El proceso de resolución de un problema con una computadora conduce a la escritura de un programa y a su ejecución en la misma. Aunque el proceso de diseñar programas es, esencialmente, un proceso creativo, se puede considerar una serie de fases o pasos comunes, que generalmente deben seguir todos los programadores.
Las fases de resolución de un problema con computadora son:
• Análisis del problema.
• Diseño del algoritmo.
• Codificación.
• Compilación y ejecución.
• Verificación.
• Depuración.
• Mantenimiento.
• Documentación.
Las características más sobresalientes de la resolución de problemas son:
• Análisis. El problema se analiza teniendo presente la especificación de los requisitos dados por el cliente de la empresa o por la persona que encarga el programa.
• Diseño. Una vez analizado el problema, se diseña una solución que conducirá a un algoritmo que resuelva el problema.
• Codificación (implementación). La solución se escribe en la sintaxis del lenguaje de alto nivel (por ejemplo, Pascal) y se obtiene un programa fuente que se compila a continuación.
• Ejecución, verificación y depuración. El programa se ejecuta, se comprueba rigurosamente y se eliminan todos los errores (denominados “bugs”, en inglés) que puedan aparecer.
• Mantenimiento. El programa se actualiza y modifica, cada vez que sea necesario, de modo que se cumplan todas las necesidades de cambio de sus usuarios.
• Documentación. Escritura de las diferentes fases del ciclo de vida del software, esencialmente el análisis, diseño y codificación, unidos a manuales de usuario y de referencia, así como normas para el mantenimiento.
Las dos primeras fases conducen a un diseño detallado escrito en forma de algoritmo. Durante la tercera fase (codificación) se implementa1 el algoritmo en un código escrito en un lenguaje de programación, reflejando las ideas desarrolladas en las fases de análisis y diseño.
Las fases de compilación y ejecución traducen y ejecutan el programa. En las fases de verificación y depuración el programador busca errores de las etapas anteriores y los elimina. Comprobará que mientras más tiempo se gaste en la fase de análisis y diseño, menos se gastará en la depuración del programa. Por último, se debe realizar la documentación del programa.
Antes de conocer las tareas a realizar en cada fase, se considera el concepto y significado de la palabra algoritmo. La palabra algoritmo se deriva de la traducción al latín de la palabra Alkhô-warîzmi2 , nombre de un matemático y astrónomo árabe que escribió un tratado sobre manipulación de números y ecuaciones en el siglo IX. Un algoritmo es un método para resolver un problema mediante una serie de pasos precisos, definidos y finitos.
Características de un algoritmo:
• preciso (indica el orden de realización en cada paso),
• definido (si se sigue dos veces, obtiene el mismo resultado cada vez),
• finito (tiene fin; un número determinado de pasos).
Un algoritmo debe producir un resultado en un tiempo finito. Los métodos que utilizan algoritmos se denominan métodos algorítmicos, en oposición a los métodos que implican algún juicio o interpretación que se denominan métodos heurísticos. Los métodos algorítmicos se pueden implementar en computadoras; sin embargo, los procesos heurísticos no han sido convertidos fácilmente en las computadoras. En los últimos años las técnicas de inteligencia artificial han hecho posible la implementación del proceso heurístico en computadoras.
Ejemplos de algoritmos son: instrucciones para montar en una bicicleta, hacer una receta de cocina, obtener el máximo común divisor de dos números, etc. Los algoritmos se pueden expresar por fórmulas, diagramas de flujo o N-S y pseudocódigos. Esta última representación es la más utilizada para su uso con lenguajes estructurados como Pascal.
Análisis del problema:
La primera fase de la resolución de un problema con computadora es el análisis del problema. Esta fase requiere una clara definición, donde se contemple exactamente lo que debe hacer el programa y el resultado o solución deseada. Dado que se busca una solución por computadora, se precisan especificaciones detalladas de entrada y salida. La Figura 2.1 muestra los requisitos que se deben definir en el análisis.
Para poder identificar y definir bien un problema es conveniente responder a las siguientes preguntas:
• ¿Qué entradas se requieren? (tipo de datos con los cuales se trabaja y cantidad).
• ¿Cuál es la salida deseada? (tipo de datos de los resultados y cantidad).
• ¿Qué método produce la salida deseada?
• Requisitos o requerimientos adicionales y restricciones a la solución.
PROBLEMA 2.1:
Se desea obtener una tabla con las depreciaciones acumuladas y los valores reales de cada año, de un automóvil comprado por 20.000 euros en el año 2005, durante los seis años siguientes suponiendo un valor de recuperación o rescate de 2.000. Realizar el análisis del problema, conociendo la fórmula de la depreciación anual constante D para cada año de vida útil.
