Algoritmos NS

Algoritmos

Prof. Franco Guidi PolancoEscuela de Ingeniera Industrial

Pontificia Universidad Catlica de Valparaso, [email protected]

14/08/2007Franco Guidi Polanco 2

Contenido

Definiciones bsicas y componentes de un algoritmoRepresentacin de algoritmos mediante diagramas de Nassi-Shneiderman (N-S)Representacin de algoritmos mediante seudocdigo

Definiciones bsicas y componentes de un algoritmo




Definiciones

Algoritmo: es una secuencia ordenada de pasos, carentes de ambigedades, que conducen a la solucin de un problema dado (de Al-Khwarizmi, matemtico y astrnomo rabe del s. IX).Todo algoritmo debe ser:

Preciso: pasos no ambiguos y en secuencia especfica.Definido: a partir de las mismas entradas debe generar siempre los mismos resultados.Finito: su ejecucin debe completarse en un nmero finito de pasos.


Procesador

Entradas SalidasInstrucciones

Algoritmo

El algoritmo es un modelo


Conoce un conjunto limitado de instrucciones elementales.Dispone de un conjunto reglas para ordenarlas instrucciones elementales (estructuras de control).Acepta entradas y es capaz de generar salidas.Tiene memoria.

Caractersticas de un procesador estndar


La solucin de un problema mediante el uso de un computador, tiene las siguientes etapas:

Anlisis del problemaDesarrollo de un algoritmo: Diseo del algoritmo Verificacin del algoritmoDesarrollo de un programa: Codificacin del algoritmo (programacin) Pruebas

Utilizacin del programa

Solucin de problemas por computador


Ordenamiento de las instrucciones

Las instrucciones de un algoritmo se pueden organizar mediante tres estructuras de control:

Secuencia Decisin Iteracin


Estructuras de control: Secuencia

Primero hacer A, luego hacer B, luego hacer C, ... y finalmente hacer Z.

Origami.Secuencia de plieguespara hacer un murcilago


Estructuras de control: Decisin

Si se cumple la condicin , entonces hacer algo, en caso contrario hacer otra cosa.


Estructuras de control: Iteracin

Mientras se cumpla la condicin , repetir hacer algo.

o

Repetir hacer algo,mientras se cumpla la condicin .

Mientras falten copias por sacar,imprimir una copia del documento.

Representacin de algoritmos mediante diagramas de Nassi-Shneiderman




Presentacin

Diagramas creados para apoyar la didctica de la programacin estructurada.Impiden la especificacin de saltos en el flujo de control del algoritmo (asociados a la instruccin GOTO, y habilitados por diagramas de flujo tradicionales)

GOTO14/08/2007Franco Guidi Polanco 14

Origen

Desarrollados y publicados por BenShneiderman y Ike NassiConcebidos por Shneiderman en 1972 mientras participaba en una conferencia de la ACM sobre programacin.

Dr. Ben Shneiderman

Dr. Ike Nassi


condicin

accin(es)

condicin

accin(es)

accin 1

accin 2

accin N

condicinV F

accin(es) accin(es)

Secuencia

Decisin

Iteracinmientras -repetir

repetir - mientras

Representacin de estructuras de control


Otras estructuras de control

Los diagramas de Nassi-Shneiderman permiten la especificacin de otras estructuras de control.Tales estructuras no sern estudiadas en este curso.


avanzar al siguiente alumno

leer nota1, nota2 y nota3 del alumno

asignar (nota1+nota2+nota3)/3 a promedio

promedio >= 4.0F V

escribirREPROBADO

escribirAPROBADO

abrir libro_de_notas

escribir promedio en el libro

hay alumnos

Ejemplo

Ejemplo: calcular promedios y determinar condicin final de alumnos de un curso.

posicionarse en primer alumno del libro

guardar libro_de_notas


Un poco de historia: publicacin de los Diagramas de Nassi-Shneiderman

Nassi y Shneiderman propusieron su trabajo denominado diagramas de flujo estructurados (structured flowcharts) para ser publicado en la revista Communications of the ACM.La respuesta del editor en base a un revisor no se hizo esperar:


Un poco de historia: publicacin de los Diagramas de Nassi-Shneiderman (cont.)

Nassi y Shneiderman decidieron reenviar su artculo a la ACM, ahora a ACM SIGPLAN Notices, donde fue publicado en 1973, bajo el ttulo Flowchart Techniques for Structured Programming (SIGPLAN Notices 8, 8 August, 1973).

Desde entonces se han desarrollado varias extensiones, herramientas y aplicaciones

Los diagramas de Nassi-Shneiderman tuvieron bastante acogida en Alemania, donde se les conoce como Struktogramme, y estandarizados en 1985 mediante la norma DIN 66261.


El robo de los diagramas de Nassi-Shneiderman

Nassi y Shneiderman compartieron sus ideas con algunos colegas, entre ellos Ned Chapin.Chapin present tales diagramas (o derivaciones de ellos) como un trabajo propio, bajo el nombre de Chapin Charts. Shneiderman, e su sitio web denuncia este hecho como un robo de la idea(1).Hoy, sin embargo, son reconocidos mundialmente bajo el nombre de Nassi-Schneiderman Diagrams (o simplemente como NS Diagrams), a pesar de que ellos los haban bautizado originalmente como structured flowcharts)

(1) Shneiderman B., Rejection Letter from the Communications of the ACM,June 12, 2003. Disponible via web: http://www.cs.umd.edu/hcil/members/bshneiderman/nsd/rejection_letter.html

Dr. Ned Chapin

Desarrollo de algoritmos: nuestros acuerdos sobre un procesador estndar




Problema

Se pide desarrollar un algoritmo para marcar un nmero telefnico. Tres propuestas:

Levantar auricular

Hay nmeros por discar?

Discar nmero

Levantar auricular

Discar nmeros

Llamar al nmero indicado

(a) (b) (c)

Cul algoritmo est correcto?


La necesidad de definir un procesador estndar

Por fines didcticos necesitamos definir un procesador, de tal forma de hacer nuestras propuestas comparables.Para efectos de este curso nuestro procesador ser suficientemente cercano a lo que ofrecen los lenguajes de programacin:Definiciones corresponden a:

Tipos de datosOperadoresVariablesOperadoresFuncionesProcedimientosExpresionesEstructuras de control


Tipos de datos:Numricos: Ej. 3.0, 1.5, -5.0, 4E-3, etc.

Caracter / cadena de caracteres: Ej. A, Hola, 10, 01/09/97, etc.

Operadores:Aritmticos: +, -, *, /, % (mdulo).Lgicos: && (AND), || (OR), ! (NOT).De relacin: ==, >, =,


Variables: almacenan valores de alguno de los tipos de datos definidos (numrico o cadena de caracteres). Se identifican mediante un nombre que debe comenzar con un caracter alfabtico, pudiendo ser los restantes letras, dgitos o el guin bajo _ (underscore).

Correctos: edad, DiaSemana, NOMBRE, Factor01, Hra_TardeIncorrectos: 2oNombre, min+seg, km/hra, Nota#1, Hras, dia(s)

Los valores pueden ser modificados durante la ejecucin del algoritmo.

Componentes de un algoritmo


Funciones: funciones matemticas que reciben uno o ms argumentos y retornan un resultado. Ej.: sin(x), cos(x), ln(x), exp(x).

Procedimientos: son acciones que pueden ser invocadas en el algoritmo. Los procedimientos estndares permiten el ingreso de datos (Read:) y su presentacin (Write:). Ej.:

Read: nombreWrite: nombreWrite: 7



Expresiones: combinan variables y funciones mediante operadores. Pueden ser:

Aritmticas: al ser evaluadas retornan un valor numrico.

(5 + edad) * 2 si edad es una variable numrica( base * altura ) / 2 si base y altura son variables numricassin( angulo ) * 1.5 si angulo es variable numrica

Lgicas: al ser evaluadas retornan un valor lgico.edad > 20 si edad es una variable numrica( ancho >=10 ) y ( alto >= 5 ) si ancho y alto son var. numricas( nombre == Pedro ) si nombre es var. cadena de

caracteres



Estructuras de control:Secuencia:

accin 1accin 2....accin N

Decisin:si condicin entonces acciones si no otras acciones.

Repeticin:mientras condicin repetir accionesrepetir acciones mientras condicin

Importante: condicin representa una expresin lgica.



Tipos de Datosnumricoscaracteres

Variables

Definen

Conforman

Se ordenan mediante

Funciones

Operadoresaritmticoslgicosrelacinasignacin

Definen

Relaciones entre loscomponentes de un algoritmo

Expresiones Procedimientos

Estructuras de controlsecuenciadecisinrepeticin

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