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Tema 1

Algoritmos

IWI-131 - Tema 1 Algoritmos

Algoritmos

• ¿Que es un algoritmo?– “Una lista de instrucciones donde se especifica

una sucesión de operaciones necesarias para resolver cualquier problema de un tipo dado”.

– Ejemplo sumar dos números


Algoritmos


Algoritmos

1. 5+1=6

2. Anotar 6

3. 2+9=11

4. Anotar 1 y guardar 1

5. 4+0=4

6. 4+1=5

7. Anotar 5

8. El resultado es 516

491+ 25

516


Algoritmos

V+ F

F

+

V V V

V F F

F V F

F F F


Algoritmos

san+ sano

sansano


Algoritmos

• Entrada– ¿Qué se necesita para realizar los pasos?

• Salida– ¿Que se obtiene al final del algoritmo?

• Tipos de datos– Números: enteros, reales, complejos– Texto: letras, palabras, frases– Otros


Algoritmos

• Sirven para resolver un tipo de problema especifico.

• Son secuencias de pasos concretos.

• Requiere la definición de la entrada y la salida.

• Adecuados para ser ejecutados por un computador


Algoritmos

• ¿Qué tiene que ver con la programación?– La programación consiste en crear programas

de computador que resuelvan problemas específicos.

– Un programa de computador es la implementación de un algoritmo.


Algoritmos

• ¿Qué es un programa de computador?– Es una secuencia de pasos a ejecutar– Los pasos están descritos en un lenguaje

especial.– Este lenguaje se puede traducir al lenguaje del

computador.– Por lo general es un archivo de texto.– El texto escrito en dicho lenguaje se denomina

el código del programa.


Descripción de un algoritmo

• Es necesario contar con formas de expresar algoritmos– Diseño del algoritmo antes de codificar

– Diseño del algoritmo de manera independiente del lenguaje de programación

• Diferentes alternativas– Pseudo - código

– Diagramas de flujo

– Diagramas de Nassi-Schneidermann



• Pseudo – código– El algoritmo se expresa en lenguaje natural– Expresa de manera genérica los pasos del

algoritmo– No provee detalles de la implementación

particular del código final



• Diagramas de flujo– Presentan el algoritmo de manera gráfica.– De gran utilidad para seguir la “ruta” de un

algoritmo.– Aplicables a muchas otras disciplinas.



• Diagrama de Nassi-Schneidermann– También se denominan diagramas de caja.– Menos usado que el diagrama de flujo– Mas ordenado– Ocupa mucho espacio para representar

algoritmos complejos.


Construcción de un algoritmo

1. Definir el problema a resolver2. Identificar las entradas del algoritmo3. Identificar la salida del algoritmo4. Definir los pasos a seguir para convertir las

entradas en la salida5. Seguir los pasos y comprobar que el algoritmo

sea correcto analizando la salida.6. Revisar los pasos y hacer las correcciones.7. Resolver el problema.



• Construcción de un programa1. Definir el problema a resolver2. Definir el algoritmo que lo resuelve3. Escribir el programa

• Escribir cada uno de los pasos del algoritmo en el lenguaje de programación

4. Ejecutar el programa en el computador5. Verificar que las salidas sean correctas6. Hacer correcciones al programa7. Resolver el problema



• Ejemplo:– Objetivo: Calcular el precio de una manzana – Entradas

• Precio (en pesos) del kilo de manzanas [K]

• Peso (en gramos) promedio de una manzana[P]

– Salida• Precio (en pesos) de una manzana [M]



InicioIngresar valor de K y P

Calcular G = K/100

Calcular M = G x P

Devolver el valor de M

Fin.



G=K/1000

M=G x P

Ingresar K y P

Devolver M



• Operaciones básicas– Entrada de datos– Salida de datos– Utilización de variables– Utilización de constantes– Aplicación de operadores– Asignación de valores

• Combinación de operaciones básicas– Secuencial– Selectiva– Repetitiva


Entrada de datos

• Los algoritmos son para solucionar tipos de problemas

• Es imprescindible poder entregar entradas distintas en cada ejecución

• La entrada de datos se realiza mediante algún dispositivo


Entrada de datos

• Dispositivos de entrada– Teclado– Mouse– Botones– Censores de tacto– Cámaras digitales– Scanners– Archivos


Entrada de datos


Entrada de datos

• Cada dispositivo tiene distintas características.

• Por lo general, sirven para cosas distintas• Los sistemas definen un dispositivo de

entrada por defecto– Este dispositivo se denomina la entrada

estándar.– En un computador suele ser el teclado.


Salida de datos

• De nada sirve implementar un algoritmo si no podemos saber su resultado.

• Al finalizar el algoritmo (o durante), es imprescindible obtener la información resultante de su ejecución.

• La salida de datos se realiza mediante dispositivos.


Salida de datos

• Dispositivos de salida– Pantalla– Impresora– Parlantes– Tableros luminosos– Motores– Tarjeta de red– Archivos


Salida de datos

C:\


Salida de datos

• Al igual que con la entrada, cada dispositivo tiene finalidades distintas.

• Los sistemas definen un dispositivo de salida por defecto– Este dispositivo se denomina la salida

estándar.– En un computador suele ser la pantalla.


Utilización de variables

• Durante la ejecución del algoritmo, es importante recordar los resultados parciales de cada paso.

• Estos resultados se etiquetan con un nombre.

• Al invocar con posterioridad ese nombre, recuperamos el resultados parcial.



G=K/1000

Esta variable se denomina G y se utiliza para recordar el valor de un gramo de manzana.

K es un dato de entrada, y tambiénSe considera una variable



• La principal característica de una variable es que su valor puede cambiar en el tiempo.

• Usualmente se compara con una caja donde se puede almacenar una sola “cosa”.

• Por lo general, las variables se definen con un tipo de dato.

• El tipo de dato restringe que tipo de “cosas” se pueden guardar en las “cajas”.


Utilización de constantes

• Además de las variables, un algoritmo requiere de constantes.

• A diferencia de las variables, su valor no puede cambiar en el tiempo.

• Las constantes también pueden recibir nombres para mayor claridad.– Ej.: PI = 3.1415


Utilización de constantes

G=K/1000

La constante “1000” sirva para transformar el valor Por kilo a un valor por gramo


Aplicación de operadores

• Para obtener resultados, generalmente es necesario “transformar” las entradas en la salida.

• Para esto se aplican operadores de distinta índole– Aritméticos ( + , - , * , / )– Lógicos (igual que, mayor que, menor que, y, o, no)– Etc.

• Los operadores requieren de operandos y entregan un resultado.

• Por lo general, los operadores son unarios o binarios.


Aplicación de operadores

M=G * P

operandos

operador


Asignación de valores

• El resultado de un operador se puede almacenar en una variable.

• Para esto se utiliza un tipo especial de operador.

• Este es el operador de asignación.

• Solo se pueden asignar valores a variables, no a constantes


Asignación de valores

M=G * P

Operador de asignación

El resultado de GxP se asigna a la variable M


Combinación de operaciones básicas

• Secuencial– Un conjunto de operaciones básicas pueden ser

ejecutadas en forma secuencial.– Una operación no inicia hasta que la anterior

termina



G=K/1000

M=G * P

Ingresar K y P

Devolver M

Ingresar K=200 y P=250

G tiene el valor 0,2

M tiene el valor 50

G=K/1000

M=G * P

Ingresar K y P

Devolver M

Diagrama de flujo

Diagrama de Nassi-Schneidermann



• Selectiva– Un algoritmo puede optar por ejecutar o no una

operación (SI –ENTONCES).– Un algoritmo puede optar por ejecutar una u

otra operación (SI-ENTONCES-SINO).– Esta decisión se basa en un condición.– Esta decisión controla el flujo del algoritmo.– Por esto, se denomina una estructura de control.



C

3

4

2

1

C: Condición



3

si no

4

2

1

C

C: Condición



Inicio

Ejecutar 1

Ejecutar 2

si se cumple C entonces

Ejecutar 3

fin si

Ejecutar 4

fin



• Ejemplo: levantarse en la mañana

Iniciosalir de la camaducharsetomar desayunosi esta lloviendo entonces

tomar el paraguasfin sitomar la mochilatomar la micro

fin



C

3a 3b

4

2

1

si no

C: Condición



3a 3b

si no

4

2

1

C

C: Condición



InicioEjecutar 1Ejecutar 2si se cumple C entonces

Ejecutar 3asi no

Ejecutar 3bfin siEjecutar 4

fin



• Ejemplo: levantarse en la mañanaInicio

salir de la camaducharsetomar desayunosi esta lloviendo entonces

llevar la parcasi no

llevar la chaquetafin sitomar la mochilatomar la micro

fin



• Estructura de control selectiva– Una condición es cualquier proposición lógica

que tenga un valor verdadero o falso definido.– Este esquema selectivo se denomina “decision

binaria”.– ¿Y si hay más de dos opciones?



• Estructura de control selectiva– Toda decisión se puede llevar a un esquema de

decisión binaria.– Basta con decidir entre una alternativa y todo el

resto– Si se elige “el resto”, se decide entre una

alternativa y el resto del resto.– Etc…



2a 2b 2c

3

1

x?x mayor que 0

x igual a 0

x menor que 0



3

x mayor que 0?

1

x menor que 0?

si

si

no

no

2a 2b 2c



1

3

2a

x mayor que 0?

x menor que 0?

2b 2c

si

sino

no



InicioEjecutar 1Si x es mayor que cero entonces

Ejecutar 2aSi no

Si x es menor que cero entoncesEjecutar 2c

Si noEjecutar 2b

fin sifin siEjecutar 3

fin


Combinación de operaciones básicas• Ejemplo: levantarse en la mañanaInicio

salir de la camaducharsetomar desayunosi esta lloviendo entonces

llevar la parcasi no esta lloviendo pero hace frío

llevar la chaquetasi no

llevar un chalecofin sitomar la mochilatomar la micro

fin



• Estructura de selección múltiple– Para algunos casos se puede utilizar un esquema

selectivo no binario (EN EL CASO DE)

– Ejemplo: ingreso de opción de menú de un cajero automático

• Si el usuario presionó el botón 1, hacer un giro

• Si el usuario presionó el botón 2, entregar saldo

• Si el usuario presionó el botón 3, cambiar la clave

• Etc.



Botón

giro saldo clave error

1 32

…

etoc

salir



giro clavesaldo error

Botón

1 2 3 etoc

salir

…



Inicioen el caso que el botón presionado

sea el 1hacer giro

sea el 2entregar saldo

sea el 3cambiar clave

…En cualquier otro caso

Errorfin caso

fin



• Repetitiva– Además de combinar operaciones en forma

secuencial y selectiva, se puede repetir la ejecución de una operación cuantas veces se desee.

– Existen varios esquemas• Repetir MIENTRAS se cumpla una condición.• Repetir HASTA QUE se cumpla una condición.• Repetir un número de veces.



• MIENTRAS– Se repite una operación mientras una condición

sea verdadera.– Al dejar de serlo, se rompe el ciclo– Si la condición nunca es falsa, se tiene un ciclo

infinito.



C

2

1

3

C: Condición

si

no



1

3

2

C

C: Condición



Inicio

ejecutar 1

mientras se cumpla la condición

ejecutar 2

fin mientras

ejecutar 3

fin



• Ejemplo validar ingreso de valor positivo

Inicio

definir variable x

asignar el valor -1 a x

mientras x sea menor que cero

ingresar x por teclado

fin mientras

mostrar valor de x

fin



• HASTA QUE– Se repite la ejecución de una operación hasta

que se cumpla una condición.– La principal diferencia con MIENTRAS es que

la operación se ejecuta al menos una vez.



C

2

1

3

C: Condición

si

no



1

3

2

C

C: Condición



Inicio

ejecutar 1

repetir

ejecutar 2

hasta que se cumpla condición

ejecutar 3

fin



• Ejemplo– Mismo ejemplo anterior

Inicio

definir variable x

repetir

ingresar x por teclado

Hasta que x sea mayor que cero

mostrar valor de x

fin



• Repetir un número fijo de veces– Muy útil cuando se sabe el numero de

repeticiones a ejecutar.– Por lo general se define una variable que sirve

de contador– El contador mantiene el número de cada

iteración.– También se puede definir el incremento del

contador en cada iteración.



Inicio contador, fin contador

2

3

1



1

3

2

Inicio contador, fin contador



Inicio

ejecutar 1

desde contador inicial hasta contador final

ejecutar 2

fin desde

ejecutar 3

fin



• Ejemplo

5

0i

i

Inicio

definir variable “sumatoria”

asignar el valor 0 a “sumatoria”

desde i igual a 0 hasta i igual a 5

sumatoria = sumatoria + i

fin desde

mostrar valor de “sumatoria”

fin



• Combinación de estructuras de control seriales, selectivas y repetitivas– Cualquier combinación es posible– Pueden existir estructuras anidadas– Es importante definir el comienzo y el termino

de cada estructura



• Ejemplos– Cachi-pun– Ordenar objetos

Fin tema 1

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