Para implementar la solución de un problema mediante el uso de una computadora es necesario establecer una serie de pasos que permitan resolver el problema, a este conjunto de pasos se le denomina algoritmo, el cual debe tener como característica final la posibilidad de transcribirlo fácilmente a un lenguaje de programación, para esto se utilizan herramientas de programación, las cuales son métodos que permiten la elaboración de algoritmos escritos en un lenguaje entendible.
Un algoritmo, aparte de tener como característica la facilidad para transcribirlo, debe ser:
1. Preciso. Debe indicar el orden en el cual debe realizarse cada uno de los pasos que conducen a la solución del problema.
2. Definido. Esto implica que el resultado nunca debe cambiar bajo las mismas condiciones del problema, éste siempre debe ser el mismo.
3. Finito. No se debe caer en repeticiones de procesos de manera innecesaria; deberá terminar en algún momento.
Por consiguiente, el algoritmo es una serie de operaciones detalladas y no ambiguas para ejecutar paso a paso que conducen a la resolución de un problema, y se representan mediante una herramienta o técnica.1 O bien, es una forma de describir la solución de un problema planteado en forma adecuada y de manera genérica.
Además de esto, se debe considerar que el algoritmo, que posterior- mente se transformará en un programa de computadora, debe considerar las siguientes partes:
Una descripción de los datos que serán manipulados.
Una descripción de acciones que deben ser ejecutadas para manipular los datos.
Los resultados que se obtendrán por la manipulación de los datos.
Las herramientas o técnicas de programación que más se utilizan y que se emplearán para la representación de algoritmos a lo largo del libro son dos:
1. Pseudocódigo.
2. Diagramas de flujo.
Y alternativamente se presentarán soluciones de problemas donde se utilicen:
3. Diagramas Nassi-Schneiderman (N/S).
Identificadores
Antes de analizar cada una las herramientas que se utilizan en representación de algoritmos para la solución de problemas, se establecerá qué son los identificadores que se utilizan dentro de un algoritmo.
Los identificadores son los nombres que se les asignan a los objetos, los cuales se pueden considerar como variables o constantes, éstos inter- vienen en los procesos que se realizan para la solución de un problema, por consiguiente, es necesario establecer qué características tienen.
Para establecer los nombres de los identificadores se deben respetar ciertas reglas que establecen cada uno de los lenguajes de programación, para el caso que nos ocupa se establecen de forma indistinta según el pro- blema que se esté abordando, sin seguir regla alguna, generalmente se uti- lizará la letra, o las letras, con la que inicia el nombre de la variable que representa el objeto que se va a identificar.
Constante
Un identificador se clasifica como constante cuando el valor que se le asig- na a este identificador no cambia durante la ejecución o proceso de solu- ción del problema. Por ejemplo, en problemas donde se utiliza el valor de PI, si el lenguaje que se utiliza para codificar el programa y ejecutarlo en la computadora no lo tiene definido, entonces se puede establecer de forma constante estableciendo un identificador llamado PI y asignarle el valor correspondiente de la siguiente manera:
PI 3.1416.
De igual forma, se puede asignar valores constantes para otro identificadores según las necesidades del algoritmo que se esté diseñando.
Variables:
Los identificadores de tipo variable son todos aquellos objetos cuyo valor cambia durante la ejecución o proceso de solución del problema. Por ejem- plo, el sueldo, el pago, el descuento, etcétera, que se deben calcular con un algoritmo determinado, o en su caso, contar con el largo (L) y ancho (A) de un rectángulo que servirán para calcular y obtener su área. Como se puede ver, tanto L como A son variables que se proporcionan para que el algoritmo pueda funcionar, y no necesariamente se calculen dentro del proceso de solución.
Tipos de variables
Los elementos que cambian durante la solución de un problema se denominan variables, se clasifican dependiendo de lo que deben representar en el algoritmo, por lo cual pueden ser: de tipo entero, real y string o de cadena, sin embargo, existen otros tipos de variables que son permitidos con base en el lenguaje de programación que se utilice para crear los programas, por consiguiente, al momento de estudiar algún lenguaje de programación en especial se deben dar a conocer esas clasificaciones.
Para el caso de este libro, se denominará variables de tipo entero a todas aquellas cuyo valor no tenga valores decimales; contrario a las de tipo real, la cual podrá tomar valores con decimales. Como ejemplo de variables enteras se puede considerar el número de personas, días trabajados, edad de una persona, etcétera. Y para el caso de reales, se puede considerar el sueldo de una persona, el porcentaje de equis cantidad, etcétera.
En caso de que las variables tomen valores de caracteres, se desig- narán string o de cadena; como ejemplo de éstas se pueden mencionar el sexo de una persona, falso o verdadero, el nombre de una persona, el tipo de sangre, etcétera.
Pseudocódigo
Sin duda, en el mundo de la programación el pseudocódigo es una de las herramientas más conocidas para el diseño de solución de problemas por computadora. Esta herramienta permite pasar casi de manera directa la solución del problema a un lenguaje de programación específico. El pseudocódigo es una serie de pasos bien detallados y claros que conducen a la resolución de un problema.
La facilidad de pasar casi de forma directa el pseudocódigo a la computadora ha dado como resultado que muchos programadores implementen de forma directa los programas en la computadora, cosa que no es muy recomendable, sobre todo cuando no se tiene la suficiente experiencia para tal aventura, pues se podrían tener errores propios de la poca experiencia acumulada con la solución de diferentes problemas.
Por ejemplo, el pseudocódigo para determinar el volumen de una caja de dimensiones A, By C se puede establecer de la siguiente forma:
1. Inicio.
2. Leer las medidas A, B y C.
3. Realizar el producto de ABC y guardarlo en V
(V-A B C).
4. Escribir el resultado V.
5. Fin.
Como se puede ver, se establece de forma precisa la secuencia de los pasos por realizar, además, si se le proporciona siempre los mismos valores a las variables A, B y C, el resultado del volumen será el mismo y, por consiguiente, se cuenta con un final.
Diagramas de flujo
Los diagramas de flujo son una herramienta que permite representar visualmente qué operaciones se requieren y en qué secuencia se deben efectuar para solucionar un problema dado. Por consiguiente, un diagrama de flujo es la representación gráfica mediante símbolos especiales, de los pasos o procedimientos de manera secuencial y lógica que se deben realizar para solucionar un problema dado.
Los diagramas de flujo desempeñan un papel vital en la programación de un problema, ya que facilitan la comprensión de problemas complica- dos y sobre todo aquellos en que sus procesos son muy largos; general- mente, los diagramas de flujo se dibujan antes de comenzar a programar el código fuente, que se ingresará posteriormente a la computadora.
Los diagramas de flujo facilitan la comunicación entre los programa- dores y los usuarios, además de que permiten de una manera más rápida detectar los posibles errores de lógica que se presenten al implementar el algoritmo. En la tabla 1.1 se muestran algunos de los principales símbolos utilizados para construir un diagrama de flujo.
Dentro de los diagramas de flujo se pueden utilizar los símbolos que se presentan en la tabla 1.2, con los cuales se indican las operaciones que se efectuarán a los datos con el fin de producir un resultado.
Finalmente para una estructura de ciclo, el símbolo que se utiliza es como el que se muestra en la figura 1.5, en el cual están presentes una combinación de estructuras secuenciales con la de ciclo. En este diagrama se presenta la solución de la suma de diez cantidades cualesquiera.
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