Algoritmos y Programas

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1 Algoritmos y Programas
15/04/2017 Algoritmos y Programas

2 15/04/2017 Introducción El objetivo de esta sesión consistirá en explicar los conceptos de algoritmo, programa y lenguaje de programación. Así como explorar otros temas concurrentes.

3 Temática Sistemas de procesamiento de información.
15/04/2017 Temática Sistemas de procesamiento de información. Concepto de Algoritmo. Lenguaje de programación. Datos, tipos de datos y operaciones primitivas. Constantes y variables. Expresiones. Funciones intrínsecas. Asignación. Entrada y salida de información.

4 1. Sistemas de procesamiento de la información
15/04/2017 1. Sistemas de procesamiento de la información Un sistema de esta clase se define como un conjunto de componentes interconectados entre sí que transforman datos en información organizada, significativa y útil.

5 15/04/2017 Esquemáticamente Datos Procesador Información

6 Una primera definición
15/04/2017 Una primera definición Un algoritmo consiste en el grupo de instrucciones que definen la secuencia de operaciones a realizar para resolver un sistema específico o clase de problema.

7 Conceptos importantes
15/04/2017 Conceptos importantes Un lenguaje algorítmico es un conjunto de símbolos y reglas que permiten describir de manera explícita un proceso Es independiente de cualquier lenguaje de programación Debe permitir una traducción clara del algoritmo al programa Existen dos tipos de lenguajes algorítmicos: Gráficos (por ej., los diagramas de flujo) No gráficos (por ej., el pseudocódigo) INICIO Edad: Entero ESCRIBE “¿Cuál es tu edad?” LEE Edad SI Edad >= 18 ENTONCES ESCRIBE “Eres mayor de edad” FINSI FIN

8 15/04/2017 2. Concepto de Algoritmo La metodología de la programación es aquella que es necesaria para resolver problemas mediante programas, su eje es el algoritmo. Diseño del algoritmo Problema Programa

9 Pasos para la solución de un problema
15/04/2017 Pasos para la solución de un problema El diseño del algoritmo describe el análisis del problema y desarrollo del algoritmo. Expresar el algoritmo como un programa en un lenguaje de programación. Ejecutar y validar el programa por la computadora.

10 Características de los algoritmos
15/04/2017 Características de los algoritmos Preciso, indicará el orden de cada paso. Definido, el mismo resultado se obtendrá al ejecutar el algoritmo “n” ocasiones. Finito, deberá terminar en algún momento.

11 Examinar el historial crediticio del cliente
15/04/2017 Ejemplo 2.1 Genere un algoritmo que solucione la entrega de un pedido a un cliente Inicio. Leer el pedido. Examinar el historial crediticio del cliente Si el cliente es solvente, entregar el pedido. En caso contrario, rechazarlo. Fin

12 15/04/2017 Ejemplo 2.2 Genere un algoritmo que sume los números entre el 3 y el 30. Inicio. Hacer SUMA igual cero. Establecer NUMERO igual a 3. Sumar NUMERO a SUMA. Incrementar NUMERO en 1 Si NUMERO es menor o igual que 30 ir a 4; si no imprimir a SUMA. Fin

13 15/04/2017 Ejemplo 2.3 Genere un algoritmo que determine al mayor de tres números enteros. Inicio Leer los números y guardarlos en NUM1, NUM2 y NUM3 respectivamente Comparar NUM1 y NUM2, el número mayor se guarda en AUX. Comparar AUX y NUM3, imprimir el número mayor. Fin.

14 Tarea 2.2 Genere un algoritmo que sume los números entre el 2 y el 20.
15/04/2017 Tarea 2.1 Diseñe un algoritmo para determinar si un número es primo o no. Tarea 2.2 Genere un algoritmo que sume los números entre el 2 y el 20. Tarea 2.3 Genere un algoritmo que sume los números entre el 5 y el 50.

15 3. Los lenguajes de programación
15/04/2017 3. Los lenguajes de programación Cuando el procesador de datos es una computadora entonces el algoritmo de solución se expresa en un programa. Por tanto, un programa es escrito en un lenguaje de programación. Luego, la programación consiste en expresar las operaciones en forma de programa de un algoritmo.

16 Tipos de lenguajes Máquina; escritos en código binario.
15/04/2017 Tipos de lenguajes Máquina; escritos en código binario. Bajo nivel (ensamblador); escrito en nemotécnicos. Alto nivel; diseñados para ser entendidos por el ser humano.

17 Instrucciones básicas
15/04/2017 Instrucciones básicas Entrada/Salida; transferencia de información entre dispositivos periféricos y memoria central. Aritmético/Lógicas; ejecutan operaciones de éstos tipos. Selectivas; seleccionan tareas en función de los resultados Repetitivas; permiten la iteración de secuencias de instrucciones un número dado de veces

18 Traductores del Lenguaje
15/04/2017 Traductores del Lenguaje A) Intérpretes; Toma un programa fuente lo traduce e inmediatamente lo ejecuta. Programa fuente Intérprete Traducción y ejecución en línea

19 Traductores del Lenguaje (cont.)
15/04/2017 Traductores del Lenguaje (cont.) B) Compiladores; traduce un programa fuente a código objeto. Programa fuente Programa Objeto Programa ejecutable Montador (Linker) Compilador (Compiler)

20 4. Datos, Tipos de Datos y Operaciones Primitivas
15/04/2017 4. Datos, Tipos de Datos y Operaciones Primitivas Un dato es la expresión general que describe los objetos con los cuales opera la computadora Los tipos son: simples (no estructurados) y compuestos (estructurados). Aquellos se subdividen en: Numericos (integer, real) Lógicos (booleans) Carácter (char, string)

21 15/04/2017 Datos primitivos Datos Numérico Carácter Lógico Entero Real

22 5. Constantes y Variables
15/04/2017 5. Constantes y Variables Constantes: valores que durante la ejecución de un programa no cambian su valor. Variables: valores que cambiarán durante la ejecución del programa

23 15/04/2017 6. Expresiones Se definen como una combinación de constantes, variables, símbolos de operación, paréntesis, y nombres de funciones especiales. Una expresión consta de operandos y operadores. Las expresiones se clasifican en aritméticas, lógicas y carácter.

24 Expresiones aritméticas
15/04/2017 Expresiones aritméticas Entero módulo Mod División entera Div Real División / Entero o real Multiplicación * Resta - Suma + Exponenciación ** Tipo resultado Tipo de operandos Significado Operador

25 Reglas de prioridad ( ) Parentesis +, - Más y menos Div, mod Div y mod
15/04/2017 Reglas de prioridad ( ) Parentesis +, - Más y menos Div, mod Div y mod *, / Multi, divide ** Exponencial Gráfo Operador

26 Operadores de relación
15/04/2017 Operadores de relación Expresión 2 Operador de relación Expresión 1 Menor < Distinto <>,!= Mayor o igual >= Menor o igual <= Igual = Mayor > Significado Operador

27 Operadores lógicos disyunción P o Q Or Conjunción P y Q And Negación
15/04/2017 Operadores lógicos disyunción P o Q Or Conjunción P y Q And Negación Not p Not Significado Expresión lógica Operador lógico

28 7. Funciones Intrínsecas
15/04/2017 7. Funciones Intrínsecas Truncamiento Trunc(x) Raíz cuadrada Sqrt(x) Cuadrado Sqr(x) Seno Sin(x) Redondeo Round(x) Log decimal Log10(x) Log neperiano Ln(x) Exponencial Exp(x) Coseno Cos(x) Tangente inversa Arctan(x) Absoluto Abs(x) Descripción Función

29 8. Operación de Asignación
15/04/2017 8. Operación de Asignación Es la forma de darle valores tanto a variables como constantes, se representa con el símbolo

30 15/04/2017 Tipos de asignación Aritmética Lógica Cadena de carácteres

31 9. Entrada y salida de información
15/04/2017 9. Entrada y salida de información La operación de lectura READ permite el ingreso de los datos necesarios para los cálculos computacionales. La operación de escritura WRITE imprime la información procesada por el programa y su respectivo algoritmo.

32 PROBLEMAS RESUELTOS CON COMPUTADORAS Y HERRAMIENTAS DE PROGRAMACION
15/04/2017 PROBLEMAS RESUELTOS CON COMPUTADORAS Y HERRAMIENTAS DE PROGRAMACION 15/04/2017

33 INDICE OBJETIVO SOLUCION DE PROBLEMAS ANALISIS DEL PROBLEMA
15/04/2017 INDICE OBJETIVO SOLUCION DE PROBLEMAS ANALISIS DEL PROBLEMA DISEÑO DEL ALGORITMO SOLUCION DEL PROBLEMA MEDIANTE COMPUTADORA REPRESENTACION GRAFICA DE ALGORITMOS PSEUDOCODIGO 15/04/2017

34 15/04/2017 2.1 OBJETIVO EXPONER LOS CONOCIMIENTOS INDISPENSABLES PARA EL APRENDIZAJE DE LA PROGRAMACION. 15/04/2017

35 2.2 SOLUCION DE PROBLEMAS Fases de fragmentación:
15/04/2017 2.2 SOLUCION DE PROBLEMAS Fases de fragmentación: Análisis del problema: definición concisa a fin de que sea analizado en todo detalle. Diseño del algoritmo: procedimiento, paso a paso, para la solucionar el problema dado. Solución del algoritmo con la computadora: codificación del algoritmo en un lenguaje de programación 15/04/2017

36 15/04/2017 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA El propósito es ayudar al programador a llegar a un cierto grado de comprensión de la naturaleza del problema. Una buena definición del problema, junto con una descripción detallada de entrada y salida, son los requisitos más importantes para una solución eficaz. 15/04/2017

37 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont.
15/04/2017 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont. Que información debe proporcionar la solución del problema. Solución del Problema Análisis del Problema Diseño del algoritmo Solución por computadora

38 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont.
15/04/2017 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont. 2. Que datos se necesitan para resolver el problema. Análisis del Problema Definicióndel Problema Especificaciones de entrada Especificaciones de salida

39 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont.
15/04/2017 2.3 ANALISIS DEL PROBLEMA cont. Ejemplo: leer los lados de un triángulo rectangulo e imprima la hipotenusa. Entradas: valores de los lados (variable LADO1 y variable LADO2). Salida: valor de la hipotenusa (variable LADO3). Variables: LADO1, LADO2 y LADO3 (tipo reales).

40 15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO La información proporcionada al algoritmo constituye su entrada y la información producida constituye su salida. Los problemas complejos se resuelven eficazmente si se fragmentan en subproblemas que sean más sencillos de solucionar que el original. Esta técnica es conocida como divide y vencerás (divide and conquer).

41 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont.
15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont. La descomposición del problema original en subproblemas cuya solución puede implementarse a través de la computadora se le denomina diseño descendente (top down design) La descripción detallada de la solución mediante pasos específicos se le denomina refinamiento del algoritmo (stepwise refinement).

42 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont.
15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont. Diseño del algoritmo Diseño descendente Refinamiento por pasos Herramientas de programación –diagramas de flujo -pseudocódigo

43 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont.
15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont. Ejemplo: Determine a los números menores que 90 y múltiplos de 9, así como su sumatoria. Definicióndel Problema Especificaciones de entrada Especificaciones de salida Imprimir múltiplos de 9 y su suma siempre y cuando sea menor que 90 TOTAL = 0 NUM = 9 LIMITE = 90 NUM, TOTAL

44 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont.
15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont. Diseño descendente Refinamiento por pasos Herramientas de programación Múltiplos de 9 Num=9 Print num Num <= 90 regresar a) Num=+9 Sumatoria Total=+num

45 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont.
15/04/2017 2.4 DISEÑO DEL ALGORITMO cont. Inicio Total=0, Num=9, Limite=90 Print Num Total=Total+Num Si Num <= Limite entonces Num=Num+9 y regresar a 3 Print Total Fin

46 tarea Determine si una palabra es un palíndromo.
15/04/2017 tarea Determine si una palabra es un palíndromo. Determine el máximo común divisor para dos números enteros. Lea e imprima una serie de números distintos de cero. El algoritmo terminará con un valor que no se debe imprimir . Finalmente obtenga la cantidad de valores leídos.

47 15/04/2017 tarea 4. Imprima y sume la serie de números múltiplos de 3 en el rango cerrado de 3 y 99. 5. Lea cuatro números e imprima el mayor de ellos. 6. Calcule la superficie de un triangulo en función de la base y la altura.

48 2.5 SOLUCION DE PROBLEMAS MEDIANTE LA COMPUTADORA
15/04/2017 2.5 SOLUCION DE PROBLEMAS MEDIANTE LA COMPUTADORA Una vez diseñado el algoritmo y representado mediante una herramienta de programación se debe: Solución del Problema por Computadora Codificación del programa Ejecución del programa Comprobación del programa

49 2.6 REPRESENTACION GRAFICA DE LOS ALGORITMOS
15/04/2017 2.6 REPRESENTACION GRAFICA DE LOS ALGORITMOS Los métodos usuales para representarlo son: Diagrama de flujo Lenguaje de especificación de algoritmo

50 2.6 REPRESENTACION GRAFICA DE LOS ALGORITMOS cont
15/04/2017 2.6 REPRESENTACION GRAFICA DE LOS ALGORITMOS cont

51 15/04/2017 2.7 PSEUDOCODIGO Es un lenguaje de especificación de algoritmos que permite una codificación rápida y simple. Su ventaja radica en que el programador no debe preocuparse por la sintaxis de un lenguaje de programación en particular. Utiliza palabras sencillas de entender para codificar programas.

52 ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA
15/04/2017 ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA Selling your ideas is challenging. First, you must get your listeners to agree with you in principle. Then, you must move them to action. Use the Dale Carnegie Training® Evidence – Action – Benefit formula, and you will deliver a motivational, action-oriented presentation.

53 15/04/2017 Concepto de Programa Conjunto de instrucciones que producirán la ejecución de una determinada tarea. Esencialmente es un medio para lograr un fin. Open your presentation with an attention-getting incident. Choose an incident your audience relates to. The incidence is the evidence that supports the action and proves the benefit. Beginning with a motivational incident prepares your audience for the action step that follows.

54 PROCESO DE PROGRAMACION
15/04/2017 PROCESO DE PROGRAMACION Consiste en la solución de problemas y el desarrollo de programas

55 Fases del proceso de programación
15/04/2017 Fases del proceso de programación Definiciòn y análisis del problema. Diseño de algoritmos: Diagrama de flujo. Diagrama (N-S). Pseudocódigo Codificación del programa. Depuración y verificación del programa. Documentación. Mantenimiento. Next, state the action step. Make your action step specific, clear and brief. Be sure you can visualize your audience taking the action. If you can’t, they can’t either. Be confident when you state the action step, and you will be more likely to motivate the audience to action.

56 Partes de un programa concepto de caja negra
15/04/2017 Partes de un programa concepto de caja negra Entrada Algoritmo Salida To complete the Dale Carnegie Training® Evidence – Action – Benefit formula, follow the action step with the benefits to the audience. Consider their interests, needs, and preferences. Support the benefits with evidence; i.e., statistics, demonstrations, testimonials, incidents, analogies, and exhibits and you will build credibility.

57 Tipos de Instrucciones
15/04/2017 Tipos de Instrucciones (acciones que resuelven un problema) De inicio / fin. De asignación. De lectura, De escritura. De bifurcación. To close, restate the action step followed by the benefits. Speak with conviction and confidence, and you will sell your ideas.

58 Elementos básicos de un programa
15/04/2017 Elementos básicos de un programa Palabras reservadas. Identificadores (nombres de variables). Caracteres especiales. Constantes. Variables. Expresiones. instrucciones.

59 Otros elementos…… Iteraciones, Contadores, Acumuladores,
15/04/2017 Otros elementos…… Iteraciones, Contadores, Acumuladores, Interruptores, Estructuras: Secuenciales, Selectivas, Repetitivas.

60 15/04/2017 Iteraciones Es el segmento de un algoritmo o programa, cuyas instrucciones se repiten un número determinado de veces mientras se cumple una determinada condición. Sus partes son: decisión cuerpo del bucle salida

61 15/04/2017 Contadores Un contador es una variable cuyo valor se incrementa o decrementa en una cantidad constante en cada iteración.

62 15/04/2017 Acumuladores Un Acumulador es una variable cuya misión es almacernar cantidades distintas resultantes de sumas sucesivas.

63 15/04/2017 Interruptores Un interruptor ( conmutador, bandera, flag) es una variable que puede tomar diversos valoresdurante la ejecución de un programa y que permite comunicar información desde una parte a otra del mismo.

64 Componentes de un algoritmo
15/04/2017 Componentes de un algoritmo Algoritmo Cabecera del programa Sección de declaración Sección de acciones

65 PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA
15/04/2017 PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Selling your ideas is challenging. First, you must get your listeners to agree with you in principle. Then, you must move them to action. Use the Dale Carnegie Training® Evidence – Action – Benefit formula, and you will deliver a motivational, action-oriented presentation.

66 Técnicas de Programación...
15/04/2017 Técnicas de Programación... Programación modular: Descomposición del problema en módulos. Programación estructurada: Programación de cada módulo mediante métodos estructurados. Open your presentation with an attention-getting incident. Choose an incident your audience relates to. The incidence is the evidence that supports the action and proves the benefit. Beginning with a motivational incident prepares your audience for the action step that follows.

67 Características de la programación modular
15/04/2017 Características de la programación modular Todo programa tiene un módulo principal. Dicho módulo primario se divide en submódulos, que a su vez ejecutan una tarea única y podrán codificarse de manera independiente de cualquier otra actividad. Sin embargo, al finalizar su función devolverán el control al módulo principal. Esta independencia alude a que ningún otro módulo podrá accesarlo directamente, a excepción de sus propios subsubmódulos y al módulo principal. Next, state the action step. Make your action step specific, clear and brief. Be sure you can visualize your audience taking the action. If you can’t, they can’t either. Be confident when you state the action step, and you will be more likely to motivate the audience to action.

68 15/04/2017 Consideraciones ……. La descomposición de un programa podría implemetarse así: Módulo principal. Submódulo impresión de títulos Submódulo de lectura de datos Submódulo ejecución de procesos Submódulo impresión de resultados To complete the Dale Carnegie Training® Evidence – Action – Benefit formula, follow the action step with the benefits to the audience. Consider their interests, needs, and preferences. Support the benefits with evidence; i.e., statistics, demonstrations, testimonials, incidents, analogies, and exhibits and you will build credibility.

69 Características de la programación estructurada
15/04/2017 Características de la programación estructurada Conjunto de técnicas que reducen el tiempo requerido para escribir, verificar, depurar y mantener los programas. Mediante el uso de: recursos abstractos, diseño descendente, estructuras básicas. To close, restate the action step followed by the benefits. Speak with conviction and confidence, and you will sell your ideas.

70 15/04/2017 Recursos Abstractos Consiste en descomponer una determinada acción compleja en un número de acciones más simples, capaces de ser ejecutada por una computadora y sus respectivas instrucciones.

71 Diseño Descendente TOP-DOWN DESIGN
15/04/2017 Diseño Descendente TOP-DOWN DESIGN Esta metodología efectúa una relación de refinamiento entre las distintas etapas de estructuración, de modo que se relacionen unas con otras, mediante entradas y salidas de información. Descompone el problema en etapas o estructuras jerárquicas, de modo que se pueda considerar cada estructura desde dos puntos de vista: qué hace y cómo lo hace

72 15/04/2017 Diseño Descendente Desde el exterior …..

73 15/04/2017 Diseño Descendente Desde el interior …..

74 Estructuras básicas Teorema de la programación estructurada:
15/04/2017 Estructuras básicas Teorema de la programación estructurada: Un programa propio es aquel que cumple las siguientes características: secuenciales, selectivas, y repetitivas. posee un solo punto de entrada y salida. se puede recorrer toda la estructura del programa modular. todas las instrucciones son ejecutables y no existen bucles infinitos.

75 Instrucciones Secuenciales
15/04/2017 Instrucciones Secuenciales

76 Instrucción Selectiva Simple
15/04/2017 Instrucción Selectiva Simple

77 Instrucción Selectiva Compuesta
15/04/2017 Instrucción Selectiva Compuesta

78 Instrucción Selectiva Múltiple
15/04/2017 Instrucción Selectiva Múltiple

79 Instrucción Repetitiva “While”
15/04/2017 Instrucción Repetitiva “While”

80 Instrucción Repetitiva “Repeat”
15/04/2017 Instrucción Repetitiva “Repeat”

81 Instrucción Repetitiva “For”
15/04/2017 Instrucción Repetitiva “For”

82 15/04/2017 F I N