CONALEP Ing. Bernardo Quintana Arrioja Modulo: Seguridad informática
Lenguaje de Diseño - Departamento de Informática · 2017-05-23 · Ing. En Informática – Ing....
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1 Lenguaje de Diseño Primera Parte Primer Cuatrimestre 2017 Resolución de Problemas y Algoritmos Ing. En Informática e Ing. En Computación
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Lenguaje de Diseño
Primera Parte
Primer Cuatrimestre 2017
Resolución de Problemas y Algoritmos
Ing. En Informática e Ing. En Computación
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Lenguajes Algorítmicos
Ing. En Informática – Ing. En Computación (1er Cuatrimestre 2017)
Los algoritmos pueden describirse, en mayor o menor detalle, utilizando diversos lenguajes: Lenguajes Algorítmicos.
Considerando la forma en que describen un proceso, se pueden categorizar en:
Lenguaje Gráfico: permite expresar la representación gráfica de las operaciones que realiza un algoritmo (ejemplo: diagrama de flujo).
Lenguaje No Gráfico: Representa en forma descriptiva las operaciones que debe realizar un algoritmo. (ejemplo: L. TIMBA – Lenguaje de Diseño)
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Etapas en el proceso de resolver un problema:
1- Comprender el problema:
4 Descomposición del problema.
2- Concebir un plan: Definir una abstracción
4 Determinar un algoritmo. 4 Codificar ese algoritmo.
4- Visión Retrospectiva: perfeccionar la solución
4 Ejecutar el algoritmo bosquejado. 4 Corregir (depurar) el algoritmo.
Timba
Ing. En Informática – Ing. En Computación (1er Cuatrimestre 2017)
3- Ejecutar el plan: 4 Comprobar cada uno de los pasos. 4 Énfasis en la habilidad de ejecutar el plan trazado y no en realizar los cálculos en sí.
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No obstante: El algoritmo expresado en el lenguaje del problema NO es comprensible para la entidad procesadora (COMPUTADORA).
Deben traducirse las acciones a un conjunto de instrucciones elementales entendibles por dicha entidad procesador (CODIFICAR).
CODIFICAR las acciones en el lenguaje que entiende la computadora.
Acción de codificar = PROGRAMACIÓN.
LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN. Inconvenientes:
4 Complejo. 4 Alto nivel de detalle. 4 Específico.
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Algoritmo Lenguaje del Problema
Lenguaje de Programación
Codificación
Proceso de resolución de un problema:
Algoritmo Lenguaje del Problema
Lenguaje de Programación Lenguaje de Diseño
Codificación
Se redefine:
4 Complementar el proceso de resolución. 4 Ofrecer una visión global del proceso. 4 Independizarse de cualquier procesador especifico. 4 Simplificar la tarea de codificación.
Objetivo:
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El objetivo fundamental de un lenguaje de diseño es ser comprensible para las personas que van a interpretar los algoritmos escritos en él.
Lenguaje de Diseño vs Lenguaje de Programación
El fin último de un lenguaje de programación es ser comprensible por la computadora que va a ejecutar el programa.
Lo primero a considerar en el proceso de resolución de problemas es la formalización de su ambiente. Donde se definen un conjunto de reglas que permitirán describir, con precisión y sin ambigüedad, los objetos del universo de un problema.
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Variable
Atributos Nombre
Tipo de Datos
Funcionalidad Almacena un dato temporalmente
Es posible cambiar su contenido durante el ciclo de vida de un proceso
Lenguaje de Diseño
Una constante es un objeto cuyo valor no puede cambiar
t3 – al objeto NUMERO lo inicializo con el valor 1 Por ejemplo
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Lenguaje de Diseño
El tipo entero, consiste de un conjunto finito de valores de los números enteros. La cardinalidad de este conjunto es la del conjunto de los enteros.
El tipo real, consiste de un conjunto finito de valores de los números reales. La cardinalidad de este conjunto es la del conjunto de los reales.
El tipo lógico, también llamado tipo booleano, es el conjunto de los valores de verdad: VERDADERO y FALSO.
El tipo caracter es el conjunto finito y “ordenado” de caracteres que el procesador puede reconocer.
Tipos de datos primitivos
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² las letras mayúsculas del abecedario . ² las letras minúsculas del abecedario. ² los dígitos decimales del 0...9. ² el caracter de espacio blanco, caracteres especiales tales como: *, +, -, _, /,(, ), , , , $, ^, %, $, < ,>, “, .
Lenguaje de Diseño
El tipo caracter es el conjunto finito y “ordenado” de caracteres que el procesador puede reconocer.
Tipos de datos primitivos
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t1 – definir el objeto NUMERO del tipo entero
Por ejemplo
NUMERO : entero
<nombre de varible> [, <nombre de variable>]* : <tipo>
Lenguaje de Diseño
Variables
Toda variable debe definirse indicando el tipo de valores que la misma puede
tomar.
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NUMERO, POTENCIA: entero
Un procesador debe ser capaz de manipular los objetos del ambiente de un algoritmo.
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Debe poder realizar cálculos
Expresan con EXPRESIONES
Lenguaje de Diseño
Por ejemplo
t1 – definir los objetos NUMERO, POTENCIA del tipo entero
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Expresiones Aritméticas:
Lenguaje de Diseño
Expresiones
Tipos:
Las expresiones están conformadas por Operandos y Operadores.
Aritméticas. Lógicas. Relacionales.
//
Operador Significado + suma - resta * producto / división
potencia ↑
resto
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Orden de evaluación (precedencia) :
, //
Orden de precedencia Operadores Significado 1 potenciación (se aplica
de derecha a izquierda) 2 *, / Multiplicación, división
y resto (se aplican de izquierda a derecha)
3 +, - suma y resta (se aplican de izquierda a derecha)
↑
Lenguaje de Diseño
Expresiones Aritméticas
Ejemplo 1: 8 + 7 * 3 + 4 * 5 * 4
21 20 8 +
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4 *
80 +
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Orden de evaluación (precedencia) :
, //
Orden de precedencia Operadores Significado 1 potenciación (se aplica
de derecha a izquierda) 2 *, / Multiplicación, división
y resto (se aplican de izquierda a derecha)
3 +, - suma y resta (se aplican de izquierda a derecha)
↑
Lenguaje de Diseño
Expresiones Aritméticas
Ing. En Informática – Ing. En Computación (1er Cuatrimestre 2017)
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Asignación Aritmética:
t31 - dar a AGREGO el valor 1
AGREGO ← 1
Lenguaje de Diseño
Sentencia de Asignación
Por ejemplo
<nombre de varible> <valor constante> ←
La acción AGREGO ← 1 significa asignar a la variable de nombre AGREGO, el valor 1.
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Lenguaje de Diseño
Sentencia de Asignación
Por ejemplo
La acción A ← B significa dar a la variable de nombre A, el valor de la variable B.
A ← B
6 A
7 B
7 A
7 B
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Lenguaje de Diseño
Sentencia de Asignación
Por ejemplo
La acción SUM ← E, siendo E una expresión, significa dar a la variable de nombre A, el resultado de la evaluación de la expresión E.
SUM ← 3.5 + 4.0 * (-7.2)
-25.3 SUM
E
3.5 + 4.0 * (-7.2) = -25.3
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Lenguaje de Diseño
Sentencia de Asignación
Por ejemplo
La acción A ← A + X, siendo X un valor constante, significa incrementar en X el valor de A y guardarlo en la variable A.
A ← A + X
5.6 A
6.6 A
X= 1.0
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Lenguaje de Diseño
Ejemplo
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.
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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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Bosquejo del algoritmo (en lenguaje de problemas): NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero NUMERO m (el que se desee) POTENCIA n (mayor que 1) PREVIO m VECES 1 MIENTRAS el valor de VECES sea menor que el valor de POTENCIA HACER
PREVIO NUMERO * PREVIO VECES VECES + 1
FINMIENTRAS
Lenguaje de Diseño
Ejemplo
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¿Qué son las condiciones? ¿Cómo ante ciertas situaciones de conflicto se toma una decisión?
Expresiones Lógicas Expresiones Relacionales
Expresiones Lógicas
Operador Lógico Significado∧ y (and)∨ o (or)¬ no (not)
Lenguaje de Diseño
Expresiones
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Lenguaje de Diseño
Expresiones Lógicas
V ← E
ü es una asignación lógica si: ü V, es una variable lógica. ü E, es una constante lógica (VERDADERO, FALSO), una variable lógica, una expresión relacional o una expresión lógica.
Por ejemplo
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Ejemplo:
Si A = VERDADERO, B = FALSO entonces la expresión A ∧ B ∨ (¬ B) dacomo resultado:
A ∧ B ∨ (¬ B)
V F V
F
VERDADERO Expresiones Relacionales
Dada cualquier expresión expresada por medio de los operadores relacionales, su evaluación debe darme como resultado un valor de verdad Verdadero o Falso.
Lenguaje de Diseño
Expresiones Lógicas
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A >= 15 {Verdadero, Falso}
3 A
Predicado ValorA >= 15 FALSOA = 15 FALSOA < 15 VERDADERO
Predicado
Combinaciones (Expresiones lógicas y Relacionales)
• Sean X, K y Z tres variables enteras cuyos valores son 1, 3 y 2 respectivamente,
• sean los predicados elementales p = “X = 1”, q =“K < 2” y r = “Z >= 5”
• Y sea el siguiente predicado compuesto:
( X = 1 ∨ K < 2 ) ∧ Z = 5 Entonces para conocer su valor de verdad se puede construir la tabla de verdad correspondiente:
(p ∨ q) ∧ r
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De ahora en más nos referiremos, cuando hablemos de predicados, a las CONDICIONES
Lenguaje de Diseño
Expresiones Lógicas
(X=1 ∨ K < 2) ∧ Z=5
Verdadero Falso Falso
Verdadero
Falso
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Lenguaje de Diseño
Expresiones Lógicas
Bosquejo del algoritmo (en lenguaje de problemas): NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero NUMERO m (el que se desee) POTENCIA n (mayor que 1) PREVIO m VECES 1 MIENTRAS el valor de VECES sea menor que el valor de POTENCIA HACER
PREVIO NUMERO * PREVIO VECES VECES + 1
REPETIR
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Lenguaje de Diseño
Expresiones Lógicas
Bosquejo del algoritmo en lenguaje de diseño: NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero NUMERO 8 POTENCIA 3 PREVIO 8 VECES 1 MIENTRAS VECES < POTENCIA HACER PREVIO NUMERO * PREVIO VECES VECES + 1 FINMIENTRAS
Inconveniente: Este algoritmo solamente calcula 83
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Entrada/Salida de Datos/ Información
ESCRIBIR V
Llamaremos escritura a la acción primitiva que permite la salida de valores del ambiente a través de un dispositivo. Esta acción toma uno o más valores del ambiente y lo comunica al medio externo.
Lectura, es toda acción que permite la entrada de uno o más valores del ambiente a través de un dispositivo. Una lectura es una asignación, en el sentido que toma valores del medio externo y lo asigna a las variables del ambiente. La operación de lectura es una acción primitiva.
LEER <nombre de la variable> LEER V
ESCRIBIR <nombre de la variable> ESCRIBIR V
Lenguaje de Diseño
Entrada/Salida
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ALGORITMO “Potencia n de m” COMENZAR NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero LEER NUMERO LEER POTENCIA PREVIO NUMERO VECES 1 MIENTRAS VECES < POTENCIA HACER PREVIO NUMERO * PREVIO VECES VECES + 1 FINMIENTRAS ESCRIBIR PREVIO FIN
Por Ejemplo Lenguaje de Diseño
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Lenguaje de Diseño
Estructuras de Control
• Secuencial
• Condicional
• Repetición o Iteración
Es determinado por el orden en que se definen las sentencias: una debajo de la otra.
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Estructuras de Control: Condicional
tarea i tarea j condición
V F
tarea j
condición V F
SI <condición> ENTONCES <alternativa verdadera> SINO <alternativa falsa> FINSI
SI <condición> ENTONCES <alternativa verdadera> FINSI
Lenguaje de Diseño
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Estructuras de Control: Repetición
tarea i
Cond? F
V
MIENTRAS <condicion> HACER <secuencia de acciones>
FINMIENTRAS
Lenguaje de Diseño
Estructura de Control
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ALGORITMO “Potencia n de m” COMENZAR NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero LEER NUMERO LEER POTENCIA PREVIO NUMERO VECES 2 MIENTRAS VECES <= POTENCIA HACER PREVIO NUMERO * PREVIO VECES VECES + 1 FINMIENTRAS ESCRIBIR PREVIO FIN
Por ejemplo
Lenguaje de Diseño
Repetición
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Estructuras de Control: Repetición
tarea i
Cond? F
V
PARA <nombre de vble> DESDE Vi HASTA Vf CONPASO P HACER
<secuencia de acciones> FINPARA
Donde:
Lenguaje de Diseño
Repetición
• Vi es el valor inicial que recibe <nombre de vble>
• Vf es el valor final que tomará <nombre de vble>
• P es el valor de incremento/decremento
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Para paso P positivo Para paso P negativo MIENTRAS V <= Vf HACER MIENTRAS V >= Vf HACER <secuencia de acciones> <secuencia de acciones> REPETIR REPETIR
V ← Vi V ← Vi
V ← V + P V ← V - P
ALGORITMO “Potencia n de m” COMENZAR NUMERO, POTENCIA, PREVIO, VECES: entero LEER NUMERO LEER POTENCIA PREVIO NUMERO PARA VECES DESDE 2 HASTA POTENCIA CONPASO 1 HACER PREVIO NUMERO * PREVIO FINPARA ESCRIBIR PREVIO FIN
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ALGORITMO “Ejercicio” X ←10 Y ←1 MIENTRAS X <> 10 ∨ Y <> 10 HACER
ESCRIBIR “Ingrese un numero AA” LEER AA ESCRIBIR “Ingrese un numero BB” LEER BB SI AA = BB ENTONCES CC ← FALSO FINSI Y ← Y + 1 X ← X + 2
FINMIENTRAS ESCRIBIR X, Y FIN
Por ejemplo
Lenguaje de Diseño
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¿Es correcto el siguiente algoritmo?
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ALGORITMO “Ejercicio” X: entero Y: entero AA, BB: entero CC: logico X ←10 Y ←1 MIENTRAS X <> 10 ∨ Y <> 10 HACER
ESCRIBIR “Ingrese un numero AA” LEER AA ESCRIBIR “Ingrese un numero BB” LEER BB SI AA = BB ENTONCES CC ← FALSO FINSI Y ← Y + 1 X ← X + 2
FINMIENTRAS ESCRIBIR X, Y FIN
Lenguaje de Diseño
Fund. de la Informática -Introd.a la Computación -Introd.a la Programación (1er Cuatrimestre 2016)
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