Mtodo para la solucin de problemas

Temas:

Conceptos generales. Algoritmo.

o Introduccin. o Definicin. o Caractersticas.

Solucin de problemas utilizando algoritmos. Solucin de problemas utilizando clases. Mtodo para la solucin de problemas. Resumen de las etapas del mtodo. Resultados de las etapas del mtodo.

Captulo

1

Juan Jos Flores Cueto

Pag. 18

CAPTULO I

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS CONCEPTOS GENERALES

PROCESO Un proceso constituye una actividad de transformacin cuyo objetivo es transformar la entrada en salida. Los procesos tienen una duracin limitada y producen un resultado bien definido y previsto.

INFORMTICA Informtica (del francs informatique, compuesto contracto de information y automatique) se refiere al conjunto de conocimientos cientficos y tcnicas que hacen posible el tratamiento automtico de la informacin por medio de calculadoras electrnicas. La Informtica es una ciencia orientada al tratamiento de la informacin en todas sus manifestaciones. Todo sistema funciona sobre la base de informacin, y mientras ms exacta y disponible sea sta, ms oportunidades de mejorar tendrn los sistemas en general. El desarrollo de un sistema depende del correcto manejo de la informacin. Por ltimo, la mejor herramienta para manipular grandes cantidades de informacin es, actualmente, la computadora. En Informtica, los procesos son automticos y se desarrollan a travs de los algoritmos, los cuales son codificados a travs de programas para computadoras.

Entrada Proceso Salida

Datos Algoritmo Informacin

Almacenamiento

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Pag. 19

La Informacin representa datos procesados; esto es: resumidos, condensados, sumados, orientados a disminuir la incertidumbre sobre cierto tema. Los datos son la materia prima de donde se obtiene la informacin . La informacin sola es til cuando es resultado de un procesamiento de datos orientados a la solucin de un cierto problema.

En una fbrica se tiene materia prima que es procesada y as obtenemos un producto final. As tambin, los datos son la materia prima que procesada (clasificada, agrupada, resumida) nos da por resultado informacin. Pero, la razn de ser de una empresa no termina con tener sus productos listos al final de la lnea de produccin, sino que implica el vender esos productos para ser utilizados por sus consumidores. As tambin, la informacin no cumple sus funciones hasta que no es absorbida por su consumidor y utilizada para tomar decisiones.

El procesamiento automtico de datos se da en forma de algoritmos codificados a travs de programas para computadoras, los cuales analizan los datos y tratan de verificar su exactitud:

- Si los cdigos de artculos que se reportan existen realmente en el archivo de artculos.

- Si los departamentos que han consumido los tems tienen sus cdigos correctamente reportados, etc.

ALGORITMO

INTRODUCCIN Un algoritmo es un mtodo de solucin de problemas.

Problema

MTODO DE SOLUCIN

Juan Jos Flores Cueto

Pag. 20

En Informtica, el trmino algoritmo se utiliza para describir un mtodo de solucin de problemas que es adecuado para ser expresado como programa de computadoras.

Por lo tanto, debemos entender la importancia de estudiar el mtodo de solucin Algoritmo para comprender como se est solucionando un problema.

DEFINICIN El algoritmo constituye una lista completa de pasos secuenciales y una descripcin de datos necesarios para resolver un determinado problema. De esto, se deriva que la definicin de un algoritmo tiene dos partes esenciales:

Una lista de pasos secuenciales que deben ser ejecutados. Una descripcin de los datos que son manipulados por estos

pasos.

Cada uno de los pasos del algoritmo sern llamados sentencias en un programa para computadoras. De igual forma, la descripcin de los datos del algoritmo ser realizada mediante declaraciones y definiciones de datos en un programa para computadoras.

Problema

MTODO DE SOLUCIN EXPRESADO EN :

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Pag. 21

CARACTERSTICAS

Descripcin de acciones que deben ser ejecutadas (pasos secuenciales).

Descripcin de los datos que son manipulados por estas

acciones (estructuras de datos).

Un algoritmo debe ser preciso, indicando el orden de realizacin de cada paso.

Todo algoritmo debe ser finito. Si se sigue un algoritmo,

ste debe terminar en algn momento.

Un algoritmo debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado.

Un algoritmo puede o no tener datos de entrada.

Un algoritmo producir uno o ms datos de salida.

Los datos de entrada y salida deben almacenarse en

variables.

El resultado que se obtenga debe satisfacer los requerimientos de la persona interesada (efectividad).

Debe ser estructurado. Es decir, debe ser fcil de leer,

entender, usar y cambiar si es preciso.

Problema

MTODO DE SOLUCIN EXPRESADO EN :

LISTA DE PASOS SENTENCIAS

DECLARACIN Y DEFINICIN DE DATOS

DESCRIPCIN DE DATOS

Juan Jos Flores Cueto

Pag. 22

SOLUCIN DE PROBLEMAS UTILIZANDO ALGORITMOS

Para el diseo de los algoritmos se han desarrollado herramientas con reglas especficas y smbolos especializados. Por otra parte, para expresar un algoritmo a travs de un programa para computadoras, se utilizan los lenguajes de programacin. En un programa para computadoras, para referirse a las sentencias, declaraciones y definiciones de los datos en forma general, se utiliza el trmino instrucciones. Entonces, un lenguaje de programacin es un lenguaje que los programadores usan para comunicar instrucciones a una computadora.

Nos comunicamos con las computadoras en el marco de un lenguaje de programacin particular. Existen muchos lenguajes de programacin diferentes, la mayor parte de los cuales tienen conjuntos de reglas muy especializadas.

La accin de escribir un programa para computadoras, utilizando alguno de los lenguajes de programacin existentes, se conoce como programacin.

Problema

MTODO DE SOLUCIN EXPRESADO EN :

LISTA DE PASOS

DESCRIPCIN DE DATOS

SENTENCIAS

DECLARACIN Y DEFINICIN DE DATOS

DESARROLLADO A TRAVS DE

PROGRAMADO A TRAVS DE

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Pag. 23

La forma de programacin ha variado con el paso de los aos. Entre las ms conocidas podemos mencionar:

Programacin Lineal. Instrucciones en forma consecutiva. Programacin Modular. Sub-rutinas. Se realizan saltos. Programacin Estructurada. Funciones y estructuras de control. Programacin Orientada a Objetos. Clases y objetos.

Es importante indicar que, en la actualidad, la Programacin Estructurada (PE) y la Programacin Orientada a Objetos (POO) son las formas de programacin utilizadas por la mayora de los programadores, siendo la POO la ms reciente y la que promete solucionar muchos de los problemas de la PE, incorporando nuevas caractersticas y nuevos conceptos. Una caracterstica importante de la POO es que utiliza los mejores conceptos de la PE. Finalmente, todos los aspectos que se revisen en los siguientes captulos, sern conceptos y caractersticas de la PE que no han perdido vigencia en la POO y que le servirn como conceptos bsicos al momento que se inicie el estudio de SOLUCIONES DE PROBLEMAS USANDO UML (Unified Modeling Lenguage) y POO.

Juan Jos Flores Cueto

Pag. 24

SOLUCIN DE PROBLEMAS UTILIZANDO CLASES

La POO introdujo muchos nuevos conceptos, entre stos es importante mencionar, de modo general, el concepto de Clase. Una Clase es otro de los mtodos para solucionar problemas. Una clase, es simplemente, un modelo que se utiliza para describir uno o ms objetos del mismo tipo. En su forma mas sencilla, una clase es un conjunto de atributos y mtodos. Por el momento, slo nos limitaremos a decir que los algoritmos continan siendo un mtodo de solucin utilizado en la POO para especificar la lgica de desarrollo de los mtodos que conforman una clase. La siguiente ilustracin muestra est relacin: Debido a que en una solucin pueden existir muchas Clases, se utilizan los Paquetes para organizarlas. Los Paquetes permiten agrupar Clases que tienen funciones similares y constituyen otro de los conceptos de la POO.

Problema

MTODO DE SOLUCIN EXPRESADO EN :

ATRIBUTOS

MTODOS

LISTA DE PASOS DESCRIPCIN DE DATOS

SENTENCIAS

DECLARACIN Y

DEFINICIN DE DATOS

DESARROLLADO A TRAVS DE

PROGRAMADO A TRAVS DE

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Pag. 25

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Resulta til establecer un mtodo que permita llegar a la solucin de un determinado problema, a travs de etapas bien definidas. Este mtodo presenta 6 etapas, las que detallamos a continuacin:

Etapa 01 - Descripcin del problema. Es necesario saber y poder comprender cul es el problema principal, es decir, qu es lo que se desea que se resuelva. Para esto, se deber escribir un enunciado claro, concreto y conciso del problema a resolver.

Etapa 02 Definicin de la solucin.

Es necesario estudiar a fondo un determinado problema para poder solucionarlo, saber exactamente en qu consiste, descomponerlo en cada una de sus partes. Esta es una regla que siempre deber ser aplicada se utilice o no una computadora en la solucin de un problema. Una vez entendido el problema, se est en condiciones de estudiar y plantear soluciones alternativas que permitan llegar al resultado. Finalmente, se selecciona la mejor alternativa. Pasos:

Conocer y definir el resultado deseado. Determinar los datos que se deben ingresar

o generar para conseguir el resultado. Determinar la forma en que los datos sern

manipulados o procesados para transformar los datos en informacin.

Etapa 03 - Diseo de la lgica.

Definida la solucin, se procede a disear la lgica utilizando el Lenguaje Unificado de Modelado y Pseudocdigo o Diagrama de Flujo. El Lenguaje Unificado de Modelado (Unified Modeling Language, UML) es una herramienta utilizada en la POO para describir Clases y sus relaciones. Los Diagramas de Flujo (DF) y los Pseudocdigos son herramientas utilizadas en la POO para disear los Algoritmos

Juan Jos Flores Cueto

Pag. 26

de los diferentes mtodos de una Clase. Los DF utilizan grficos y los Pseudocdigos hacen uso de una cantidad limitada de palabras reservadas (pautas). Una vez elaborado el DF o Pseudocdigo de la solucin al problema (algoritmo) es necesario verificar si se han incluido todas las alternativas que puedan presentarse en la realidad. A este tipo de prueba se le denomina Prueba de escritorio.

Etapa 04 Desarrollo de la Codificacin.

Una vez disea la lgica para todas las alternativas que puedan presentarse en la realidad, se podr proceder al desarrollo de la codificacin del problema en algn lenguaje de programacin. La codificacin involucra traducir las especificaciones de la Clase (expresado en notacin UML) y los pasos del Algoritmo de cada mtodo (expresado en DF o Pseudocdigo), en sentencias de un lenguaje de programacin determinado. Estas sentencias son almacenadas en un archivo y son las instrucciones que, posteriormente, la computadora podr ejecutar.

Etapa 05 - Depuracin y pruebas.

Luego que se desarrolle la codificacin de los programas, debern probar mediante la ejecucin de los mismos (esto es conocido como corrida del programa). Al realizarse esta prueba surgen generalmente errores de diferente tipo (principalmente los errores de lgica y sintaxis). Hay que corregir el programa; anular, modificar o crear nuevas instrucciones, y volver a probar el programa hasta conseguir el resultado deseado.

Etapa 06 Documentacin.

Una buena documentacin ahora ayuda a desarrollar buenos hbitos de programacin que se necesitarn despus. La documentacin forma parte del proceso de programacin y debe incluir, como mnimo: - Descripcin del problema.

MTODO PARA LA SOLUCIN DE PROBLEMAS

Pag. 27

- Resultados esperados y datos necesarios para generar dichos resultados.

- Diagramas UML y, DF o Pseudocdigo. - Pruebas desarrolladas. - Listado de programas con comentarios internos.

A continuacin, se muestra en forma grfica el mtodo descrito para la solucin de problemas.

Juan

Jos

Fl

ores

Cue

to

Pa

g. 2

8

RES

UM

EN D

E LA

S ET

APA

S D

EL M

TO

DO

A co

ntin

uaci

n, s

e m

uest

ran

las

activ

idad

es g

enr

icas

que

se

desa

rrol

lan

en c

ada

una

de la

s et

apas

:

D

escr

ipci

n g

ener

al

del p

robl

ema.

Enu

ncia

do d

el

prob

lem

a (c

laro

y

conc

reto

).

D

efin

ir el

resu

ltado

de

sead

o.

D

efin

ir lo

s da

tos

nece

sario

s.

D

efin

ir el

pro

ceso

.

Def

inir

las

alte

rnat

ivas

de

sol

uci

n.

S

elec

cion

ar la

mej

or

alte

rnat

iva.

S

elec

cion

ar la

s he

rram

ient

as c

on la

s cu

ales

se

dise

ar

la

solu

cin

.

Dis

ear

la s

oluc

in.

Pro

bar e

l dis

eo.

(pru

eba

de e

scrit

orio

).

S

elec

cion

ar la

s he

rram

ient

as c

on

las

cual

es s

e im

plem

enta

r e

l di

seo

.

Impl

emen

tar e

l di

seo

.

Rea

lizar

cop

ias

de

segu

ridad

de

la

impl

emen

taci

n.

R

ealiz

ar la

dep

urac

in

de lo

s pr

ogra

mas

de

com

puta

dora

.

Rea

lizar

las

prue

bas

de l

gica

de

los

prog

ram

as d

e co

mpu

tado

ra.

R

ecop

ilar e

l mat

eria

l el

abor

ado

en c

ada

una

de la

s et

apas

.

Gen

erar

el m

anua

l del

pr

ogra

ma

con

la

sigu

ient

e in

form

aci

n:

o E

nunc

iado

del

pr

oble

ma.

o

Esp

ecifi

caci

ones

de

an

lisis

. o

Dia

gram

as y

A

lgor

itmos

. o

Pro

gram

as.

o P

rueb

as

real

izad

as.

DE

SC

RIP

CI

N

PR

OB

LEM

A

DE

FIN

ICI

N

SO

LUC

IN

D

ISE

O

L

GIC

A

DE

SA

RR

OLL

O

CO

DIF

ICA

CI

N

DE

PU

RA

CI

N

PR

UE

BAS

D

OC

UM

EN

-TA

CI

N

ETA

PA 0

1ET

APA

02

ETA

PA 0

3ET

APA

04

ETA

PA 0

5ET

APA

06

M

TOD

O P

AR

A LA

SO

LUC

IN

DE

PR

OB

LEM

AS

Pa

g. 2

9

RES

ULT

AD

O D

E LA

S ET

APA

S D

EL M

TO

DO

Es im

porta

nte

dest

acar

que

cad

a un

a de

las

etap

as a

nter

iore

s, n

os p

erm

iten

obte

ner u

n re

sulta

do q

ue e

s ut

iliza

do e

n la

sig

uien

te e

tapa

:

MM

aa nnuu aa

ll eess

EN

UN

CIA

DO

E

SPE

CIF

ICA

CIO

NES

D

IAG

RA

MAS

Y

ALG

OR

ITM

OS

P

RO

GR

AM

AS

RE

SU

LTA

DO

S

ETA

PA 0

1 ET

APA

02

ETA

PA 0

3ET

APA

04

ET

APA

05

ETA

PA 0

6

DE

SC

RIP

CI

N

PR

OB

LEM

A

DE

FIN

ICI

N

SO

LUC

IN

D

ISE

O

L

GIC

A

DE

SA

RR

OLL

O

CO

DIF

ICA

CI

N

DE

PU

RA

CI

N

PR

UE

BAS

D

OC

UM

EN

-TA

CI

N

Juan

Jos

Fl

ores

Cue

to

Pa

g. 3

0

Fina

lmen

te,

es n

eces

ario

pre

cisa

r qu

e de

ntro

del

alc

ance

del

pre

sent

e te

xto,

des

arro

llare

mos

tem

as r

elac

iona

dos

con

el d

ise

o de

Cla

ses

y su

s m

tod

os (A

lgor

itmos

) as

com

o su

resp

ectiv

a co

dific

aci

n en

un

leng

uaje

de

prog

ram

aci

n. L

a si

guie

nte

grf

ica

mue

stra

las

etap

as q

ue a

barc

arem

os

en lo

s si

guie

ntes

cap

tulo

s.

MT

OD

O D

E SO

LUC

IN

DE

FIN

ICI

N

SO

LUC

IN

D

ISE

O

L

GIC

A

DE

SA

RR

OLL

O

CO

DIF

ICA

CI

N

ETA

PA 0

3En

unci

ado

ETA

PA 0

1

DE

SC

RIP

CI

N

PR

OB

LEM

A

ATR

IBU

TOS

SEN

TEN

CIA

S

DEC

LAR

ACI

N Y

D

EFIN

ICI

N D

E

DAT

OS.

MT

OD

OS

LIST

A D

E P

ASO

S

DES

CR

IPC

IN

DE

DAT

OS

DES

ARR

OLL

ADO

A

TR

AVS

DE

PR

OG

RAM

ADO

A T

RAV

S D

E

ETA

PA 0

4 ET

APA

02