Describe paso a paso la manera como funciona el programa, con el fin de que el usuario obtenga el resultado deseado. 7. 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. Definición del problema Análisis del algoritmo Diseño del Algoritmo Codificación Del problema D O C U M E T A C I Ó M A T E I M I E T O Prueba y Depuración El proceso de la programación. Actividad de aprendizaje 1-individual. Elabora un Esquema sobre las fases para la resolución de problemas. Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 2

3 TÉCICAS PARA EL DESARROLLO LÓGICO DE PROBLEMAS ALGORITMOS A menudo seguimos una serie de pasos o conjunto de acciones que nos permiten alcanzar un resultado, estamos utilizando correctamente un algoritmo para resolver un problema. Un algoritmo lo definimos como un conjunto de pasos, procedimientos o acciones que nos permiten alcanzar un resultado o resolver un problema. Características de los algoritmos Las características fundamentales que debe cumplir con todo algoritmo son: 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. La definición de un algoritmo debe describir tres partes: Entrada, Proceso y Salida. En el algoritmo de receta de cocina se tendrá: Entrada: ingredientes y utensilios empleados. Proceso: elaboración de la receta en la cocina. Salida: terminación del plato (por ejemplo, cordero). Otro ejemplo de un algoritmo es el procedimiento de Ver una película observe los pasos: 1. Buscar el videocasete de la película. 2. SI el televisor y la video se encuentran apagados, encenderlos. 3. Sacar el video del estuche. 4. Introducirlo en la videocasetera. 5. Tomar el control del televisor y la video. 6. Dirigirse al sofá. 7. Ponerme cómodo. 8. Disfrutar la película. El proceso de diseñar programas es un proceso creativo, se pueden considerar una serie de fases o pasos comunes de otra forma, que generalmente deben seguir todos los programadores. Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 3

4 Prueba de escritorio: La prueba de escritorio es una herramienta útil para entender que hace un determinado algoritmo, o para verificar que un algoritmo cumple con la especificación sin necesidad de ejecutarlo. Actividad de aprendizaje 2.-Grupal. Mediante la utilización de las características de algoritmos, obtener la solución para: Cambiar el foco de una lámpara. Pintar la pared de una recámara. Entablar una conversación con su amigo por teléfono. Cambiar la llanta de un auto. Enviar un correo electrónico. DIAGRAMA DE FLUJO Un diagrama de flujo (flowchart) es una de las técnicas de representación de algoritmo más antigua y a la vez más utilizada. Un diagrama de flujo es un diagrama que utiliza los símbolos (cajas) estándar mostrados que tiene los pasos del algoritmo escritos en esas cajas unidas por flechas, denominadas líneas de flujo, que indican la secuencia en que se deben ejecutar. Símbolos del diagrama de flujo Símbolos Principales Función Terminal (representa el comienzo, inicio y el final, fin, de un programa. Puede representar también una parada o interrupción programada que sea necesario realizar en un Programa). Entrada/Salida (cualquier tipo de introducción de datos en la memoria desde los periféricos entrada, o registro de la Información procesada en un periférico, salida ). Proceso (cualquier tipo de operación que pueda originar cambio de valor, formato o posición de la información almacenada en memoria, operaciones aritméticas, de Transferencia, etc.). Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 4

5 si no Decisión (indica operaciones lógicas o de comparación entre datos normalmente dos- y en función del resultado de la misma determina cual de los distintos caminos alternativos de programa se debe seguir; normalmente tiene dos salidas respuestas SI o O-, pero puede tener tres o más, según los casos). Decisión múltiple (en función del resultado de la comparación se seguirá uno de los diferentes caminos de acuerdo con dicho resultado). Conector (sirve para enlazar dos partes cualesquiera de un ordinograma a través de un conector en la salida y otro conector en la entrada. Se refiere a la conexión en la misma página del diagrama). Indicador de dirección o línea de flujo ( indica el sentido de ejecución de las operaciones). Línea conectora (sirve de unión entre dos símbolos). Símbolos Secundarios Conector (conexión entre dos puntos del organigrama situado en páginas diferentes). Llamada a subrutina o a un proceso predeterminado (una subrutina es un modulo independiente del programa principal, que recibe una entrada procedente de dicho programa, realiza una tarea determinada y regresa, al terminar, al programa principal). Función Pantalla ( se utiliza en ocasiones, en lugar del símbolo de E/S). Impresora (se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo De E/S). Teclado ( se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo de E/S). Comentarios (se utiliza para añadir comentarios clasificadores a otros símbolos del diagrama de flujo. Se puede dibujar a cualquier lado del símbolo). Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 5

6 Los símbolos estándar normalizados por ASI (abreviatura de America ational Standard Institute) son muy variados. Ejemplo: Diagrama de Flujo para calcular el área del triángulo dada la base= 4.5 y h= 7.2 Diagrama de Flujo Pseudocódigo: Es un lenguaje de especificaciones de algoritmos, de uso fácil y sintaxis similar al lenguaje de programación. Para escribir un pseudocódigo hay que cumplir algunos requisitos: 1. Asignar un nombre: se debe poner un titulo al algoritmo que haga referencia a su contenido o función. 2. Declarar variables: es necesario especificar los nombres de las variables y el tipo de dato que van a almacenar. 3. Delimitar estructuras: Deben delimitarse el inicio y un fin. 4. Identificar mensajes: los mensajes que deseas que se muestren al usuario deberán escribirse entre comillas. Algoritmo en Pseudocódigo: Algoritmo AREA Inicio b, h, a: reales Escriba la base es: Leer b Escriba la altura es Leer h a= 1/2*b*h Escribir área es:,a fin Diagrama de assi-scheiderma (-S) También conocido como el diagrama Chapin, es una técnica que combina la descripción textual del Pseudocódigo, con la representación gráfica del diagrama de flujo. Inicio Entero: b, h, A Leer b, h A= b*h Escribir El área es:, A Fin Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 6

7 Actividad de aprendizaje 3- Grupal. Resolución de problemas Desarrolla el algoritmo en pseudocódigo y diagrama de flujo para los siguientes problemas. 1. Dado dos números enteros, calcule la suma, resta y multiplicación, imprima los resultados obtenidos de dichos números. 2. Calcule e imprima la superficie, dadas la base y la altura. 3. Calcule el perímetro de un rectángulo, dada la base y la altura, considerando que el P = 2 * (b + h) 4. Calcule los grados C a grados Fahrenheit. F = ( C * 9/5) Diseñe un programa que resuelva una ecuación cuadrática del tipo 6. Dado el costo de un artículo vendido y la cantidad de dinero entregada por el cliente, calcule e imprima el cambio a entregar al mismo. Asignatura: Programación de Computadoras 10 - JARC Página 7