clase1

Facultad Politcnica Departamento de Informtica

Algoritmo Ao: 2015

Prof. Victor E. Hermosilla M.

([email protected])

CLASE #1 / CLASE #2 27-julio-2015 27-julio-2015

Informacin sobre la ctedra

Asistencia: opcional pero recomendable

Derecho a examen final:

Entregar al menos 70% de las tareas entregadas

Obtener el puntaje requerido en los exmenes parciales

Promedio ponderado (puntaje final = EF*0,6 + PP*0,4)

70% Evaluaciones parciales

30% Tareas (como trabajo prctico)

Entrega de tareas:

En forma individual

Se har va EDUCA (educa.pol.una.py). Para ello cada alumno debe

registrarse.

En Educa podr obtener algunos ejemplo de exmenes

anteriores

Algoritmo Dpto. Informtica 2

Informacin sobre la ctedra

Exmenes:

Se podrn utilizar todos los materiales

Se har todo lo posible para que los exmenes se hagan en mquina dependiendo de la cantidad de personas y disponibilidad en sala de mquinas.

Recomendaciones para el curso:

Buscar un grupo de estudio

Practicar, practicar y practicar.. el xito que pueda tener en esta

materia es directamente proporcional al tiempo y esfuerzo que

dedica para realizar los ejercicios.

Herramientas

Utilizaremos SL como medio para representar algoritmos. Puede

encontrar el manual y el entorno en: http://www.cnc.una.py/sl

Para las prcticas de lenguaje C utilizaremos un entorno de

distribucin gratuita Dev-C++

http://www.bloodshed.net/devcpp.html


Contenido de la materia

Introduccin: conceptos bsicos sobre problemas, algoritmos, programas, anlisis de problemas,

representacin de algoritmos

Tipo de datos simples, operaciones primitivas y

expresiones.

Estructura de un programa Estructuras de control.

Cadenas

Subprogramas

Tipo de datos estructurados y definidos por el usuario

Archivos

Breve introduccin a la programacin utilizando

lenguaje C


Qu veremos hoy y la prxima clase?

Introduccin conceptual

Problemas, algoritmos y programas

Anlisis de problemas

Caractersticas y representacin de algoritmos

Conceptos bsicos

Variables, constantes, expresiones, entrada/salida de datos.

asignacin, tipo de dato,

Algoritmos lineales


Problema:

Es una tarea a ser realizada. La definicin de un problema no

incluye las restricciones o la forma de resolverlo. Un mtodo de

solucin debe ser desarrollado solo despus de que el problema

sea suficientemente definido y comprendido.

En algunas ocasiones la definicin del problema puede incluir

ciertas restricciones. Por ejemplo la cantidad de recursos que

deben ser utilizados para una solucin aceptable.

Desde el punto de vista matemtico:

Un problema es una funcin que mapea ciertos valores de entrada (llamado dominio) a (llamado rango)

ciertos valores de salida

F dominio rango


Algoritmo:

Palabra viene del nombre de un matemtico y astrnomo rabe

Abu Ja'far Mohammed ibn Musa al-Khowarizmi (825) (Padre de Ja'far, Mohammed, hijo de Moiss, natural de Khowarizm).

Escribi el clebre libro Kitab al jabr w'al-muqabala(Reglas de restauracin y reduccin -- > algebra)

Concepto: Es una posible solucin a un problema. Es un mtodo o

proceso sistemtico para resolver el problema (siempre que cumpla

ciertas condiciones).

Otra definicin(RAE): conjunto ordenado y finito de operaciones que

permite hallar la solucin de un problema

Propiedades de un algoritmo

Es correcto: logra resultados correctos.

Tiene pasos concretos, donde cada paso es realizado en una cantidad finita de tiempo. Esta bien definido.

No es ambiguo. Siempre se obtiene los mismos resultados con los mismos datos de entrada.

Compuesta por una cantidad finita de pasos.

Debe terminar: no debe quedar funcionando indefinidamente


Ejemplo de problema y algoritmo

Problema:

Dado dos nmeros enteros positivos que representan la base

altura de un tringulo, encontrar la superficie del mismo.

y la

Algoritmo (pasos bien definidos)

a) inicio del algoritmo

b) obtener la base y altura

c) calcular la superficie:

d) mostrar superfice

s = ( base * altura) / 2

e) fin del algoritmo


Datos de Entrada

Datos de Salida

base y altura Algoritmo superficie

superficie = base . altura

2


Procesamiento

Observaciones sobre un algoritmo

Tiene siempre datos de entrada ( ejemplo:.. base y altura )

Siempre se especifica la cantidad de datos de entrada...

Se especifica exactamente el tipo de datos de entrada (ejemplo:

entero positivo..).

Tiene siempre un resultado que es producto del algoritmo aplicado de acuerdo a los datos de entrada (ejemplo: superficie )


Ejercicio:

Disee como solucionara el siguiente problema. Escrbalo paso a paso.

Encuentre el rea sombreada que representa un anillo.

Que datos son necesarios?

Representacin de un algoritmo

Diagramas : de flujo o Nassi-Shneiderman(N-S)

Semi-hablado: pseudocdigo

Pseudocdigo Diagrama de Flujo

leer base, altura

escribir sup

SL

sup = (base*altura)/2


var

base, altura,sup : numerico

inicio

leer(base,altura)

imprimir(sup)

fin

Inicio

sup

Solucin de un problema algortmico

L.P.=> Lenguaje de Programacin

solucin

rueba y depuracin n mquina


sol

Anlisis

Codificacin en algn L.P.

Traduccin

Ejecucin

Verificacin

Depuracin

Cdigo depurado

P

e

Diseo de

Verificacin manual de la solucin

Resolucin del problema

Programa

Una instancia de un algoritmo. Es la representacin concreta de un

algoritmo en algn lenguaje de programacin (para el curso seria

SL).

Lenguaje de programacin

Medio para comunicar el algoritmo a la computadora. Es un

conjunto de smbolos y las reglas para combinarlos.

Existen tres categoras de lenguajes

Intrpretes

Compiladores

Hbridos ( generadores de cdigo intermedio)

segn su implementacin:


Representacin en SL. Por qu?

Es un lenguaje concebido e implementado en la UNA.

Su sintaxis es muy similar a pseudocdigo. Mucho ms simple que otros lenguajes tradicionales, obvindose detalles innecesarios para un curso introductorio de programacin.

El alumno puede probar y depurar sus algoritmos en computadora. No se le limita simplemente al papel. Se acostumbra al alumno a las caractersticas reales

la

de cualquier lenguaje de programacin permitiendo la transicin a un lenguaje inconvenientes.

tradicional sin mayores


No obstante el alumno puede usar pseudocdigo u otra

representacin en la fase de resolucin del problema

Problemas y algoritmos


Recordar que:

Un algoritmo es una posible solucin a un problema planteado. Desde el punto de vista de la materia, este problema puede ser resuelto por una computadora.

Un problema puede ser resuelto por ms de un algoritmo.

Un problema siempre consta de:

Datos de entrada: cantidad y naturaleza de los datos.

Informacin de la salida requerida resultado de aplicar un procesamiento especfico.

Antes de elaborar un algoritmo se debe hacer un anlisis del

problema, esto es : interpretar el problema.

Para ello es recomendable leer al menos 3 o mas veces el problema

de manera a:

Tratar de encontrar la forma de reducir el problema en otros menores (divide y vencers). Sobre todo para el caso de problemas complejos.

Tener en claro cuales son los datos de entrada, en qu cantidad y cual es su naturaleza de cada uno (tipo o dominio del dato).

Tener en claro las restricciones del problema...(siempre que se expliciten los mismos).Entender perfectamente la salida requerida.

Conceptos bsicos

Memoria

Componente del computador destinado a almacenar programas y datos.

Variable

Regin de la memoria (principal) que puede ser accedida mediante un

nombre. El contenido de esta regin puede ser cambiada.

Constante literal

Cualquier nmero o cadena de caracteres que forma parte del texto del

programa. Es un valor en s mismo y no puede cambiar. Es almacenado

(generalmente ) como parte del programa.

Identificador

Nombre que es asignado a las variables o subprogramas. Existen identificadores que se denominan reservados y que tienen un significado especial dentro de un programa.

Para nuestro curso un identificador:

Comienza con una letra o con un _ (guin bajo). No debe tener espacios

Pueden tener hasta 32 caracteres. Las maysculas y minsculas son diferentes.


Conceptos bsicos

Expresin

Combinacin de constantes, variables y operadores.

Ejemplo: a + b + 10 * c ^ 2

Permite indicar un clculo especfico as como usualmente lo hacemos en matemticas.

Existen varios tipos de expresiones que utilizaremos: aritmticas,

relacionales, lgicas y otras.

Operadores

Indica un clculo especfico en una expresin. Por ejemplo: sumar, multiplicar, dividir, etc dos operandos. Se representan mediante smbolos : + , - , *, /, etc.

Existen varios tipos: aritmticos, lgicos, relaciones, especiales.


Conceptos bsicos

Operadores (continuacin)

Aritmticos: +, - , /, * , ^ (exponenciacin), % (mdulo).

Requieren operandos numricos.

Lgicos: and, or, not. Permiten implementar operaciones del lgebra de Boole. Requieren operandos lgicos.

Relacionales: ==, < , > , =, . Permiten comparar

contenido de variables. (mayor, igual, menor, distinto, etc).

Evaluacin de operandos

Para que una expresin pueda evaluarse (determinar el valor

de la misma) debe tenerse en cuenta qu pasa cuando existe

de un operador en la expresin, en qu orden se evaluar?

final ms

Reglas de precedencia: cada operador tiene un peso de precedencia. Por ejemplo el * (multiplicacin) tiene precedencia sobre el + (suma).

Reglas de asociatividad: cuando un operador tiene el mismo peso de precedencia me permite determinar cual evaluar primero. Generalmente es de izquierda a derecha.

Puedo forzar las reglas de arriba mediante la utilizacin de parntesis. Ejemplo (10+20 ) * 5 (Primero se evaluara la suma y luego la multiplicacin)


Conceptos bsicos

Ejemplo de expresin algortmica

A + B * C ^ 2 100 + 55


Operadores

Expresin algebraica correspondiente

A+B . C 2100+55

Constantes literales

Variables

Conceptos bsicos

Evaluacin de expresin. reglas de precedencia y asociatividad Uso de

A + B * C ^ 1

2 100 + 55

2

3

4

5

- - -

En En En

1 2 3,

se aplica la se aplica la

precedencia mayor precedencia mayor

de de

^ sobre los dems operadores * sobre el + y -

4 y 5 todas las precedencias son iguales y se aplica la regla de asociatividad (de izquierda a derecha).

Ejercicio: y C = 5, Cul es el resultado? Si A = 2 , B = 10


Expresiones algortmicas y algebraicas

Dada las siguientes expresiones algebraicas, escriba su correspondiente expresin algortmica:

b2 +4.(a+c) a)

x +1

a . b b) 100+c

( x 2+ y 2)3

c) z b


Conceptos bsicos

Tipo de datos

Los tipos de datos indican la naturaleza del dato. Delimita el rango

posible de valores (dominio) y las operaciones posibles aplicables

al dato.

En el curso distinguiremos tres tipos de datos bsicos o primitivos:

Numrico (numerico): representa informacin numrica ya sea entera o fraccionaria. En SL de -1.7E-308 a 1.7E+308 Por ejemplo: 1912, 18121000, 0.0002, 0.152, 1e-10, 14e+30

Cadena de caracteres (cadena): representa informacin textual. Por ejemplo: hola esto es una prueba (fjese que se encierra entre comillas dobles).

Lgico (logico) : representa datos que pueden tomar dos valores posibles : verdadero o falso. Por ejemplo: NO, SI, TRUE, FALSE.


Conceptos bsicos

Asignacin

Es la operacin que me permite acceder a cierta posicin de

memoria y cambiar el valor all guardado.

El operador de asignacin esta definido por el smbolo =. A la derecha debe aparecer una variable y a la izquierda una expresin.

Ejemplo:

a = 10 + 5 . Indica que a la variable de nombre a se le asignar el resultado de evaluar 10 + 5.

Operacin de asignacin

Memoria a = 10 + 5

La asignacin es la operacin fundamental realizar clculos con la computadora.

para lograr


15

a Me

a Memoria

Instrucciones

Instruccin:

Una accin a ser realizada por la computadora. Un programa puede

verse como un conjunto de instrucciones.

Hasta ahora vimos : expresiones y asignacin, que son

instrucciones simples. De qu forma?

Tipos de instrucciones

Simples: evaluacin de expresiones y asignacin. Permiten tener

algoritmos lineales, con un solo camino de ejecucin.

Seleccin: permiten tener alternativas de ejecucin bajo ciertas

condiciones.

Iteracin: permiten repetir un conjunto de instrucciones bajo

ciertas condiciones.

Entrada/Salida: permiten interactuar con el usuario ya sea para

la lectura de datos como la salida de los mismos.


Estructura bsica de un programa en SL

Opcional

Opcional si n variables


programa O

var : ...

O si n var

o hay

inicio

Inst

rucciones

fin

Archivo .sl

Comparando pseudocdigo con SL

Problema :

Dada dos variables numricas enteras a y b, asignar 10

a b el valor 1000 y a la variable a el valor contenido en b ms

Pseudocdigo SL


inicio b = 1000 a = b + 10

fin

Inicio b = 1000 a = b + 10

Fin

var

a, b: numerico

programa suma_1010

Estructura bsica de un programa en SL - partes

programa sumar_1010 var

a, b : numerico inicio

b a

fin

= =

1000 b + 10





b a

fin

= =

1000 b + 10


Palabra reservada que indica que

continuacin se encuentra el nombre

del programa.




b a

fin

= =

1000 b + 10


Identificador del programa




b a

fin

= =

1000 b + 10


Indica que a continuacin se

declararn las variables



inicio b a

fin

= =

1000 b + 10


Para qu declarar las variables?

a, b : numerico

Declaracin de variables

dos variables numricas

identificadas como a y b.


programa var

sumar_1010


b a

fin

= =

1000 b + 10


Palabra reservada inicio que indica que se iniciara el

cuerpo principal del

programa


programa var

sumar_1010


fin


b = 1000

a = b + 10

Cuerpo del programa

Cada sentencia o instruccin esta

separada por un ENTER

Para el ejemplo existen dos

instrucciones de asignacin


programa var

sumar_1010


b a

fin

= =

1000 b + 10


Palabra reservada fin

que indica que se termina el

cuerpo principal del programa

Vista del entorno de programacin SL


Algoritmos lineales

Caractersticas

nico flujo de ejecucin.

Se especifican las cmputos

secuencial.

instrucciones uno tras otro de forma

Por s solos, resuelven problemas muy simples y cortos.

Son usados en conjuncin en iterativos.

Inicio

otros algoritmos con procesos selectivos e

Fin


Paso N

Paso 2

...

Paso 1

Algoritmos lineales ejemplo ya visto

Problema:

Dado dos nmeros enteros positivos que representan la base y la

altura de un tringulo, encontrar e imprimir mismo.

la superficie del

Para encontrar una solucin, asumimos que se sabe geometra bsica.

plana

Por tanto

Un posible algoritmo de solucin (hablado)

inicio del algoritmo

Leer los datos de base y altura

Calcular la superficie que es igual a base por altura entre dos.

Imprimir o mostrar el contenido de superfice

fin del algoritmo


base . altura superficie=

2

Algoritmos lineales ejemplo en SL (1)

Para llevar a SL tendramos que tener en cuenta

Definicin de las variables necesarias que usaremos

base, altura y superfice

Funciones de entrada/salida de datos

leer (para entrada de datos) e imprimir (para salida de datos)

Expresin de la operacin aritmtica que indica el clculo

( base * altura ) / 2 (en representacin algortmica)

Guardar el resultado del

operador de asignacin =

clculo en otra variable (asignacin)


Algoritmos lineales ejemplo en SL (2)

SL

Pasos secuenciales


inicio leer(base,altura) superficie = (base * altura)/2 imprimir(superficie)

fin

var

base, altura : numerico

superficie : numerico

programa calc_superfice_triang

Algoritmos lineales paso a paso en SL


Funciones matemticas usuales en SL


Frmula Funcin en SL Descripcin

sin ( x)

sen(x)

seno de x expresado en radianes

cos ( x )

cos(x)

coseno de x expresado en radianes

tan ( x)

tan(x)

tangente de x expresado en rad.

ln ( x)

log(x)

logaritmo natural de x

x

abs(x)

valor absoluto de x

arctan ( x )

arctan(x)

arco tangente de x expresado en rad.

x

sqrt(x)

raiz cuadrada de x

e x

exp(x)

el valor de e elevado a x

Bibliografa

Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de programacin: algoritmos, estructura de datos y objetos. McGraw-Hill, 2003.

Joyanes Aguilar, Luis. Fundamentos de Programacin-

Algoritmos y Estructuras de Datos. McGraw-Hill, 1996.

Segovia Silvero, Juan. SL. Introduccin al lenguaje- Referencia de subrutinas predefinidas-Ejemplos selectos. Centro Nacional de Computacin, Universidad Nacional

de Asuncin. 1999.

Rodriguez Almeida, Miguel Angel. Metodologa de la

programacin a travs del pseudocdigo. McGraw-Hill, 1991.

Kernighan & Pike. La prctica de la programacin.

Prentice-Hall. 1999.


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