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Teoría Nº 4
ü Conceptos Básicos de Algoritmia
ü Estructuras de Control
ü Diagrama de Flujo
ü Datos
Primer Cuatrimestre 2021
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Una computadora es, esencialmente, una HERRAMIENTA.
Una herramienta sirve para operar la conversión de una materia prima en un producto mediante un dispositivo que desarrolla un proceso; el proceso a su vez, lo determina una persona.
Conceptos Previos de Algoritmia
• materia prima
• producto
• dispositivo
• proceso
datos
información
componentes de la computadora
PROBLEMA
PROBLEMA RESUELTO
?
Analogía
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Conceptos Previos de Algoritmia
• Escribir un guión
• Elegir el director
• Buscar los actores
• Buscar los expertos
• Rodar la película
Analogía
Hacerunapelícula Hacerunprogramaparacomputadora
• Escribir un guión
Entrada Salida
Proceso
Algoritmo
Programa Selección del Lenguaje de Programación
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Conceptos Previos de Algoritmia Algortimo
Algoritmo (del árabe al-Khowârizmî sobrenombre del célebre matemático árabe Mohámed ben Musa) según la Real Academia Española (http://www.rae.es/):
• Conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución a un problema.
• Método y notación en las distintas formas del cálculo.
Entérminosllanos,unAlgoritmoesunasucesióndeinstruccionesopasosquepermitenresolverunproblema.
Un Programa es la especificación de un algoritmo en un lenguaje deprogramaciónparaquepuedaserejecutadoporunprocesador
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Conceptos Previos de Algoritmia Algortimo
Algoritmo (del árabe al-Khowârizmî sobrenombre del célebre matemático árabe Mohámed ben Musa) según la Real Academia Española (http://www.rae.es/):
• Conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución a un problema.
• Método y notación en las distintas formas del cálculo.
Entérminosllanos,unAlgoritmoesunasucesióndeinstruccionesopasosquepermitenresolverunproblema.
Un Programa es la especificación de un algoritmo en un lenguaje deprogramaciónparaquepuedaserejecutadoporunprocesador
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Conceptos Previos de Algoritmia ParadigmasdeProgramación
Los lenguajes de programación proporcionan un modelo abstracto de lacomputadoraque lepermitenal programador concentrarse en el diseñode losalgoritmos independientemente de las características de la arquitectura de lacomputadora.
Sehandesarrolladovariosparadigmasdeprogramaciónqueofrecendiferentesmodelospara visualizar qué es unproblemay cómo representar el procesodesoluciónatravésdeunprograma.
De acuerdo al paradigma seleccionado, el programador modifica suconceptualizacióndelosproblemasaresolver,delosresultadosesperadosydelosposiblesalgoritmos.
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Conceptos Previos de Algoritmia ParadigmasdeProgramación
• Programación Estructurada
• Programación Orientada a Objetos
• Programación Lógica
• Programación Funcional
• Programación Orientada a eventos
• Programación a aspectos
• Programación Concurrente
Estructuras de Control
Secuencia
Repetición
Selección
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Conceptos Previos de Algoritmia EstructurasdeControl
• Secuencia
Instrucciones ordenadas en una sucesión, es decir, después de ejecutar la acción n se continua con la acción n+1
• Selección (Condicional)
Permite o impide la ejecución de instrucciones según el valor que se obtiene al evaluar una condición
• Repetición (Iteración)
Permite ejecutar instrucciones repetidamente dependiendo del valor de una condición que se evalúa también repetidamente.
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Conceptos Previos de Algoritmia EstructurasdeControl-Ejemplo
Escriba la primer nota (A) Escriba la segunda nota (B)
Escriba la tercer nota (C)
• Hacer un algoritmo que calcule el promedio de 3 notas de un alumno
Sumar A, B y C (SUMAR) Dividir al resultado SUMAR por 3 (PROMEDIO) • Modificar el algoritmo de manera
tal que informe si aprueba o no Si PROMEDIO es mayor o igual que 7 entonces
Informar “APRUEBA” • Modificar el algoritmo de manera
tal que, para cada uno de los alumnos del curso, calcule el promedio e informe si aprueba.
Mientras haya alumno del curso a quien considerar
Repita desde “Mientras” Sino Informar “NO APRUEBA”
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Cuando se formula la resolución de un problema, no sólo se expresa el conjunto de tareas a realizar sino que también se define implícitamente un orden en ellas. Dicho orden se puede bosquejar gráficamente y de esta manera abstraerse del detalle de las tareas y concentrarse en el orden en que estas deberían realizarse.
DIAGRAMA DE FLUJO DEL ALGORITMO
Diagrama de Flujo
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El diagrama de flujo de un algoritmo muestra gráficamente la estructura de la resolución del problema.
Estructura que adquieren el conjunto de tareas o acciones a realizar para la resolución de un problema.
ESTRUCTURAS DE CONTROL
Diagrama de Flujo
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AKKleasigno2
IngresounvalorenI
APP[K]leasignoI
AIleasigno15
I<=20
MuestrePP[I]
AIleasignoI+2
V
F
C
F
Diagrama de Flujo
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Tipos de estructuras de Control
4 Secuencial: las tareas (acciones) se deben realizar en el orden en que se escriben, es decir primero una, luego otra desde la primera hasta la última (o de arriba hacia abajo).
Gráfica asociada:
tarea i
tarea i+1
Diagrama de Flujo
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4 Condicional: las tareas (acciones) se realizaran dependiendo de cierta situación, estado previo o condición que se debe cumplir.
Gráfica asociada:
tarea i tarea j
? F V
Tipos de estructuras de Control
Diagrama de Flujo
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4 Repetición (Iteración): una tarea o conjunto de tareas (acciones) se deben realizar en forma repetitiva.
tarea i
? V
F
Gráfica asociada:
Tipos de estructuras de Control
Diagrama de Flujo
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Ejemplo: Dibujar la figura.
Dibujar la base, que es un rectángulo.
Dibujar el poste, que es una línea.
Dibujar el farol, que es un rombo.
C
F
Algoritmo: t1 - Dibujar la base, que es un rectángulo. t2 - Dibujar el poste, que es una línea. t3 - Dibujar el farol, que es un rombo.
Tipos de estructuras de Control
Diagrama de Flujo
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t1 - Repetir 2 veces, (t111 - t112 - t121 - t122). t211 - Girar a la derecha 90 grados. t212 - Avanzar 20 pasos. t213 - Girar a la izquierda 90 grados. t22 - Avanzar 30 pasos. t31 - Dibujar el borde inf. derecho del rombo. t32 - Dibujar el borde sup. derecho del rombo. t33 - Dibujar el borde sup. izquierdo del rombo. t34 - Dibujar el borde inf. izquierdo del rombo.
Algoritmo:
Repetir 2 veces, (t111 - t112 - t121 - t122).
Girar a la derecha 90 grados.
C
F
Avanzar 20 pasos.
Girar a la izquierda 90 grados.
Avanzar 30 pasos.
Dibujar el borde inf. derecho del rombo.
Dibujar el borde inf. izq. del rombo.
Dibujar el borde sup. izq. del rombo.
Dibujar el borde sup. derecho del rombo.
Diagrama de Flujo
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t1 - Repetir 2 veces, (t111 - t112 - t121 - t122). t211 - Girar a la derecha 90 grados. t212 - Avanzar 20 pasos. t213 - Girar a la izquierda 90 grados. t22 - Avanzar 30 pasos. t31 - Dibujar el borde inf. derecho del rombo. t32 - Dibujar el borde sup. derecho del rombo. t33 - Dibujar el borde sup. izquierdo del rombo. t34 - Dibujar el borde inf. izquierdo del rombo.
Versión 4:
Diagrama de Flujo C
t111
2 V
F
t112
t121
t122
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Ejemplo: Dados cuatro números A,B,C y D determinar cual es el mayor de ellos e informarlo. Algoritmo t1 - Si A es mayor que B, C y D, informar A. t2 - Si B es mayor que A, C y D, informar B. t3 - Si C es mayor que A,B y D, informar C. t4 - Si D es mayor que A,B y C, informar D.
Si A es mayor que B, C y D, informar A.
Si B es mayor que A,C y D, informar B.
C
F
Si C es mayor que A,B y D, informar C.
Si D es mayor que A,B y C, informar D.
Diagrama de Flujo
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informar A A > (B,C y D)
C
B > (A,C y D) informar B
F
V F
V F
C > (A,B y D) informar C
V F
D > (A,B y C) informar D
V F
Diagrama de Flujo
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Esta solución se podría mejorar
Inconveniente: Si A es el valor mayor, luego de informarlo, el algoritmo obliga a evaluar las 3 condiciones siguientes.
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Diagrama de Flujo
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informar A A > (B,C y D)
C
B > (A,C y D) informar B
F
V F
V F
C > (A,B y D) informar C
V F
D > (A,B y C) informar D
V F
Definiciones asociadas: Enunciado: descripción del trabajo a realizar. Procesador: Computadora Ambiente: los objetos del universo del problema.
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Algoritmos Computacionales
Cómo son esos objetos? Cuáles son esos objetos?
Objetos capaces de almacenar datos propios de la computadora
los objetos
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Suponemos que los objetos son contenedores de datos, por ejemplo CAJAS Como puedo pretender trabajar con varios de estos objetos (cajas)
Es necesario, distinguirlos unos de otros, identificarlos unívocamente, o lo que es lo mismo asignarles un Nombre o Identificador.
pepe juan casa estrella Todos ellos van a contener datos propios de una computadora, en principio números o letras.
estrella 123
estrella oso
Datos
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Restricción: Solamente podrán contener información de un solo tipo. estrella estrella 123 oso
estrella estrella 123 oso
CATEGORIZAR LOS OBJETOS
pepe juan
Objetos que almacenan números
casa
estrella
Objetos que almacenan letras o caracteres
Datos
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reales
Datos
numéricos
caracteres
lógica
enteros
Objetos que almacenan valores lógicos
pepe juan
Objetos que almacenan enteros casa estrella
Objetos que almacenan caracteres
Objetos que almacenan reales jose luis tomas lucas
Datos
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Debido a que una computadora procesa datos, (datos categorizados como entero, real, carácter o lógico) es altamente probable que ese procesamiento implica que los datos, que se le entregue a la entrada, deban ser modificados para poder entregar un resultado.
La datos almacenados en los objetos (contenedores) puede variar, es decir, los objetos van a variar su contenido durante el proceso de resolución de un problema.
VARIABLES DE INFORMACIÓN A los objetos se los denomina:
Datos
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Variables Ensíntesis
Variable
Atributos Nombre
Tipo de Datos
Funcionalidad
Almacena un dato temporalmente
Es posible cambiar su contenido durante el ciclo de vida de un proceso
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Ejemplo Nº 1: Procesador: computadora.
Variables
Ambiente: ¿Variables?
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Escriba la primer nota (A) Escriba la segunda nota (B)
Escriba la tercer nota (C) Sumar A, B y C (SUMAR) Dividir al resultado SUMAR por 3 (PROMEDIO)
Si PROMEDIO es mayor o igual que 7 entonces Informar “APRUEBA”
Mientras haya alumno del curso a quien considerar
Repita desde “Mientras” Sino Informar “NO APRUEBA”
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Ejemplo Nº 2: Enunciado: Realice un algoritmo que calcule la suma de los 15 primeros números naturales. Procesador: computadora.
Variables
Ambiente: ¿Variables?
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1+2+3+4+5+6+…+12+13+14+15
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Ejemplo Nº 3: Enunciado: dados dos números enteros positivos, digamos m y n, encontrar el algoritmo que determine la potencia n-ésima de m. Con n > 1. Procesador: computadora. Acciones primitivas:
4 Dar un valor a un objeto. 4 Calcular la suma de dos números. 4 Calcular el producto de dos números. 4 conjunto repetitivo de acciones expresado:
Mientras <condición> Hacer <acciones-primitivas> Repetir.
Variables
Ambiente: ¿Variables?
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Análisis del problema:
• Si se tiene que m representa el valor 4 y n representa el valor 3, entonces se calcula: 43 = 4 x 4 x 4 = 64. • Si se tiene que m representa el valor 2 y n representa el valor 6, entonces se calcula: 26 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64.
Generalizando
mn = m x m x … x m
Variables
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(mn-1 x m)
(mn-2 x m)
(mn-3 x m)
(m2 x m) (m x m)
n veces se repite m
• Cuantas veces se realizó la operación? • Cada operación es igual a la anterior?
Si mn = m x m x … x m
mn =
Variables
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8 x 82
8 8 x 81
83 = 8 x 8 x 8
Número a multiplicar (base de la potencia)
Cálculo previo a ser reutilizado
Número de veces que se realizó la multiplicación
Realizar: 83
2
83
3 índice de la potencia
Variables
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Determinación de las variables que contienen información necesaria: 1- objeto conteniendo el entero positivo al cual se le
calcula la potencia (base de la potencia).
2- objeto conteniendo el entero positivo que indica la potencia (exponente de la potencia).
3- objeto que determine cuantas multiplicaciones se deben realizar. 4- objeto que mantenga los cálculos previos para poder
realizar los nuevos cálculos.
Ambiente: 4 variables
Variables
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Versión 2: t1 - Determinar nombres y tipos de las variables. t2 - Dar valores iniciales a las variables. t31 - Comenzar con el entero 1. t32 - Para todo entero positivo menor que el valor indicado como índice, multiplicar el número dado por el resultado anterior.
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Algoritmo: (Solución en Lenguaje de Problemas) Versión 1:
t1 - Determinar nombres y tipos de las variables. t2 - Dar valores iniciales a las variables. t3 - Contando desde 1, multiplico el entero por la potencia anterior, tantas veces como lo indica el índice de la potencia.
Variables
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Determinar nombres y tipos a las variables.
Dar valores iniciales a las variables.
C
tomar el número y multiplicarlo por el resultado anterior. .
F
entero < índice pot.
Comenzar con el entero 1.
Tomar un nuevo entero.
V F
Diagrama de Flujo
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1 - Variable con el valor de la base (NUMERO) 2 - Variable con el valor del índice (POTENCIA) 3 - Variable conteniendo el entero que indica las veces que se debe multiplicar (VECES). 4- Variable que que guarda cálculos previos (PREVIO)
Variables
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