ESTRUCTURAS ALGORITMICAS

ESTRUCTURAS ALGORÍTMICAS

Las estructuras de operación de programas son un grupo de formas de trabajo, que permiten, mediante la manipulación de variables, realización de procesos específicos que nos lleven a la solución de problemas. 

Estas estructuras se clasifican de acuerdo con su complejidad en:

ALGORITMOS CON ESTRUCTURAS SECUENCIALES

La estructura secuencial es aquella en la que una acción (instrucción) sigue a otra en secuencia. Las tareas se suceden de tal modo que la salida de una es la entrada de la siguiente y así sucesivamente hasta el fin del proceso. 

Asignación:

La asignación consiste, en el paso de valores o resultados a una zona de la memoria. Dicha zona será reconocida con el nombre de la variable que recibe el valor. La asignación se puede clasificar de la siguiente forma:

·   Simples: Consiste en pasar un valor constate a una variable (a=10)

·  Contador: Consiste en usarla como un verificador del numero de veces que se realiza un proceso (a=a+1)

·   Acumulador: Consiste en usarla como un sumador en un proceso (a=a+b)

·  De trabajo: Donde puede recibir el resultado de una operación matemática que involucre muchas variables (a=c+b*5/2).

Lectura (Entrada):

La lectura consiste en recibir desde un dispositivo de entrada (p.ej. el teclado) un valor. Esta operación se representa en un pseudocodigo como sigue:

            Leer a, b

            Donde “a” y “b” son las variables que recibirán los valores

Escritura (Salida):

Consiste en mandar por un dispositivo de salida (p.ej. monitor o impresora) un resultado o mensaje. Este proceso se representa en un pseudocodigo como sigue:

            Escribe “El resultado es:”, R

            Donde “El resultado es:” es un mensaje que se desea aparezca y R es una variable que contiene un valor.

Una Estructura Secuencial se representa de la siguiente forma: 

Observe el siguiente problema de tipo cotidiano y sus respectivos algoritmos representados en Pseudocódigo y en Diagrama de flujos: 

• Tengo un teléfono y necesito llamar a alguien pero no sé como hacerlo. 

El anterior ejemplo es un sencillo algoritmo de un problema cotidiano dado como muestra de una estructura secuencial. 

DIAGRAMAS DE FLUJO

TÉCNICAS DE REPRESENTACIÓN DE ALGORITMOS

Para la representación de un algoritmo, antes de ser convertido a lenguaje de programación, se utilizan algunos métodos de representación escrita, gráfica o matemática. 

Los métodos más conocidos son:

· Diagramas de flujo.

· Pseudocódigo.

DIAGRAMAS DE FLUJO

Los diagramas de flujo o flujogramas son una manera de representar gráficamente el flujo de datos que ilustra la secuencia de las operaciones que se realizarán para conseguir la solución de un problema. 

Los diagramas de flujo se dibujan generalmente antes de comenzar a programar el código frente a la computadora. Estos diagramas de flujo desempeñan un papel vital en la programación de un problema y facilitan la comprensión de problemas complicados y sobre todo muy largos. Una vez que se dibuja el diagrama de flujo, llega a ser fácil escribir el programa en cualquier lenguaje de programación. 

Simbología gráfica para dibujar un diagramas de flujo.

Los Diagramas de flujo se dibujan generalmente usando algunos símbolos estándares para diagramar programas de computadora y que se muestran a continuación:

	Inicio o fin del programa
	Pasos, procesos o líneas de instrucción de programa de computo
	Operaciones de entrada y salida
	Toma de decisión y Ramificación
	Conector para unir el flujo a otra parte del diagrama
	Cinta magnética
	Disco magnético
	Conector de pagina
	Líneas de flujo
	Anotación
	Salida, para mostrar datos en pantalla
	Display, envía datos a la impresora

Reglas para la creación de Diagramas de Flujo

1. Los Diagramas de flujo deben escribirse de arriba hacia abajo, y/o de izquierda a derecha.
2. Los símbolos se unen con líneas, las cuales tienen en la punta una flecha que indica la dirección que fluye la información procesos, se deben de utilizar solamente líneas de flujo horizontal o verticales (nunca diagonales).
3. Se debe evitar el cruce de líneas, para lo cual se quisiera separar el flujo del diagrama a un sitio distinto, se pudiera realizar utilizando los conectores. Se debe tener en cuenta que solo se van a utilizar conectores cuando sea estrictamente necesario.
4. No deben quedar líneas de flujo sin conectar
5. Todo texto escrito dentro de un símbolo debe ser legible, preciso, evitando el uso de muchas palabras.
6. Todos los símbolos pueden tener más de una línea de entrada, a excepción del símbolo final.
7. Solo los símbolos de decisión pueden y deben tener mas de una línea de flujo de salida.

Ejemplo de Diagrama de Flujo

Desarrollar un programa que sume dos números y el resultado en impresora.

En el ejercicio tenemos el inicio y el fin, una entrada de datos, para ingresar los 2 números, una operación a realizar, la suma, y un resultado a mostrar. Cada uno de esos pasos con su símbolo correspondiente en el diagrama.

PSEUDOCÓDIGO

El pseudocódigo (o falso lenguaje) es comúnmente utilizado por los programadores para omitir secciones de código o para dar una explicación del paradigma que tomó el mismo programador para hacer sus códigos, esto quiere decir que el pseudocódigo no es programable sino que facilita la programación.

El principal objetivo del pseudocódigo es el de representar la solución a un algoritmo de la forma más detallada posible, y a su vez lo más parecida posible al lenguaje que posteriormente se utilizará para la codificación del mismo.

Características del Pseudocódigo

Las principales características de este lenguaje son: 

• Se puede ejecutar en un ordenador
• Es una forma de representación sencilla de utilizar y de manipular.
• Facilita el paso del programa al lenguaje de programación.
• Es independiente del lenguaje de programación que se vaya a utilizar.
• Es un método que facilita la programación y solución al algoritmo del programa.

Estructura de un programa en Pseudocódigo: 

Cabecera: 

• Programa:
• Tipos de datos:
• Constantes:
• Variables:

Cuerpo: 

• Inicio
• Instrucciones
• Fin

LISTA DE PALABRAS RESERVADAS Y SU SIGNIFICADO:

Instrucción	Significado
algoritmo nombre	Marca el comienzo de un algoritmo y le adjudica un nombre
Inicio	Marca el comienzo de un bloque de instrucciones
Fin	Marca el final de un bloque de instrucciones
Variables
nombre_var es tipo_de_datos	Declaración de variables. Indica el identificador y el tipo de las variables que se van a usar en el algoritmo
constantes
nombre_const = expresión	Declaración de constantes. La expresión se evalúa y su resultado se asigna a la constante. Este valor no puede modificarse a lo largo del programa.
Leer (variable)	Entrada de datos. El programa lee un dato desde un dispositivo de entrada (si no se indica otra cosa, el teclado), asignando ese dato a la variable
Escribir (variable)	Salida de datos. Sirve para que el programa escriba un dato en un dispositivo de salida (si no se indica otra cosa, la pantalla).
variable <-  expresión	Asignación. La expresión se evalúa y su resultado es asignado a la variable
si (condición) entonces inicio       acciones-1 fin si_no inicio       acciones-2 fin	Instrucción condicional doble. El ordenador evaluará la condición, que debe ser una expresión lógica. Si es verdadera, realiza las acciones-1, y, si es falsa, las acciones-2.Instrucción condicional simple. Es igual pero carece de la rama “si_no”, de modo que, si la expresión de falsa, no se realiza ninguna acción y la ejecución continúa por la siguiente instrucción
según (expresión) hacer inicio     valor1: acciones-1     valor2: acciones-2     …     valor3: acciones-N     si_no: acciones-si_no fin	Instrucción condicional múltiple. Se utiliza cuando hay más de dos condiciones posibles (verdadero o falso) . Se evalúa la expresión, que suele ser de tipo entero, y se busca un valor en la lista valor1, valor2,… valorN que coincida con ella, realizándose las acciones asociadas al valor coincidente.Si ningún valor de la lista coincide con la expresión del “según”, se realizan las acciones de la parte “si_no”.
mientras (condición) hacer inicio     acciones fin	Bucle mientras. Las acciones se repiten en tanto la condición, que debe ser una expresión lógica, sea verdadera. La condición se evalúa antes de entrar al bloque de acciones, de modo que pueden no ejecutarse ninguna vez.
repetir inicio    acciones fin mientras que (condición)	Bucle repetir. Las acciones se repiten en tanto que la condición, que debe ser una expresión lógica, sea verdadera. Se parece mucho al anterior, pero la condición se evalúa al final del bucle, por lo que éste se ejecuta, como mínimo una vez.
para variable desde expr-ini hasta expr-fin hacer  inicio      acciones  fin	Bucle para. Se evalúa la expresión expr-ini, que debe ser de tipo entero, y se asigna ese valor a la variable. Dicha variable se incrementa en una unidad en cada repetición de las acciones. Las acciones se repiten hasta que la variable alcanza el valor expr-fin.

Ejemplo de Pseudocódigo

Desarrollar un programa que sume dos números y el resultado en impresora.

Programa: suma_dos_números 
Variables: 
   a: entero 
   b: entero

   suma: entero
Inicio 
   Escribir "Leer un nuemro: " 
   Leer a

   Escribir "Leer otro numero: " 
   Leer b
   suma <- a + b 
   Escribir "Resultado: ", suma 
Fin

FASES PARA LA RESOLUCIÓN DE UN PROBLEMA

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.
• Los métodos y fórmulas que se necesitan para procesar los datos.
• Cual es la información que se desea producir (salida).

3. Diseño del Algoritmo (Diagrama de flujo o Pseudocódigo)

Las características de un buen algoritmo son:

• Debe tener un punto particular de inicio.
• Debe ser definido, no debe permitir dobles interpretaciones.
• Debe ser general, es decir, soportar la mayoría de las variantes que se puedan presentar en la definición del problema.
• Debe ser finito en tamaño y tiempo de ejecución.

4. Codificación

La codificación es la operación de escribir la solución del problema 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.

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).