Metodología Para La Solucion de Problemas - Algoritmos Computacionales

Sin título de diapositivaAlgoritmos computacionales
Solución de problemas
Algoritmo computacional - Conjunto finito de instrucciones que se encuentran ordenadas de forma lógica y se ejecutan de forma secuencial , teniendo un objetivo común, que es la solución de un problema.
Paso 1
Descripción del problema.- Se debe contar con una narrativa del problema, en donde se especifiquen detalladamente los requerimientos.
Si usted no cuenta con una narrativa detallada, debe platicar con el usuario y crearla, mientras mas detalle tenga la narrativa se observaran mejor los requerimientos y esto aumentara la probabilidad de éxito.
La narrativa debe incluir:
La situación que presenta el área de la organización (opcional)
Los requerimientos del área (datos de salida y procesos requeridos para generarlos)
Los datos de entrada. Si la narrativa del problema no describe detalladamente todos los datos de entrada Usted debe de deducirlos.
Paso 2
Se deben enlistar (hacer una lista) los datos que se solicita genere el algoritmo (datos de salida / requerimientos)
Paso 3
Se debe dividir el problema en las partes que lo componen o de acuerdo con los requerimientos, lo que permita un mejor diseño
Paso 4
Se debe establecer un orden en el cual se va a dar solución a cada parte del problema. Un orden para generar solución a cada parte o componente del problema
Método para el desarrollo de algoritmos
Diseño de la solución
Se elige un componente o parte del problema que se va a resolver.
Se diseña el proceso (se diseña el algoritmo) identificando las instrucciones requeridas, los datos de entrada y los datos de salida.
El diseño puede efectuarse utilizando:
Pseudocódigo
Diagramas
Texto
Formulas
Etc.
Paso 6
Desarrollo.- Cuando se tiene claro como dar solución a todos los componentes del problema se codifica el programa y se captura.
La codificación del programa puede ser en cualquier lenguaje de programación que usted desee o requiera
Una vez capturado el programa se ejecuta. Se prueba exhaustivamente hasta comprobar que el programa cumple con todos los requerimientos solicitados. Si existe algún error se modifica el código hasta que cumpla con el objetivo deseado.
4)
Paso 7
Pruebas con el usuario. Se debe hacer un plan de pruebas con el usuario.
Una vez que se cumplió con el plan de pruebas para el usuario, como una siguiente fase se puede solicitar al usuario efectué pruebas adicionales que él considere convenientes (vulgarmente se dice “hacer tronar al programa”) con la recomendación de que el usuario registre los datos de entrada y el proceso que efectúa, ya que si el programa presenta fallas, el usuario puede indicar la situación que lo provoco el error. Esto ayudara al programador a corregir el error.
Paso 8
Se presenta y entrega del programa con una carta de liberación.
Algoritmos computacionales
Definiciones
¿Qué es un problema?
El hombre ha estado siempre vinculado con la problemática que le presenta el medio ambiente.
En el siglo IX, el matemático Abu Ja´Far Mohamed Ibn Musa Al-Khowarizni fija las primeras reglas para resolver operaciones clásicas.
Definición de problema
Es la desviación de los resultados esperados
El proceso físico, mental o mecánico en donde se presenta diferentes tipos de resistencia o inercia que deben de vencerse para obtener el resultado deseado.
¿Que resultados estamos obteniendo ahora?
¿Que resultados deseamos obtener?
Los problemas generan necesidades; para resolver un problema debemos encontrar su origen (evitando los distractores).
Necesidad & Deseo
Necesidad.- esta en función directa de una problemática, es una situación real que debe ser resuelta.
Deseo.- Esta íntimamente ligado a los sentimientos, anhelos y sueños de las personas (irracionales, inalcanzables e improbables)
necesidad
deseo
Sergio Fuenlabrada Velázquez, Edna Martha Miranda Chávez
La razón de generar un sistema, software, proceso, programa o algoritmo forzosamente debe corresponder a dar solución a una necesidad.
Cuando la razón de generarlos obedece al cumplimiento a un deseo, la probabilidad de éxito disminuye drásticamente.
Un deseo no esta relacionado con una necesidad y por lo tanto el costo/beneficio de su creación es pobre.
¿Como identificar si se trata de una necesidad o de un deseo?
Finalidad(fin) es una meta a alcanzar; un objetivo.
Medios es el elemento que nos permite alcanzar un fin.
Se deben efectuar estas preguntas
¿Que finalidad se persigue?
Finalidad
Mesurable
Medible
Justifica
Medios
Pie
Bicicleta
Patineta
Transportarse
Motocicleta
Tipos de objetivos
Individuales y Colectivos
Generales y Particulares
Los objetivos individuales deben coincidir con los propósitos del grupo
Objetivos Generales y Particulares
Objetivos a largo y corto plazo
Particulares
Generales
¿Qué?
¿Cómo?
¿Cuándo?
¿Inmediato o largo plazo?
¿Cuándo?
¿Es subjetivo?
Estrategias para alcanzar los objetivos
Se debe tomar en cuenta que existen factores que pueden apoyar o afectar el logro de lo(s) objetivo(s).
Si se detecta que existen varios factores negativos que afecten al logro de lo(s) objetivo(s), se debe analizar si continuar o no con el objetivo planteado o replantear el objetivo de tal forma que tanga una mayor probabilidad de éxito.
Factores mensurables (medibles).- Pueden ser cuantificados. Base más objetiva y confiable a diferencia de los de mera apreciación.
Factores controlables.- Son factores que podemos adquirir o manipular, se conoce su origen, fuente, costo, etc.; a diferencia de los factores no controlables.
Factores estratégicos.- Influyen en forma decisiva al logro del objetivo, se debe cuidar que estos factores sean siempre propicios.
Factores imprevisibles.- Son aquellos que se presentan en forma inesperada ó fortuita, se deben tratar de prever, con el fin de buscar el modo de controlarlos.
Tipos de factores:
Estrategias para alcanzar los objetivos
Internos - Pertenecer al medio ambiente interno como serian las políticas de la dirección, disponibilidad de herramientas, productos y procesos que ayudarán al logro de la meta, estabilidad en el financiamiento, fuerza de trabajo, disponibilidad de suministros, etcétera.
Externos - Pertenecer al medio ambiente externo como seria la Política económica del país e internacional, sociedad, avances técnicos, etcétera.
Factores que afectan
Tipos de solución
“La forma de como lograr el objetivo se le denomina, La solución”.
Alternativas de solución (al menos con dos alternativas).
“En el proceso para encontrar la solución se cambia contantemente de puntos de vista”
“La capacidad de soslayar (esquivar) una dificultad y seguir un camino indirecto cuando el directo no aparece, es lo que coloca al animal inteligente y a los hombres de talento por encima de sus compañeros y de los otros hombres”.
En el proceso para la generación de la mejor alternativa, se involucran varios factores, los cuales en el grado que se apliquen determinara la calidad de la propuesta de solución.
Factores que determinan el éxito de una solución
Grado de conocimiento de la organización y área a donde se aplicará la solución.
Grado de conocimiento de la problemática.
Grado de conocimiento del objetivo.
Visión Objetiva y creativa.
Actualización tecnológica.
Apoyo de un grupo de trabajo con experiencia en problemáticas similares.
Nivel de inclusión del usuario en el proyecto
Número de evaluaciones previas a la presentación de la propuesta de solución.
Tipos de solución
Solución
Una solución se presenta cuando la situación del problema esta bajo control y los resultados obtenidos son deseados y satisfactorios. Se hace notar que no hay solución absoluta a problemas, ya que esta se vuelve asintótica con respecto a las necesidades, y en cuanto se pierde el control del problema sus resultados varían.
Tipos de solución
Resolución
Se da una resolución, cuando se obtienen resultados parciales y los efectos más significativos del problema se encuentran bajo control.
Disolución
Se presenta una disolución cuando se eliminan o controlan las causas del problema, de esta forma se establecen los controles para tener un resultado deseable, sin someter al problema a un proceso directo.
¿Cual es la solución ideal?
¿Que satisfactories se desean?
La solución ideal estará en función del grado de satisfacción de las necesidades del cliente, utilización optima de recursos y beneficios o utilidad devengada.
Herramientas que apoyan al proceso de análisis y diseño de la solución a los problemas
Diagramas y esquemas
Su objetivo es la representación del pensamiento, ideas ó el entorno a través de: notaciones matemáticas, dibujos, imágenes o texto; los cuales deberán ser conocidos por todas las personas relacionadas .
El uso de diagramas y esquemas facilita la comprensión y por lo tanto la solución y tratamiento del problema.
Herramientas para la
solución de problemas
La representación grafica de la realidad (del problema) o de una solución ayuda mucho a la comprensión, el analista tiene varios tipos de diagramas entre los que se encuentran:
Pseudocódigo
Integramas
Grafos
Heurística
Pseudocódigo
Se describe el algoritmo con un lenguaje muy parecido al lenguaje de programación a utilizar. Como ventaja tiene la facilitación del proceso de codificación
Herramientas de modelado
Para el desarrollo de software (creación de sistemas) en ocasiones resulta obsoleto el utilizar la diagramación de flujo de datos (DFD).
Para la representación de procesos en un empresa es muy útil (DFD), sin embargo la orientación a objetos presenta un diagrama más completo, el diagrama de actividad.
Sin embargo para la representación de un algoritmo hoy por hoy, no hay mejor forma de representarlo que con un diagrama de flujo de datos.
Diagrama de flujo de datos
El DFD describe los flujos de datos y los procesos que cambian o transforman esos datos.
Muestra las interfaces, componentes y fuentes externas.
Un sinónimo de diagrama de flujo de datos es el diagrama de burbuja. La diferencia principal consiste en la representación de procesos en lugar de un rectángulo, por medio de una burbuja (circulo) y el flujo de información en lugar de una línea recta por medio de una línea curva.
Diagrama de flujo de datos
Simbología de DFD
Representación de un Archivo/Deposito
Se identifica con una sola palabra, frase u oración sencilla.
Representación de Flujo de datos
Movimiento de información
DFD
Diagramas de Árbol
Soporte
Describe la estructura o composición de un objeto o situación de una manera jerárquica, para así comprender su funcionamiento y su relación con su medio ambiente.
Dir.
Gral.
Sistem.
Admón.
Finan.
Desarro
Prod.
Dir.
Gral.
Sistem.
Soporte
Desarro
Prod.
Admón.
Finan.
Diagramas de Árbol
Se basan en la descomposición funcional, la división del problema en subproblemas.
El proceso de descomposición funcional establece que se debe dividir a una entidad hasta lograr identificar sus elementos básicos llamados también tareas o procesos.
Una función esta compuesta por una o más acciones que están dirigidas con un objeto especifico.
Definir la información necesaria para asegurar que la aplicación cubra los objetivos.
Conocer el alcance de la aplicación.
Identificar los elementos que afectan a la aplicación.
Definir las necesidades que cubriera la aplicación por área.
.
Representación de relaciones
En una estructura funcional, hay funciones menores en los niveles inferiores que conforman la función del nivel superior.
HIJO
HIJO
HIJO
HIJO
3. Verificar la descomposición funcional
Regla unión “AND”: Todas las funciones deben ejecutarse para conformar el nivel superior.
Regla intersección “OR”: Cada subfunción representa el total de la función del nivel superior.
4.- Verificar la descomposición funcional.
Una regla de refinamiento establece que se debe evitar que se traslapen las funciones en la descomposición.
Una función debe ser descompuesta hasta que sus subfunciones no se puedan descomponer o no sea de interés el descomponerlas
Diagramas de Venn
Esquema utilizado para el estudio de conjuntos, útil para la definición de estructuras de bases de datos.
A
B
C
Nombre
Nombre
Actividad
¿y el
Mapas de Karnaugh, Mapa K o Diagramas de Veitch
Propuesto primero por Veitch y modificado ligeramente por Karnaugh.
Representa la información en un diagrama de cuadros, a su vez cada cuadro representa un termino mínimo.
Es el más utilizado para la simplificación de funciones boleanas hasta con 6 variables.
Útil para representar información de forma gráfica facilitando el reconocimiento de patrones.
Problema
Se tiene una biblioteca con 8 compartimentos para clasificar libros de historia y literatura que a su vez unos están encuadernados de forma rústica y otros con pasta dura. ¿Cuantos libros tengo en total si tengo?
52 Libros de historia los cuales 27 están en ingles.
34 libros de pasta dura de los cuales 3 son de historia en francés.
46 Libros en ingles, la mitad rústica.
20 Libros de literatura en francés.
31 Libros en rústica de literatura.
Diagramas de Grafos
Una gráfica es un conjunto finito de puntos, algunos de los cuales están conectados por líneas.
Una gráfica dirigida es un conjunto finito de puntos algunos de los cuales están conectados por flechas.
La conexión entre puntos puede ser a través de líneas rectas o curvas, líneas largas o cortas, una línea o varias, lo importante es la incidencia en el punto.

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