conceptos bassicoas de informatica

8/13/2019 Conceptos Bassicoas de Informatica

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Ingeniera Tcnica Industrial

Fundamentos de Informtica

Tema 2. Conceptos bsicos de algortmica

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TEMA 2. CONCEPTOS BSICOS DE ALGORTMICA

2.1 Definicin de Algoritmo

Unalgoritmoes una secuencia precisa de operaciones (pasos)queresuelven un problema en un tiempo finito.

Solucin(problema) ALGORITMO(Solucin(problema))

Pasos para la resolucin de un problema:

Los algoritmos son independientes del lenguaje de programacin y

del ordenador que los ejecuta. Se pueden expresar en multitud de

lenguajes y ejecutarse en ordenadores distintos.

2.1.1 Propiedades de los algoritmos

a) Siempre debe terminar.

b) Debe contener instrucciones concretas, sin ningunaambigedad .c) Todos sus pasos deben ser simplesy tener un ordendefinido.

d) Debe funcionarsean cuales sean los datos de entrada.

e) Debe ser eficiente y rpido Hay que Optimizar Para unproblema existen mltiples soluciones, y debemos escoger aquella

que consuma menos tiempo y recursos.

f) Es independientede la mquinay del lenguaje de programacin

que se vaya a utilizar. Un algoritmo puede implementarse(escribirse) en cualquier lenguaje de programacin.


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2.2 Qu es un programa?

Un programa es la expresin (transcripcin) de un algoritmo en un

lenguaje de programacin, capaz de ser procesado por un ordenador trassu compilacin y linkado y que controla el funcionamiento de un

ordenador a la hora de resolver un problema.

ALGORITMO

+ PROGRAMA

LENGUAJE DE PROGRAMACIN

2.2.1 Cmo se construye un programa.

El proceso de elaboracin de un programa, conlleva varias etapas:

Anlisis

DiseoCodificacin

PruebasDocumentacin y

Mantenimiento

Fase de Anlisis:decidir qu es lo que tenemos que hacer.

Fase de Diseo (desarrollo de la solucin): se define cmo vamos

a hacerlo. Obtencin del Algoritmo Se utilizar el Diseo

Descendente o TOP-DOWN: Un problema complejo se resuelve

dividiendo el problema en subproblemas, y as sucesivamente hasta

que la resolucin de cada subproblema sea fcilmente programable.

Fase de Codificacin: Implementacin del Algoritmo en ellenguaje de programacin ms adecuadoObtencin del Programa

Fase de Pruebas: No basta que el programa est terminado Hayque comprobar que el programa NO falla y funciona perfectamente en

todos los casos posibles que se puedan presentar.

Fase de Documentacin y Mantenimiento: Se elabora la

documentacin del programa, y se realizan las actualizacionesoportunas que se vayan necesitando.


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TODAS ESTAS FASES HAY QUE REALIZARLAS CON SUMOCUIDADO, PUESTO QUE UN ERROR EN UNA DE ELLAS, PUEDE

CONLLEVAR LA VUELTA ATRS EN TODO EL PROCESO.

Resumen: Proceso de creacin de un programa

Planteamiento del problema a resolver. Antes de nada debemos

conocer perfectamente el problema y los resultados a obtener.

Representacin de los datos. Escoger los tipos de datos a usar.

Diseo de un algoritmo.

Comprobacin y optimizacin de algoritmos. Debemos asegurarnos

que el algoritmo realiza la tarea correctamente.

Codificacin del programa. Debemos transcribir el algoritmo a un

lenguaje de programacin concreto para que pueda ser utilizado.

Depuracin del programa. El programa debe estar libre de errores.

Documentacin del programa.

2.3 Definicin y uso de herramientas para describ ir soluciones

Para representar los algoritmos existen dos mtodos principales:

El pseudocdigo

El diagrama de flujo.

Mientras que el pseudocdigo permite enunciar el algoritmo, los

diagramas de flujo (organigramas) permiten visualizarlo de forma grfica.

2.3.1 Diagramas de flujo (organigrama)

Es una representacin grfica de un algoritmo mediante una serie de

smbolos, que contienen en su interior los pasos del algoritmo, y unas flechas

que los unen indicando la secuencia (orden) en la que se deben ejecutar. Los

smbolos representan acciones y las flechas el flujo del algoritmo.

La descripcin de las funciones se puede realizar de forma narrativa,

usando un lenguaje natural (conviene que sea parecido al pseudocdigo)


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l

Si

SiNo

Escribe PAR

N=2

N=1

Escribe Impar

No

N = N - 2

DFD para indicar si un nmero es Par o Impar.


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2.3.2 El pseudocdigo

El pseudocdigo es la representacin narrativa (no hay reglas

sintcticas estrictas) de un algoritmo, escrita en lenguaje naturalutilizando las estructuras de control tpicas de algn Lenguaje de

Programacin y algunos smbolos algebraicos.

La utilizacin de pseudocdigo presenta las ventajas de ser ms

compacto que un organigrama, ser ms fcil de escribir y ser ms fcil de

transcribir a un lenguaje de programacin.

Las estructuras de control deciden qu camino hay que seguir en

funcin de una condicin. Son las siguientes:

1. Estructura secuencial: consiste en colocar una instruccin tras

otra, de manera que se van ejecutando de arriba abajo.

2. Estructura selectiva o condicional (si , si no): permiten ejecutar

un conjunto de instrucciones u otras en funcin de si se cumple o

no una condicin

3. Estructura iterativa o de repeticin (mientras, repetir, para):

permite repetir una instruccin o grupo de ellas un n fijo de veces

o mientras (o hasta que) una condicin sea cierta.

Estructura secuencial

Pseudocdigo de un algoritmo que calcule la media de tres nmeros:

Leer (n1);

Leer (n2);

Leer (n3);

suma = n1 + n2 + n3;

media = suma / 3;

escribir (media);

El orden en el que se realizan las operaciones es importante: no

puede calcularse la media sin antes haber ledo los nmeros.


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La estructura condicional permite anidar unas instrucciones en otras.

Supongamos que queremos calcular la nota media de la siguiente forma:

Si teora >= 5 y practica < 5: media = 0.4 x teora + 0.6 x prctica Si practica >= 5 y teora < 5: media = 0.6 x teora + 0.4 x prctica

En cualquier otro caso se calculara su media normalmente.

Leer (teoria); Leer (practica);

si (teoria >= 5)

inicio

si (practica < 5)

media = 0.4 * teoria + 0.6 * practica;

si no

media = (teoria + practica) / 2;

fin

si no

inicio

si (practica >= 5)


si no


fin

escribir("La media es ", media);

Otra forma de resolverlo es usando el operador yen las condiciones.Este operador permite combinar dos condiciones de manera que solo

ser verdad si ambas condiciones se cumplen:


si (teoria >= 5 ypractica < 5)


si no

inicio

si (practica >= 5 yteoria < 5)


si no


fin


Otra posible solucin sera:



si (teoria >= 5)

inicio

si (practica < 5)

inicio


fin

fin

si no

inicio

si (practica >= 5)


fin



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Adems del operador ytambin existe el operador oel cual permiteejecutar una accin determinada si se verifica una de las condiciones.

Leer (edad);

si (edad < 16 oedad >= 65)

escribir("No puedes trabajar");

si no

escribir("Puedes trabajar");

Es decir, solo trabajan los que tengan 16 o ms aos y menos de 65.

Estructura iterativa o de repeticin.Esta estructura presenta una serie de variantes que permiten:

Estructura mientras

Esta estructura permite repetir un conjunto de instrucciones 0 o ms

veces, ya que la condicin se verifica antes de entrar en el bucle.

El formato de esta estructura es el siguiente:

mientras(se cumpla la condicin)

inicio

conjunto de acciones;

fin

Es decir, primero se examina la condicin: si resulta falsa, se pasa

directamente a la instruccin que haya tras el fin, de manera que nossaltamos todas las instrucciones que haya dentro del bucle.

Estructura repetir mientras

Esta estructura evala la condicin una vez realizada la accin. Por

tanto, las instrucciones que estn dentro se ejecutan al menos una vez.


repetir

inicio


fin

mientras(se cumpla la condicin);

Leer (edad);

si (edad >= 16 yedad < 65)

escribir("Puedes trabajar");

si no

escribir("No Puedes trabajar");


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Ej: algoritmo que lee por teclado unos nmeros (hasta queintroduzcamos un nmero negativo) y calcula su media.

suma = 0 ; n = 0;

escribir("Dame un n no negativo"); leer (numero);

mientras(numero >= 0)

inicio

suma = suma + numero;

n = n + 1;


fin

si(n > 0)

inicio

media = suma / n;


fin

si no

escribir ("La media es 0");

Ej: Algoritmo anterior usando el repetirsuma = 0; n = 0;

repetir

inicio


si(numero >= 0)

inicio


n = n + 1;

fin

fin

mientras (numero >= 0);

si(n > 0)

inicio

media = suma / n;


fin

si no

escribir("La media es 0");


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Estructura para

Permite realizar una accin un nmero determinado de veces.


paravariable deinicio afin

inicio


fin

En cada iteracin del bucle variable va tomando distintos valores

comprendidos entre inicio y fin. En la primera iteracin toma el valor

inicio, en la segunda inicio+1, y as sucesivamente hasta el valor fin.

Ej: Algoritmo que pide 20 nmeros por teclado y calcula su media.

suma = 0;

paran de1 a20

inicio

escribir("Introduzca n", n); leer (numero);


fin

media = suma / (n-1);

escribir("La media es ", media);Restamos 1 a n ya que se sale del bucle para cuando la variable n

sobrepasa el valor 20.

La estructura para puede sustituirse por mientras o por repetir:

suma = 0;

n = 0;

mientras(n < 20)

inicio

escribir("Introduzca n", n+1); leer (numero);


n = n + 1;

fin

media = suma / n;

escribir(" La media es ", media);


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Cual de las tres variantes usar ante un determinado problema?:

si (el bucle tiene que ejecutarse un numero fijo de veces)

Utilizar la estructura para;

si no

inicio

si(el bucle debe ejecutarse como mnimo una vez)

Utilizar la estructura repetir...mientras;

si no

Utilizar la estructura mientras;

fin

Un error muy comn con las estructuras de repeticin consiste en

poner mal la condicin de finalizacin u olvidarse de incrementar el

contador, dando lugar a bucles infinitos (bucles que no acaban nunca).

suma = 0;

n = 1;

repetir

inicio

leer (numero);


fin

mientras(n


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Ej: Calcular la media de una serie de n positivos dados por teclado. Un

valor de 0, como entrada, indicar el final de la serie de nmeros.

Pseudocdigo

contador = 0;

suma = 0;

leer(numero);

mientras(numero 0)

inicio


contador = contador + 1;

leer(numero);

fin

si(contador 0)

media = suma / contador;

sino

media = 0;

escribir(media);

Ej: Calcular la suma de los N primeros nmeros impares, siendo N un n

dado por teclado.

suma = 0;

c = 1;

impar = 1;

leer (n);

mientras(c


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EJEMPLOS

Pseudocdigo

leer(N);

X = 2;

mientras (mod(N / X) 0 yX


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2.4 Traduccin de ideas a un lenguaje de programacin concreto:

El problema de la implementacin

Para que un ordenador pueda interpretarun algoritmo, ste debe ser

expresado en forma de un programa que estar escrito en un

determinado lenguaje de programacin, lo cual requiere que conozcamos

el juego o repertorio de instrucciones del lenguaje.

2.4.1 Acciones y Estructuras de control usadas en los algoritmos

Las acciones marcan el juego de operaciones que se pueden

realizar, mientras que las estructuras de control determinan el orden derealizacin de las mismas.

ACCIONES:- Asignaciones: consiste en la evaluacin de una expresin y en

el almacenamiento de su valor en una variable

- E/S: se utilizan para que el programa intercambie informacincon un medio externo

- Operaciones Aritmtico-Lgicas: Ejecutan operacionesaritmticas (suma, divisin, potenciacin) y lgicas (and, or, not)

ESTRUCTURAS DE CONTROL:- Decisiones: son acciones de control de flujo. Permiten

modificar el orden en que se realizan otras acciones en funcinde si se cumple o no una determinada condicin.

- Ciclos (Bucles): Indican la repeticin de un segmento deprograma. El ciclo puede ser:

- Repetitivo: el segmento se repite un nmero fijo de veces,

-

Condicional: el segmento se repite mientras (while) se cumplauna condicin o hasta que (do while) deje de cumplirse.

2.4.2 Procedimientos o subrutina

Es un fragmentode un programa que realiza una tarea concreta y

que tiene un nombre por el que puede ser llamado desde cualquier parte

del programa. Se comunica con el programa que los llama a travs de

unas variables de comunicacin denominadas argumentos, que

permiten el paso de informacin entre el programa y el procedimiento. Suuso evita la duplicacin de cdigo.


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2.5 Lenguajes de programacin. Clasificacin. Colocacin en laclasificacin del lenguaje C, C++

Un programa es un conjunto de instrucciones que se dan al

ordenador indicndoles las operaciones o tareas a realizar. Estas

instrucciones se dan en un determinado lenguaje de programacin, el

cual tiene una determinada sintaxis (palabras clave, smbolos) y debe

redactarse cumpliendo una determinada gramtica (reglas).

LENGUAJE DE PROGRAMACIN herramienta que nos permite

transformar un algoritmo en un programa.Consta de:

Un lxico. Una gramtica. Una semntica.

Los circuitos electrnicos de la UC slo pueden interpretar

instrucciones escritas en lenguaje mquina, por lo que los programas

escritos en Lenguajes de alto nivel hay que traducirlos a lenguajemquina para que el procesador los pueda procesar. Para realizar esta

tarea existen unos programas llamados traductores que realizan esta

labor (le damos un programa escrito en un lenguaje de alto nivel y genera

un programa equivalente escrito en lenguaje mquina).

Existen dos tipos de traductores: compiladores e intrpretes.

Compiladores: traducen el programa inicial (programa fuente) y

generan un programa (programa objeto).Intrpretes: van analizando, traduciendo y ejecutando una a una

las instrucciones del programa fuente; no se analiza una instruccin

hasta que la anterior se haya ejecutado. Los intrpretes no generan

programa objeto.


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2.5.1 Clasificacin de los lenguajes de programacin

Los lenguajes de programacin los podemos clasificar en tres grupos:

lenguaje mquina (prcticamente no utilizado). Son directamente

inteligibles por el ordenador, ya que sus instrucciones son cadenas

binarias. Dificultad de codificacin, poca fiabilidad, dificultad grande

de verificar y poner a punto, slo ejecutable en el procesador

especfico.

lenguaje de bajo nivel (ensamblador). Dependen de la mquina en

particular y difcil de programar. Son ms fciles de codificar que

en lenguaje mquina. Dependen de la mquina particular donde se

ejecutan. Son ms difciles de programar que los lenguajes de alto

nivel.

lenguajes de alto nivel. Son independientes de la mquina, no

dependen del diseo del hardware, son muy portables. Ms fciles

de programar y entender. La sintaxis usada est ms cerca del

lenguaje humano que de la mquina. Inconvenientes: Tiempo de

ejecucin mayor y no se aprovechan los recursos internos de la

mquina eficientemente.

Existen muchos lenguajes de programacin de alto nivel (C/C++,

COBOL, Visual Basic, Java, Modula-2, LISP, etc.)

2.5.2 El Lenguaje C.

-

Es un lenguaje de nivel medio: combina elementos de lenguajes dealto nivel con la funcionalidad del ensamblador.

- Permite hacer cosas que otros lenguajes de alto nivel no pueden

hacer (manipulacin de bits, bytes, direcciones) y es tan fcil de usar

como cualquier otro lenguaje de alto nivel.

- Es particularmente adecuado para la programacin de sistemas.

- Es muy portable, es decir, es posible adaptar el software escrito para

un tipo de ordenador en otro.

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