CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE ALGORITMIA
Ing. César Augusto Gutiérrez R.
2015
ELEMENTOS DEL COMPUTADOR
+
HARDWARE (Elementos
físicos)
SOFTWARE (Programas)
HARDWARE (Componentes
físicos)
Unidades PeriféricasDe Entrada
TecladoMouseEscáner.
UnidadesPeriféricasDe Salida
ImpresoraMonitor,Parlantes.
Unidades deAlmacenamiento.
Disquete,Discos compactos,
Discos duros.
Unidad deControl
UnidadAritméticaY Lógica
Memoria PrincipalRAM y ROM
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO
SOFTWARE (Conjunto de Programas)
TIPOS DE SOFTWARE:
- Sistemas operativos DOS, Windows, Linux.
- Aplicaciones de uso general Word, Excel, Power Point.
- Aplicaciones de uso específico Sistema de calificaciones, facturación, nomina.
Programa 1
Programa 2
Programa 3
MEMORIA RAM
D A T O S
GENERALIDADES
DATOEs la representación simbólica de un hecho, atributo o característica
de una entidad.
Por ejemplo: calificación de un alumno, nombre de un docente, color de un carro, entre otros.
INFORMACIÓNEs aquella que se obtiene mediante el procesamiento de los datos.
Por ejemplo: El promedio final de un alumno para un curso, número de aprobados en un examen, nombre de los primeros alumnos de cada carrera por semestre.
ProcesadorEntrada Salid
aAlgoritmo
DATOS
INFORMACION
Es realizado por el procesador el cual ejecuta un conjunto de pasos previamente definidos (algoritmo) El procesamiento de datos puede ser:
Manual Mecanizada (uso de calculadora, sumadora, entre
otros) Automatizado (uso del computador)
PROCESAMIENTO DE DATOS
Operaciones que transforman datos en información
PROCESAMIENTO DE DATOS
AUTOMATIZADO
Entrada
DATOS
Salida
INFORMACIÓN
Programa
Algoritmo
Procesador
FASES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN PROGRAMA
SOLUCION DEL PROBLEMA
IMPLEMENTACIONEN LA
COMPUTADORA
Datos Algoritmo Programa
(Software)
Análisis del problema
Diseño del algoritmo
Verificación del algoritmo
Error de lógica
OK
Codificación del algoritmo (programa)
Ejecución del programa
Verificación del programa
Programa
Error desintaxis
OK
Algoritmo
TIPOS DE DATOS (Reconocidos por el computador)
DATOS
BASICOS COMPUESTOS
Numéricos
Alfanumérico
Lógico Estático Dinámico-Arreglos
-Registros -Archivos
-Listas -Arboles -Grafos
-Enteros -Reales
-Cadena -Carácter
DATOS BÁSICOS
DATOS TIPO NUMÉRICO (Integer, Float, Double)Enteros y RealesEl rango y precisión de los datos numéricos depende del lenguaje de programación que se utilice.
DATOS TIPO CARÁCTER (Char, String)Conjunto de caracteres que el computador reconoce.Se encuentran normalizados bajo el código ASCII o EBCDIC
Caracteres alfabéticos: A - Z ; a - zCaracteres numéricos:0 - 9Caracteres especiales:*, / , +, >, <, =, etc.
DATOS TIPO LÓGICO (Boolean)Conjunto formado por dos valores lógicos:verdad, falso
EXPRESIÓN DE LOS DATOSLos datos pueden venir expresados como: constantes, variables, expresiones, funciones.
CONSTANTEEs un dato (de cualquier tipo) cuyo valor no cambia durante la ejecución del algoritmo o programa.
TIPOS DE CONSTANTESLiteral: Es un valor expresado en forma explícita. 3.1416
Simbólica: Viene expresado bajo un nombre que guarda su valorPi (Previamente se debe definir que Pi = 3.1416).
VARIABLEEs un objeto (espacio de memoria), que almacena un dato.Para definir una variable es necesario:•Darle un Nombre •Indicar el tipo de dato que va almacenar
El valor de una variable puede cambiar durante la ejecución del algoritmo.
EJEMPLOS DE TIPOS DE VARIABLESEntero: edad, numero pares Real: promedio, estaturaCarácter: nombre, sexo Lógica: Fin, encontrado, valido
Es una combinación de operandos y operadores
Tipos:Expresiones aritméticas Operando: Constantes, variables y expresiones numéricas.Operadores: AritméticosResultado: NuméricoX = (EP + 2*EF + PP)/4
Expresiones lógicasOperando: constantes, variables y expresiones lógicasOperadores: lógicos y relacionalesResultado: lógico(PP>6.1 y PF>6.1)
EXPRESIONES
Son programas predefinidas que:•Tienen un nombre con el cual se les invoca y•Aceptan datos y devuelven un resultado.
Generalmente los lenguajes de programación poseen funciones matemáticas, de cadenas y otros.En C++Abs(X): Devuelve el valor absoluto del número entero XSqrt(X): Devuelve la raíz cuadrada del número X (X>=0)
IdentificadoresSon los nombres que se le dan a las constantes simbólicas, variables, funciones y otros.Constan de una cadena de caracteres que debe empezar con una letra.Deben ser significativos sugiriendo lo que representa.
FUNCIONES
Son los símbolos que actúan como enlace entre los argumentos de una operación para formar expresiones.
TIPOS DE OPERADORES1.Relacionales o CondicionalesSe utilizan para formar expresiones booleanas, es decir, que solo pueden tener un resultado falso o verdadero.
OPERADORES
2. AritméticosEstos operadores se utilizan para unir variables y constantes numéricas formando expresiones aritméticas.
3. AlfanuméricoCon este operador uniremos cadenas de caracteres, mediante el proceso CONCATENACIÓN.
4. Lógicos o BooleanosEstos operadores se utilizan para unir variables y constantes numéricas formando expresiones aritméticas.
OPERACIONES CON LOS DATOS
OPERACIONES INTERVIENEN OPERADORES RESULTADO
ARITMÉTICAS DatosNuméricos
Aritméticos+, - , *, /,
modulo, entero
DatoNumérico
DE COMPARACIÓN Datos del mismo tipo
Relacionales>, <, >=, <=, =
DatoLógico
LÓGICAS Datoslógicos
LógicosNo, Y, O
DatoLógico
ALFANUMÉRICAS Datos numéricos y alfabéticos
+ Dato alfanumérico
A L G O R I T M O S
TIPOS DE LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Lenguaje de alto nivel: lenguaje similar al lenguaje natural. Son fáciles de escribir. Es el mas usado por los programadores.
C#, C++, Basic, Php, Java
Lenguaje de bajo nivel: lenguaje nemotécnico.ADD M, N, P
Lenguaje de máquina: lenguaje binario (0 y 1) entendible directamente por el computador.
0110 1001 1010 1011
TIPOS DE PROGRAMAS (Según el Lenguaje de
Programación)
PROGRAMA FUENTE (PF)Programa escrito en lenguaje de alto o bajo nivel.
PROGRAMA OBJETO (PO): Programa escrito en lenguaje de máquina. Es el que ejecuta el computador.
PROGRAMAEs el algoritmo escrito en un lenguaje de programación, para ser ejecutado por el computador.
TRADUCTORES DE LENGUAJE
Programa Fuente Compilad
orProgramaObjeto
Programa Fuente Intérprete
Ejecución del Programa
Instrucción en lenguaje de maquina
Ejecución de la Instrucción
Tipos de Traductores: Compilador
instrucción
Son los encargados de traducir programas fuente a lenguaje de máquina.
Intérprete
CONCEPTOS GENERALES
ALGORITMOSecuencia ordenada de pasos o acciones o instrucciones que se debe ejecutar para realizar una tarea o para resolver un problema.Es expresado en lenguaje natural utilizando herramientas estandarizadas.
Características de un algoritmoPreciso: El algoritmo debe indicar el orden en que se debe realizar cada paso.Finito: El algoritmo tiene un número finito de pasos y debe terminar en algún momento.Bien definido: Si el algoritmo se prueba dos veces con los mismos datos de entrada, se debe obtener el mismo resultado.
TIPOS DE ALGORITMOS
ALGORITMOS CUALITATIVOSSon aquellos en los que se describen o se resuelven problemas de la vida cotidiana, enmarcados en tres estructuras fundamentales:
•Secuencias de acciones•Decisión de acción•Ciclos de acciones
ALGORITMOS CUANTITATIVOSSon aquellos en los que se utilizan cálculos numéricos para definir los pasos del proceso.
Conjunto de técnicas para desarrollar algoritmos fáciles de escribir, leer, verificar y modificar.
•Diseño Modular ( Top-Down)En problemas grandes y complejos: dividir el problema en subproblemas y diseñar un subprograma para resolver cada uno de ellos.
•Descomposición del programa en recursos abstractosDescompone una acción compleja en acciones simples capaces de ser ejecutadas por un computador (instrucciones).
•Estructuras de control básicasUn programa se escribe utilizando 3 estructuras de control: Secuenciales, Selectivas, Repetitivas.
TÉCNICA DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA
Son las acciones que van a ser ejecutadas por el computador para resolver el problema.Instrucciones de Inicio/Fin : Indica el Inicio y el Fin del algoritmoInstrucciones de lectura: Solicita al usuario el ingreso de datos desde un dispositivo de entrada por ejemplo el teclado.Instrucciones de escritura: Muestra los resultados a través de un dispositivo de salida por ejemplo la pantalla o impresora.Instrucciones de asignación: Almacena un valor en una variable, perdiéndose cualquier otro valor almacenado en ella.Instrucciones selectivas: Permiten ejecutar unas u otras tareas de acuerdo al resultado de una expresión condicional.Instrucciones repetitivas: Permiten la repetición de un grupo de instrucciones, generando un bucle (ciclo o loop).
INSTRUCCIONES
HERRAMIENTAS PARA LA REPRESENTACIÓN DE ALGORITMOS
Para representar los algoritmos en forma estandarizada, existen herramientas como:
•Diagrama de flujoTécnica tipo gráfico.
•PseudocódigoLenguaje de especificación (palabras reservadas) en lenguaje natural.
•Diagrama de Nassi-ScheneidermanEs una combinación de las dos anteriores.
ESCRITURA DE UN ALGORITMO EN PSEUDOCÓDIGO
CABECERAContiene el nombre del algoritmo (opcional)
Constantes Nombre-constante = valorVariables Tipo-dato: nombre de variables
BLOQUE DE DECLARACIONES Se utilizan para asignar espacios en la RAMSe declaran: Constantes (opcional),
Variables (obligatorio), Otros definidos por el usuario
(opc.)BLOQUE DE INSTRUCCIONES• Inicio/Fin• Lectura
Leer ( lista de variables)• Escritura
Escribir ( resultado)• Asignaciónnombre de la variable valor ó expresión
•Comentarios (no se ejecutan)Sirven para escribir información interna para facilitar el mantenimiento del algoritmo. Formato: // comentario
Algoritmo nombre del algoritmo
Inicio
instrucciones
Fin
DIAGRAMA DE FLUJO PSEUDOCÓDIGO
Símbolos Significado Palabras reservadas Inicio / Fin
Lectura / Escritura
Proceso
Selectiva
Proceso repetitivo
Inicio / Fin
Dirección o flujo
Leer / Escribir
Si - entonces
+ - * /
Mientras/ desde/Repetir
Se cuenta con las notas del primer corte (EP), segundo corte (EF) y corte final (PP) de un alumno. Se sabe que el promedio final (PF), se calcula con la fórmula: PF=(EP+ PP+2xEF)/4 Si el alumno cumple con la siguiente condición: PP>6.1 y PF> 6.1 tiene opción a rendir un examen sustitutorio (ES).
Escriba un algoritmo reciba las notas del alumno y luego muestre un mensaje indicando si el alumno puede rendir o no puede rendir el ES. En el caso que ya no pueda rendir el ES, debe mostrar también el PF.
EJEMPLO DE ALGORITMO
AnálisisDatos de entrada: EP, EF, PPSalida: mensaje y PF (si no puede rendir ES)
AlgoritmoInicio del algoritmo Ingresar las notas del alumno: EP, EF y PP Calcular PF con la siguiente fórmula:
PF = (EP + 2EF + PP)/4 Si cumple la condición PP> 6.1 y PF>6.1 entonces mostrar el mensaje “Puede rendir el ES” Si no cumple la condición entonces mostrar el mensaje “No puede rendir ES” y mostrar PFFin del algoritmo.
EL ALGORITMO EN PSEUDOCÓDIGO
Algoritmo PROMEDIO
Variablesentero: EP, EFreal: PP, PF
InicioLeer (EP, EF, PP)PF (EP+PP+2*EF)/4 // Calcula PFSi (PP>6.1 y PF>6.1) Escribir ( “Puede rendir el ES”)sino Escribir (“No puede rendir el ES”) Escribir (“La nota final es: “, PF)Fin-si
Fin
Cabecera del algoritmo
Bloque de declaraciones
Bloque de Instrucciones
EL ALGORITMO EN DIAGRAMA DE FLUJO
Inicio
Leer EP,EF, PP
PF=(EP+PP+2*EF)/4
PP>6.1 y PF>6.1
Escribir “Puede rendir ES”
Escribir “No puede rendir ES”
Fin
Escribir “La nota final es: “ , PF