Lenguaje y Programación I Algoritmos Versión1.0 Por: Luis Ordoñez Universidad de Los Andes – PAD Mérida – Venezuela @Derechos Reservados 2013

Algoritmos Bienvenidos , el presente material te ayudará a comprender un poco más el interesante y apasionante mundo de los Algoritmos Adelante… Desde que nace una persona hasta que tiene que irse de este mundo, siempre va a estar involucrada con lo que hoy se denomina algoritmo. Todos los que aceres de nuestras vidas están guiados por algoritmos, en el hogar, en la escuela, en el trabajo, en la calle, todos los ratos de alegría y tristeza están marcados por algoritmos, en fin, en absolutamente todo están presentes los algoritmos. Veamos entonces que son estos señores

Contenido A continuación los puntos tratados en el material, haciendo click podrás ingresar a cada uno de ellos Definición Instrucciones definidas, secuenciales, ordenadas y finitas Tipos de Algoritmos Algoritmos Cualitativos Algoritmos Cuantitativos Diseño Datos, Constantes y Variables Operadores: Aritméticos, Lógicos y Relacionales Análisis del Problema Ejemplos Problemas propuestos Referencias

Antes que nada veamos su definición… ¿ Qué es un ALGORITMO? Es un conjunto pre - escrito de instrucciones o reglas bien definidas, ordenadas, secuenciales y finitas que no generan dudas y permiten resolver un problema.

Instrucciones definidas: Cada instrucción realiza una actividad sin lugar a dudas, para ello se usan verbos tales como: lea, haga, asigne, escriba, entre otros. Lea Asigne Haga Escriba

Instrucciones secuenciales: Cada instrucción se debe realizar después de la instrucción anterior. Instrucción

Instrucciones ordenadas: Siempre mantienen un orden en función al problema que resuelven, desde el inicio hasta el fin. Inicio Instrucción Fin

El número de Instrucciones es finito: El número de instrucciones que contiene el algoritmo es conocido. Inicio Instrucción 1 Instrucción 2 Instrucción (n) Fin

Tipos de Algoritmos Cualitativos Cuantitativos Sus instrucciones se describen con formulas y/o operaciones matemáticas Todas sus instrucciones se describen con palabras

Algoritmos Cualitativos

Algoritmo para hacer una torta Inicio (algoritmo hacer torta) Buscar los ingredientes Mezclar muy bien el azúcar con la mantequilla Añadir harina, huevos y leche Mezclar todos los ingredientes Verter en un molde (previamente cubierto con mantequilla y harina). Llevar al horno (ya calentado) Retirar del horno Dejar enfriar Fin (algoritmo hacer torta) Observa en el algoritmo las características: instrucciones definidas, ordenadas, secuenciales y finitas

Ahora es tu oportunidad: Enumera en instrucciones las actividades que realizas diariamente desde que despiertas hasta que sales de tu casa. Realiza el algoritmo para efectuar una llamada telefónica.

Algoritmos Cuantitativos

Algoritmos Cuantitativos Continuando con los algoritmos recordemos su definición y los dos tipos: cualitativos y cuantitativos, del primero se vieron algunos ejemplos, uno de ellos: los pasos para hacer una torta. Sin embargo, en el mundo de la programación de computadoras son necesarios los CUANTITATIVOS, algoritmos que permiten crear el diseño de programas para ser usados en el computador. Estos algoritmos son representados por pasos o instrucciones que involucran cálculos numéricos en busca de un resultado satisfactorio, como por ejemplo los pasos que se deben seguir para la resolución de la ecuación cuadrática. Entonces, veamos en que consisten………

Diseño de Algoritmos El acto de diseñar algoritmos puede considerarse como una tarea que difícilmente podrá ser del todo automatizada. Todo problema es un reto para el diseñador: algunos resultan inmediatos de resolver, otros son bastante complejos. La investigación en esta área ha permitido descubrir un conjunto de métodos o esquemas de diseño hacia los cuales puede orientarse la realización de muchos algoritmos. Idear un algoritmo es una labor bastante creativa donde los conocimientos y la experiencia del propio diseñador tienen un papel fundamental.

Primero que nada, en el desarrollo de algoritmos se deben tener claros algunos conceptos, como: Datos Constantes Variables Operadores (Aritméticos, Lógicos y Relacionales)

Los datos son objetos sobre los que opera una computadora, se tienen: Datos numéricos: relativos a diferentes clases de números. Enteros (sin parte decimal) y reales (con parte entera y decimal). Datos tipo caracter (cadena): son caracteres que puede interpretar la computadora: alfabéticos A - Z, a - z; dígitos 0 - 9; especiales $, *, >, <, . , “, ´´,; :,.... Un dato tipo caracter es un solo caracter. Los caracteres se organizan en cadenas (secuencia de caracteres válidos encerrados entre comillas o comillas dobles). Datos lógicos o booleanos: aquellos que sólo pueden tomar dos valores: cierto o falso (true / false) Que dices de los datos, te parecen útiles? Piensa en ejemplos …

Constantes Vienen a estar representadas por un conjunto de caracteres numéricos o no numéricos que no cambian durante la ejecución del programa. Pueden estar precedidos de un signo o un caracter + o - y pueden contener el caracter . (punto). Las hay enteras, reales, caracteres, cadena de caracteres y booleanas. Y las constantes, cual es su utilidad? Piensa en ejemplos …

Variables Estas son conocidas como un conjunto de caracteres alfabéticos o alfanuméricos tal que su primer caracter sea alfabético, ejemplos: José, M1, Sex, Num, Hora, Cedula, x100 Pueden cambiar su valor en asignaciones durante la ejecución del programa. Ej. X=100, X= 20, nombre =“luis”, nombre=“pedro” Es conveniente utilizar nombres significativos, mnemotécnicos, que sugieran lo que representan para facilitar la lectura y comprensión del algoritmo. Y las variables que hay de ellas, como se usan? Imagina ejemplos …

Operadores Aritméticos Todos aquellos símbolos que enlazan los argumentos que intervienen en una operación, se utilizan para construir expresiones. Aritméticos suma +, resta - , multiplicación * , división / , potencia ^ , división entera \ ó div, resto de división entera mod Prioridad de las operaciones aritméticas: ^ , *, / , +, - , div, mod Todas las subexpresiones entre paréntesis se evalúan primero, comenzando con el paréntesis más interno.

Lógicos Estos operadores permiten relaciones lógicas (si/no) y sirven para representar condiciones compuestas. no (not) no p negación de p y (and) p y q conjunción de p y q o (or) p o q disjunción de p y q

Expresión1 operador relacional Expresión2 Relacionales Son utilizados para expresar condiciones como las siguientes: = igual, <> diferente, <= menor o igual, >= mayor o igual > mayor que, < menor que El resultado de la operación que a continuación se muestra: Expresión1 operador relacional Expresión2 …será verdadero o falso. Estos operadores de relación se pueden aplicar a cualquiera de los cuatro tipos de datos estándar: entero, real, lógico y caracter.

Análisis del problema Una vez planteado un problema se deben determinar tres elementos que son la base para el diseño del algoritmo: denominado análisis de Entrada-Proceso-Salida (E-P-S) Entrada (E): todo algoritmo debe tener cero (0) o más elementos de entrada. Como valores, cantidades y condiciones. Proceso (P): cálculos necesarios para encontrar la solución del problema. Salida (S): todo algoritmo produce uno o más elementos como resultado.

Primero debemos hacer el análisis E-P-S Veamos el siguiente ejemplo: Se desea hacer el algoritmo para determinar la suma de dos números. Primero debemos hacer el análisis E-P-S Entrada: serán los números a ser sumados, que llamaremos a y b respectivamente. Proceso: corresponde a la suma de los dos números de entrada a + b Salida: c (variable que recibe el valor de la suma obtenida)

Entonces el algoritmo quedaría de la siguiente manera: Imagina hacer esto un millón de veces… …. ¿SI AYUDAN LOS ALGORITMOS Y LOS PROGRAMAS ?……

Otro ejercicio: Se desea hacer el algoritmo para calcular el área de un triangulo. Primero debemos hacer el análisis E-P-S Entrada: sabemos que el área de un triangulo se determina a partir de sus lados, en este caso la base (B) y la altura(A), entonces la entrada serán esos valores B y A. Proceso: escribimos la formula: Salida: AT (es el área del triangulo obtenida)

Entonces el algoritmo quedaría de la siguiente manera: Algoritmo area_triangulo Variables real AT, B, A Inicio escribir (“ingrese el valor de la base:”) lea (B) escribir (“ingrese el valor de la altura:”) lea (A) asigne a AT =( B*A ) / 2 escriba (“El área del Triangulo es:”, AT) Fin

Como has observado, los algoritmos trabajados son cuantitativos, algoritmos INDISPENSABLES para la programación de computadoras. Hasta ahora solo se han tratado las instrucciones denominadas SECUENCIALES, donde una instrucción sigue la otra de manera estricta, sin embargo existen otros tipos de instrucciones como lo son las de DECISIÓN y de REPETICIÓN las cuales serán tratadas en próximas clases. Las instrucciones secuenciales, de decisión y de repetición conforman la base de la denominada PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA. Después de este recorrido que piensas de los algoritmos, serán importantes?

Los algoritmos representan el diseño de programas que serán ejecutados por el computador, estos representan el inicio a la solución de grandes problemas de información de la vida diaria, del mundo que nos rodea.

Referencias Sitios a visitar --> Joyanes Aguilar, Luis (1996) Fundamentos de programación: algoritmos y estructura de datos. España: McGraw Hill.   Joyanes, L., Zahonero, I., Fernández, M. y Sánchez, L. (1999) Estructura de datos. Libro de problemas. España : McGraw Hill. Tovar, Edgar (2012) Algoritmo y Diagrama de Flujo [Documento en línea] Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos94/algoritmo-y-diagrama-flujo/algoritmo-y- diagrama-flujo.shtml Algoritmos Cuantitativos y Cualitativos – Scribd Apuntes de Informática: Algoritmo Ejercicios de algoritmos - SlideShare Sitios a visitar --> "Todos los cursos de programación deben apoyarse en la resolución de gran número de problemas que permitan al alumno adquirir práctica que le facilite el aprendizaje.” Luis Joyanes Aguilar, Madrid, 1996

  Problemas Propuestos A continuación te presentamos algunos problemas de algoritmos, aplica las técnicas necesarias para resolverlos… Diseña un algoritmo que calcule el área de un triángulo en función de las longitudes de sus lados. Elabora un algoritmo que permita calcular el volumen de un cilindro (radio y altura se ingresan desde el teclado). Haga un algoritmo que calcule : Área de un circulo => Área = p r 2 Área de un triángulo => Área =(b*h) / 2 Diseña un algoritmo para la conversión una medida de metros a pies y pulgadas. Elabora un algoritmo que convierta una temperatura dada en centígrados a fahrenheit. Dado un carácter alfabético en mayúsculas, elabore un algoritmo que imprima en pantalla su equivalente en minúscula (consulte el código ASCII). Haga un algoritmo para calcular el IVA de un valor digitado por el teclado, mostrar este resultado y el de sumar el IVA al valor digitado. Elabora un algoritmo para mostrar la cantidad de miles, centenas, decenas y unidades de un número entero digitado por teclado. Haga un algoritmo que calcule el área de una cara de un cubo y su volumen. Construye el algoritmo que lea dos puntos (x, y) y calcule la distancia entre ellos.