Introducción a la Informática 2009 Tema Resolución de problemas

Introducción a la Informática 2009
Tema
3
Resolución de problemas con computadoras. Algoritmos
1. Resolución de problemas
La Informática también puede definirse como la ciencia que estudia el análisis y resolución
de problemas utilizando computadoras. En esta definición la palabra ciencia se relaciona con
una metodología fundamentada y racional para el estudio y resolución de los problemas. En
este sentido la Informática se vincula especialmente con la Matemática y la Ingeniería.
Como se mencionó anteriormente, la computadora es una máquina digital con capacidad de
cálculo numérico y lógico, que opera controlada por un programa almacenado. Esto quiere
decir que internamente tiene órdenes o instrucciones que la computadora podrá leer,
interpretar y ejecutar ordenadamente.
En este sentido, un programa es un conjunto de instrucciones ejecutables en una
computadora, que permite cumplir una función específica o requerimiento que debe
satisfacer.
Normalmente los programas alcanzan su objetivo en un tiempo finito, aunque algunas
aplicaciones, como por ejemplo un sistema de monitoreo de alarma, se ejecutan
indefinidamente, porque poseen un requerimiento de tiempo infinito.
Un programa sin errores ejecutado por una computadora, que comienza y termina
normalmente puede ser incorrecto si no cumple con los requerimientos definidos. Por
ejemplo: un programa de predicción de clima debería estimar la temperatura máxima y
mínima prevista para cada día. Si en lugar de ello devuelve un promedio diario, o
temperaturas máxima y mínima esperadas en la semana, será un programa que devuelve
un resultado en un tiempo finito pero no es correcto pues no son los resultados que se
requieren.
Para resolver problemas los programas operan con datos. Los datos representan objetos
del mundo real que permiten modelar aspectos de un problema que se desea resolver. Por
ejemplo, un sistema de administración de alumnos de una universidad automatiza los
procesos de ingreso y seguimiento de las actividades académicas de los alumnos, tales
como inscripción, cursado, exámenes, etc., ¿qué datos representarán a las entidades que
intervienen en estos procesos: el alumno, la carrera, las materias, etc.?
Los datos reales son difíciles de representar en una computadora, dado que es una máquina
digital binaria con capacidad de operar solo unos y ceros. Por lo tanto, la representación de
los datos, aun los más simples, como los números, las letras, un nombre o un color,
requiere una transformación desde el mundo real a alguna forma de representación binaria
que pueda ser interpretada por la computadora.
Datos más complejos como una imagen, una canción o la trayectoria de un misil, también
son representados en forma binaria. Sin embargo, la forma de modelarlo e interpretarlo
requerirá de un análisis cuidadoso por parte de quien escribe el programa.
Por lo tanto, las dos cuestiones más importantes que debe enfrentar quien debe escribir un
programa para resolver un problema mediante una computadora son:
-
Definir el conjunto de instrucciones cuya ejecución ordenada conduce a la solución.
-
Elegir la representación adecuada de los datos del problema.
En síntesis, las computadoras son una poderosa herramienta para la resolución de
problemas, pero su potencialidad está en función de la capacidad de programación de
soluciones adecuadas a cada problema particular.
La función esencial del especialista informático es explotar la potencialidad de las
computadoras (velocidad, exactitud, confiabilidad) para resolver problemas del mundo real.
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Para lograr esto debe analizar el problema, ser capaz de sintetizar sus aspectos esenciales y
poder especificar la solución que se desea. Posteriormente, debe expresar la solución en
forma de programa, operando los datos del mundo real mediante una representación válida
en una computadora.
2. Etapas en la resolución de problemas: el ciclo de vida del software
Desde el planteo inicial de un problema hasta que se obtiene el correspondiente programa
o aplicación, su instalación y funcionamiento en una computadora, se sigue una serie de
pasos que en conjunto constituyen lo que en Ingeniería de Software se denomina ciclo de
vida del software.
Si bien se reconoce que el proceso de diseñar programas es esencialmente creativo, los
pasos o etapas comunes que generalmente deben seguir los programadores son:
-
Análisis: Estudio detallado del problema con el fin de obtener una serie de
documentos (especificaciones o requerimientos) en los que quede totalmente
definido el proceso de la automatización.
-
Diseño: Determinación de una solución o algoritmo para el problema planteado.
-
Codificación: La solución se escribe en la sintaxis de un lenguaje de programación,
obteniéndose así el programa o código fuente.
-
Compilación, ejecución, verificación y depuración: El programa fuente se
convierte a código binario ejecutable, se corre en la computadora, se comprueba
rigurosamente y se eliminan todos los errores que puedan detectarse.
-
Mantenimiento. El programa se actualiza y modifica cada vez que sea necesario en
función de los requerimientos de los usuarios. Esta es la etapa más larga del ciclo de
vida de desarrollo de software y puede durar muchos años.
-
Documentación: Se documentan las distintas etapas del ciclo de vida del software,
fundamentalmente el análisis, diseño y codificación, a los que se agrega manuales de
usuario y de referencia, así como también normas para el mantenimiento.
Las dos primeras etapas conducen a un diseño detallado escrito en forma de algoritmo,
que permitirá resolver el problema.
En la tercera etapa se implementa el algoritmo en un código escrito en un lenguaje de
programación, reflejando las ideas generadas en las etapas anteriores.
En la etapa de compilación y ejecución el código se traduce a un lenguaje que la máquina
pueda entender y se ejecuta el programa, esto es, la computadora realiza una a una las
instrucciones dadas en el programa.
La verificación y depuración consiste en la búsqueda y eliminación de los errores. Cuanto
mejor detallado y específico sea el resultado de las etapas de análisis y diseño, menor será
la posibilidad de encontrar en la etapa de depuración errores serios que requieran repetir
etapas previas, o sean difíciles de identificar y corregir.
La documentación es un elemento importante que hace a las buenas prácticas de
programación, ayuda a la comprensión del código y facilita su mantenimiento. No se trata
de una etapa independiente, sino que se desarrolla a medida que se avanza en cada una de
las otras etapas vistas.
Se describen a continuación con más detalle las tareas involucradas en cada etapa.
2.1. Análisis del problema
Esta etapa requiere una clara definición donde se contemple exactamente lo que debe hacer
el programa y el resultado o solución deseada.
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Para definir correctamente un problema es conveniente responder a las siguientes
preguntas:
-
¿Qué entradas se requieren? (tipo y cantidad)
-
¿Cuál es la salida deseada? (tipo y cantidad)
-
¿Qué método produce la salida deseada?
2.2. Diseño del algoritmo
En la etapa de análisis del proceso de programación se determina qué deberá hacer el
programa y en la etapa de diseño se especifica cómo hará el programa la tarea solicitada.
Los métodos más eficaces para el proceso de diseño se basan la estrategia divide y
vencerás. Esto quiere decir que la resolución de un problema complejo se realiza dividiendo
el problema en subproblemas menos complejos, hasta llegar a un nivel cuya solución pueda
ser implementada en una computadora. Este método se conoce técnicamente como diseño
descendente (top-down) o diseño modular, que se tratará más detalladamente en las
materias de la carrera.
2.3. Codificación de un programa
Codificación es la escritura en un lenguaje de programación de la representación de un
algoritmo desarrollado en las etapas precedentes. Dado que el algoritmo es independiente
del lenguaje de programación que será utilizado para su implementación, el código se puede
escribir con igual facilidad en un lenguaje u otro.
Para realizar la conversión de un algoritmo en un programa, las operaciones indicadas en el
algoritmo se expresan en el lenguaje de programación correspondiente, respetando sus
reglas y sintaxis. Esta operación se realiza con un programa editor propio del lenguaje de
programación o un editor de texto de uso general. Como resultado se obtiene un archivo
que se almacena en la computadora y se conoce como programa fuente.
El objetivo del programador debe ser escribir programas sencillos y claros, que sean fáciles
de actualizar, ya sea por quien los escribió o por otros programadores.
2.4. Compilación y ejecución de un programa
La compilación consiste en la traducción del programa fuente a lenguaje de máquina. De
esta tarea se encarga el programa compilador del lenguaje de programación. Si luego de la
compilación se presentan errores (errores de compilación), es necesario editar nuevamente
el programa, corregir los errores y compilar otra vez. Este proceso se repite hasta que no se
presenten más errores, obteniéndose el programa objeto, que todavía no es ejecutable
directamente. A continuación, se realiza la fase de montaje o enlace (link), que completa el
programa objeto con bibliotecas existentes (también conocidas como librerías) o rutinas
propias del compilador, para generar el programa ejecutable.
Cuando el programa ejecutable se ha creado (generalmente la extensión del archivo será
.exe ó .com), se puede ejecutar el programa desde el sistema operativo con solo teclear su
nombre o hacer doble clic sobre el nombre (estas acciones dependen del entorno operativo
particular que se esté manejando).
Ejemplos de programas ejecutables son: WINWORD.EXE (ejecutable del procesador de
textos Word), msnmsgr.exe (ejecutable del programa de mensajería instantánea Windows
Messenger), acroread.exe (ejecutable del visor de archivos PDF Acrobat Reader),
nod32krn.exe (programa ejecutable del antivirus NOD32).
2.5. Verificación y depuración de un programa
La verificación de un programa es el proceso de comprobación de la corrección de un
programa. Se realiza mediante la ejecución del mismo con un conjunto de datos de pruebas
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para determinar si el programa tiene errores. Este conjunto de datos de prueba o test debe
contener valores de datos de entrada normales, valores extremos de los datos para
comprobar los límites, valores erróneos y valores de entrada que comprueben casos
especiales del programa.
La depuración es el proceso de encontrar los errores y corregir o eliminar dichos errores. En
general, existen tres tipos de errores:
-
Errores de compilación: Se producen normalmente por un uso incorrecto de las
reglas del lenguaje de programación y suelen ser errores de sintaxis. Si hay errores
de sintaxis, la computadora no puede entender la instrucción, no se genera el
programa objeto y el compilador emite una lista con todos los errores encontrados
durante la compilación. Por ejemplo: uso incorrecto de palabras reservadas, de
símbolos de separación de instrucciones, etc.
-
Errores de ejecución: Se producen por instrucciones que la computadora puede
comprender pero no ejecutar. Ejemplos típicos son operaciones en las que se
pretende dividir por cero y raíces cuadradas de números negativos. En estos casos,
se detiene la ejecución del programa y se imprime un mensaje de error. El programa
“cancela”, que es el término usual en la jerga informática.
-
Errores lógicos: Se producen en la lógica del programa y la fuente del error suele ser
el diseño del algoritmo. Estos errores son los más difíciles de detectar porque el
programa funciona sin producir mensajes de error, el error solo se advierte por la
obtención de resultados incorrectos. En este caso se debe volver a la etapa de diseño
del algoritmo, modificar el algoritmo, cambiar el programa fuente y compilar y
ejecutar de nuevo.
2.6. Documentación y mantenimiento
La documentación de un programa consiste en la descripción de los distintos pasos en el
proceso de resolución de un problema. La importancia de la documentación debe ser
destacada por su decisiva influencia en el producto final: programas pobremente
documentados son difíciles de leer, más difíciles de depurar y casi imposibles de mantener y
modificar.
La documentación de un programa puede ser: interna o externa. La interna es la contenida
en los comentarios del programa fuente, que son explicaciones intercaladas con el código
para ayudar a comprender pasos específicos. Se identifican con una sintaxis específica para
que el compilador las ignore, es decir, para que entienda que no es una instrucción que
debe ejecutar. Esta sintaxis depende del lenguaje de programación utilizado (generalmente
es un símbolo especial al inicio del comentario).
La externa incluye análisis, diagramas de flujo y/o pseudocódigos, y manuales del usuario
con instrucciones para ejecutar el programa y para interpretar los resultados.
La documentación es especialmente importante cuando deben introducirse cambios en los
programas. Después de cada cambio la documentación debe ser actualizada.
3. Algoritmos: concepto y características
Un algoritmo es un método para resolver problemas. Más específicamente, es un conjunto
finito de reglas que dan una secuencia de operaciones para resolver un problema específico.
El término proviene del matemático persa Mohammed Al-khowarizmi que alcanzó gran
repercusión por el enunciado de reglas paso a paso para sumar, restar, multiplicar y dividir
números decimales.
Para llegar a la realización de un programa es necesario el diseño previo de un algoritmo,
de modo que sin algoritmo no puede existir un programa.
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Los algoritmos son independientes tanto del lenguaje de programación en que se expresan
como de la computadora que los ejecuta. En cada problema el algoritmo se puede expresar
en un lenguaje diferente de programación o ejecutarse en una computadora distinta, sin
embargo el algoritmo será siempre el mismo. Así, por ejemplo, en una analogía con la vida
diaria, una receta de un plato de cocina se puede expresar en español, inglés o francés,
pero cualquiera sea el idioma, los pasos para la elaboración del plato se realizarán sin
importar el idioma del cocinero.
En la ciencia de la computación y en la programación, los algoritmos son más importantes
que los lenguajes de programación o las computadoras. Un lenguaje de programación es
tan solo un medio para expresar un algoritmo y una computadora es solo un procesador
para ejecutarlo. Tanto el lenguaje de programación como la computadora son los medios
para obtener un fin: conseguir que el algoritmo se ejecute y se efectúe el proceso
correspondiente.
Dada la importancia del algoritmo en la ciencia de la computación, un aspecto muy
importante será el diseño de algoritmos. El diseño de la mayoría de los algoritmos requiere
creatividad y conocimientos profundos de la técnica de la programación.
3.1.
Características de los algoritmos
Un algoritmo debe cumplir con las siguientes condiciones fundamentales:
1. Ser finito: Un algoritmo siempre debe terminar luego de un número determinado de
pasos.
2. Ser preciso (no ambiguo): Cada paso de un algoritmo debe estar precisamente
definido, las acciones a realizar deben especificarse de manera rigurosa y sin
ambigüedades.
Ejemplo de algoritmo
Se requiere calcular la media de tres números que ingresan por teclado.
Los pasos del algoritmo son:
1. Ingresar primer número
2. Ingresar segundo número
3. Ingresar tercer número
4. Sumar los tres números
5. Dividir el resultado obtenido en el paso anterior por 3
6. Mostrar el cociente obtenido
La definición de un algoritmo debe describir tres partes: Entrada, Proceso y Salida. La
información proporcionada al algoritmo constituye su entrada y la información producida por
el algoritmo constituye su salida.
En el algoritmo del ejemplo citado anteriormente se tendrá:
Entrada: los números.
Proceso: suma de todos los números y división del resultado por tres.
Salida: media de los tres números ingresados.
4. Métodos de representación de algoritmos
Una computadora solo es capaz de resolver un problema si se le indica paso a paso las
acciones que debe realizar. Estos pasos sucesivos constituyen, como ya se vio, el algoritmo.
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Escribir un algoritmo consiste en realizar una descripción del método o conjunto de reglas
que se propone para resolver un problema. Estas reglas tienen las siguientes propiedades:
-
Debe seguirse una secuencia definida de pasos hasta que se obtenga el resultado.
-
Sólo puede ejecutarse una operación a la vez.
Además, en todo algoritmo los datos manipulados son de importancia fundamental: se
busca obtener una determinada información a partir de datos básicos del problema, por lo
que no es de extrañar que en la escritura de algoritmos adquieran una identidad propia.
Como generalmente se querrá aplicar el mismo algoritmo a conjuntos de datos de entrada
diferentes, estos datos se identifican en cada paso con un nombre, que será reemplazado
en tiempo de ejecución por los datos particulares que sea necesario tratar (por ejemplo, por
los datos ingresados a través teclado u obtenidos de un archivo). En el ejemplo del cálculo
de la media, visto anteriormente, los números de entrada se identificarán con las variables
n1, n2, n3, o cualquier nombre que se desee.
El hecho de que un algoritmo deba especificar un conjunto finito y ordenado de pasos a
seguir, no es contradictorio con la posibilidad de realizar algunas de las operaciones solo
bajo ciertas condiciones (por ejemplo, calcular el recargo de una factura solo si está
vencida), indicar la repetición de algunas de las instrucciones un número de veces conocido
de antemano (por ejemplo 10 veces) o aun un número no conocido de veces que se
determinará a partir de los datos de entrada recibidos (por ejemplo, mientras el operador
ingrese valores mayores que 0).
Estas acciones se conocen como alteraciones en el flujo de control, es decir en el orden de
ejecución de las instrucciones del algoritmo, y permiten expresar las soluciones de
problemas complejos como la repetición selectiva de operaciones sencillas.
Para escribir algoritmos se utilizan diversas técnicas que buscan eliminar la ambigüedad del
lenguaje coloquial en la especificación de sus pasos. Los métodos usuales para representar
un algoritmo son:
a) Diagrama de flujo
b) Lenguaje de especificación de algoritmo: seudocódigo
c) Lenguaje natural: español, inglés, …
d) Fórmulas matemáticas
Los métodos c) y d) no son fáciles de transformar en programas. Una descripción en
español narrativo no es satisfactoria porque puede presentar ambigüedades. Una fórmula
sin embargo es un buen sistema de representación. Una fórmula permite obtener valores
desconocidos (salida) a partir de valores conocidos (datos) relacionados en una expresión
matemática que indica las operaciones que se deben aplicar (algoritmo). Por ejemplo, las
fórmulas para la solución de una ecuación cuadrática (de segundo grado) son un medio
apropiado para expresar el procedimiento algorítmico que se debe ejecutar para obtener las
raíces de la ecuación.
Ejemplo:
Calcular las soluciones de ecuaciones de segundo grado: ax 2 + bx + c = 0
Las soluciones son dos y se obtienen como:
x1 =
x2 =
b + b2
2a
4ac
b2
2a
4ac
b
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En este caso los datos de entrada son los coeficientes a, b y c, y los resultados son los
valores de x1 y x2 que se obtienen aplicando las operaciones indicadas en la fórmula.
Como se puede notar, las fórmulas son especialmente útiles cuando los pasos a seguir se
pueden expresar como operaciones aritméticas y funciones matemáticas.
Otra manera de representar un algoritmo es con diagramas de flujo. Constituyen un
recurso gráfico, que facilita especialmente la visualización de alteraciones en el flujo de
control, pues utilizan flechas para indicar qué instrucción se debe ejecutar a continuación.
Utiliza distintos símbolos que determinan la forma de interpretar el
contenido de los mismos: como instrucciones a ejecutar, como
condiciones para determinar el siguiente paso del algoritmo, como
datos de entrada a obtener, como resultados a emitir, etc.
Ejemplo:
El diagrama de flujo que representa el algoritmo para calcular de
la media aritmética de tres valores numéricos es el siguiente:
INICIO
LEER
n1, n2, n3
media = (n1 + n2 + n3)/3
“La media es: “,
media
FIN
Otra notación para expresar algoritmos es el pseudocódigo.
Los datos y operaciones se expresan de la misma manera que en los diagramas de flujo,
pero las alteraciones en el flujo de control y las operaciones de entrada/salida se indican
mediante palabras clave. Esta forma de escribir algoritmos guarda semejanzas con las
sentencias disponibles en cualquier lenguaje de programación, por lo que constituye una
práctica valiosa para la futura tarea de escribir y mantener programas, pero sus reglas son
más flexibles, permitiendo así concentrarse en la estructura lógica del algoritmo, sin
preocuparse por las limitaciones que impondría trabajar con un lenguaje de programación
en particular.
Si bien el pseudocódigo presenta muchas variantes, se convendrá utilizar la sintaxis que se
presenta en los apartados siguientes, para facilitar el entendimiento durante el curso e
incorporar algunas prácticas de gran utilidad en la elaboración de algoritmos y programas.
Ejemplo:
El mismo algoritmo representado en el diagrama de flujo, en un pseudocódigo se
representará de la siguiente manera:
VARIABLES
REAL: media
ENTERO: n1, n2, n3
INICIO
LEER n1, n2, n3
media = (n1 + n2 +n3)/3
ESCRIBIR media
FIN
A continuación, profundizaremos en las técnicas que se utilizarán en esta materia:
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4.1.1. Diagrama de flujo
Un diagrama de flujo (flowchart) es una de las técnicas de representación de algoritmos
más antiguas y a la vez más utilizada, aunque su utilización ha disminuido desde la
aparición de los lenguajes de programación estructurados.
Un diagrama de flujo es un método de representación gráfica que utiliza un conjunto de
símbolos, de forma que cada paso del algoritmo se visualiza dentro del símbolo adecuado y
el orden en que se realizan los pasos se representa por medio de flechas que indican el flujo
lógico del algoritmo.
Símbolos utilizados en diagramación:
Símbolos
principales
Función
Terminal: representa el comienzo INICIO o el final FIN de un programa. Puede
representar también una parada o interrupción programada que sea necesario
realizar.
Entrada/Salida: Cualquier tipo de introducción de datos en la memoria desde los
periféricos “entrada” o salida de la información procesada en un periférico
“salida”.
Proceso: Cualquier tipo de operación que pueda significar cambio de valor,
formato o posición de la información almacenada en la memoria, operaciones
aritméticas, de transferencias, etc.)
Decisión: Indica operaciones lógicas o de comparación entre datos
(normalmente dos) y en función del resultado de la misma determina cuál de las
distintas alternativas debe seguir; normalmente tiene dos salidas- respuestas SI
o NO- pero puede tener 3 o más, según los casos.
Conector en la misma página: sirve para enlazar dos partes cualquiera de un
diagrama indicando un conector en la salida y otro en la entrada.
Secuencia: El sentido de la flecha indica el flujo o secuencia de las operaciones
del diagrama.
Conector fuera de página: Conexión entre dos puntos del diagrama situados en
páginas diferentes.
Llamada a subrutina o subprograma: Un subrutina es un módulo independiente
del programa principal que recibe una entrada procedente de dicho programa,
realiza una tarea determinada y regresa, al terminar, al programa principal.
Pantalla: se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo de E/S.
Impresora: se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo de E/S.
Teclado: se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo de E/S.
Almacenamiento secundario en disco
Comentarios: Permite agregar comentarios en cualquier parte del diagrama
Ventajas de los diagramas:
- Rápida comprensión de las relaciones.
- Análisis efectivo: Puede dividirse en secciones detalladas para su estudio.
- Comunicación: es más visual, "una imagen dice más que mil palabras".
- Documentación.
- Codificación eficiente.
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Limitaciones:
- Los diagramas complejos y detallados pueden ser muy laboriosos de realizar y de
consultar.
- No existen normas que indiquen el nivel de detalles que debe incluirse en un
diagrama.
Un ejemplo de diagramación:
Problema: Obtener el promedio de notas de alumnos de Introducción a la Informática:
En el diagrama A, se utiliza el lenguaje natural para la especificación de las instrucciones
(“Leer nota de un alumno”), la idea principal es mostrar el tipo de instrucción que se
especifica en cada símbolo y el orden en que deben realizarse las órdenes para llegar al
resultado.
En el diagrama B, las especificaciones se formalizan utilizando variables. Las variables
representan a los datos que se procesan. Más adelante veremos que estas variables
representan la posición de memoria RAM en la que están ubicados los datos. Esta referencia
a una ubicación obliga a que se respete el nombre asignado cada vez que hacemos
referencia a ese dato.
En el ejemplo, la variable ContAlum es una posición de memoria que al principio del
programa se pone en 0 para ir incrementando el valor que contiene por cada alumno que
se procese. Si, en lugar del nombre asignado al inicio, hacemos referencia a ella con el
nombre CuentaAlum, la computadora no entenderá que nos referimos al mismo dato.
El nombre de una variable debe ser nemotécnico, es decir, representativo de su contenido.
Este nombre debe respetarse en todo el diagrama.
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Las constantes alfanuméricas se utilizan en un diagrama como caracteres encerrados
entre comillas. En el ejercicio ejemplo, el valor del promedio calculado se mostrará en papel
impreso con la leyenda “Promedio de notas”.
El sentido de las flechas indica la secuencia de ejecución de las instrucciones. Observe en el
ejercicio que la instrucción de poner en 0 las variables se realiza una sola vez, mientras que
la instrucción leer nota del alumno se realiza tantas veces como alumnos se procesen.
En la representación de algoritmos, se suelen utilizar los siguientes términos para
representar las operaciones más usuales:
Acumulador:
Un acumulador es una variable, definida por el programador, que hace referencia a una
dirección de memoria que almacenará un "total móvil" de valores individuales a medida
que vayan apareciendo en el proceso. Por ejemplo, las notas de los alumnos. Esta dirección
o posición de memoria debe ser inicializada en cero.
Contador:
Es una variable que se incrementa en un valor constante y se utiliza para registrar el
número de veces que se presenta un evento. Ejemplo: para contar los alumnos procesados,
se incrementa en 1 por cada lectura de datos de alumnos.
Iteración o bucle (loop):
Es un conjunto de instrucciones que se procesa repetidamente hasta que se cumpla la
condición de salida. En el ejemplo, las instrucciones de contar alumnos y acumular notas se
realizan tantas veces como alumnos se procesen.
Otros ejemplos de diagramas de flujo:
b) Programa que deduce el salario neto de un
trabajador a partir de la lectura del nombre,
horas trabajadas, precio de la hora. Se sabe
también,
que
los
impuestos
aplicados
a) Suma
de
los
número
comprendidos entre 2 y 100.
Inicio
Inicio
LEER
nombre,
horas, precio
suma = 2
número = 4
suma = suma + número
bruto = horas * precio
impuesto = 0.25 * bruto
neto = bruto - impuesto
SI
número = número + 2
número <=100
NO
nombre, bruto,
impuesto, neto
suma
Fin
Fin
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pares
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c)
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Cálculo de los salarios mensuales de los empleados de una empresa, sabiendo que
estos se calculan en base a las horas semanales trabajadas y de acuerdo a un
precio especificado por horas. Si se pasan de 40 hs semanales, las horas extras se
pagarán a razón de 1,5 veces la hora ordinaria.
Inicio
LEER nombre.
horas,
precio_hora
Horas <= 40
salario = 40 * precio_hora
+ 1,5 * precio_hora *
(horas – 40)
salario = horas *
precio_horas
SI
nombre, salario
Hay más
datos?
No
Fin
4.1.2. Seudocódigo
El pseudocódigo es un lenguaje de especificación (descripción) de algoritmos, que facilita
el paso a la codificación o traducción a un lenguaje de programación.
El pseudocódigo nació como un lenguaje similar al inglés y era un medio de representar las
estructuras de control de la programación estructurada, que veremos más adelante.
Se considera un primer borrador del programa, dado que necesariamente tiene que ser
traducido a un lenguaje de programación. Un pseudocódigo no puede ser ejecutado por una
computadora directamente.
Ventajas:
-
El programador puede concentrarse en la lógica y en las estructuras de control del
programa sin preocuparse por las reglas de un lenguaje de programación específico.
-
Facilita la modificación del algoritmo si se descubren errores.
-
Puede ser traducido fácilmente a lenguajes de programación estructurados tales
como Pascal, Fortran, C, C#, etc.
Todo seudocódigo debe posibilitar la descripción de:
-
Instrucciones de entrada/salida.
-
Instrucciones de proceso.
-
Sentencias de control del flujo de ejecución.
-
Acciones compuestas, que se refinan posteriormente (subprogramas o rutinas).
Asimismo, tendrá la posibilidad de describir datos, tipos de datos, variables, expresiones,
archivos y cualquier otro objeto que sea manipulado por el programa.
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El pseudocódigo original utiliza para representar las acciones sucesivas palabras reservadas
en inglés - similares a sus homónimas en los lenguajes de programación -, tales como
start, end, stop, if-then-else, while-end, repeat-until, etc. Sin embargo, las palabras
reservadas pueden ser escritas también en castellano.
La escritura de pseudocódigo exige normalmente la indentación (sangría en el margen
izquierdo) para describir las acciones en sus estructuras de control correspondientes.
La representación en pseudocódigo del diagrama ejemplo mostrado en a) del punto 5.1.1,
sería:
VARIABLES
REAL: horas, precio_hora, salario_bruto, impuesto, salario_neto
CHAR: nombre
// cálculo del salario neto
INICIO
LEER nombre, horas, precio_hora
salario_bruto = horas * precio_hora
impuesto = 0,25 * salario_bruto
salario_neto = salario_neto – impuesto
ESCRIBIR nombre, salario_bruto, impuesto, salario_neto
FIN
El algoritmo empieza con la palabra INICIO y finaliza con la FIN (START, END en inglés).
La línea precedida por // se denomina comentario. Es información al lector del programa y
no realiza ninguna acción ejecutable, sólo tiene efecto de documentación interna.
En esta materia se utilizará, como convención propia, escribir las palabras reservadas en
mayúsculas y los términos en español, y además en inglés, con el objeto de familiarizar a
los alumnos en las dos nomenclaturas. En los temas siguientes, se detallará el formato de
pseudocódigo de cada estructura de control en el contexto de la programación estructurada.
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