1. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Informática
“Introducción a los Algoritmos”
Asignatura
INF 140 – Informática I
Profesores
Pamela Hermosilla Monckton
Daniel Cabrera Paniagua
Ayudantes
Profesores
PHM/DCP
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Definición de Algoritmo (RAE)
• Conjunto ordenado y finito de operaciones
que permite hallar la solución de un
problema.
• Método y notación en las distintas formas del
cálculo.
Profesores
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Algoritmo (Otras fuentes)
• Procedimiento para resolver un problema
matemático en un número finito de pasos, lo
que frecuentemente involucra repetición de una
operación.
Método detallado paso a paso para lograr una
tarea.
Profesores
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Algoritmo (informalmente)
Si a una persona se le entrega dicha lista, y ésta
sigue las instrucciones cuidadosamente
entonces al llegar al final se habrá resuelto la
tarea en cuestión
Profesores
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Nuestra Definición de Algoritmo
Un algoritmo es un conjunto finito de instrucciones que especifican la
secuencia de operaciones a realizar, en orden, para resolver un problema
determinado.
En otras palabras es una fórmula para resolver un problema.
Generalmente es una lista de la siguiente forma:
Paso 1: “Hacer algo”
Paso 2: “Hacer algo”
Paso 3: “Hacer algo”
.
.
.
Paso n: “Hacer algo”
Profesores
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Algoritmos
Nivel de Abstracción
Olvidar información y consecuentemente tratar
cosas que son diferentes como si fueran las
mismas. Esto con el fin de simplificar el análisis
separando los atributos relevantes dentro de un
contexto determinado.
Dividir & Vencer (divide & conquer)
Profesores
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Algoritmos Cotidianos (Narrativos)
Llamar por teléfono
Planchar
Cocinar panqueques
Inscribir una asignatura…
etc.
Profesores
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Otros Ejemplos
Un alumno solicita ser el ayudante de un ramo. El profesor examina en la
base de datos de la escuela el historial del alumno. Si el alumno está
capacitado el profesor lo acepta como ayudante, en caso contrario la solicitud
del alumno será rechazada.
Los pasos del algoritmo en descripción narrativa son los siguientes:
1. Inicio
2. Leer solicitud del alumno
3. Leer historial del alumno
4. Si, el alumno está capacitado, el profesor acepta la solicitud, en caso contrario
la solicitud es rechazada.
5. Fin
Profesores
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Calcular el promedio de 3 notas:
1. Inicio
2. Leer nota 1
3. Leer nota 2
3. Leer nota 3
4. Asignar a suma_de_notas el resultado de nota1+ nota2 + nota3
5. Asignar a promedio el resultado de suma_de_notas / 3
6. Escribir resultado
7. Fin
Realizar una venta con factura…
Profesores
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Características
• Correcto - Fiable
• Eficiencia tiempo & recursos
• Claro - Fácil de mantener
• Interfaz apropiada
• Preciso : orden en cada paso
• Definido: siempre se obtiene el mismo resultado
• Finito: número finito de pasos
Profesores
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• Error – creer que:
Aprender a programar significa aprender un
lenguaje computacional hasta dominarlo
completamente, y luego utilizarlo para
expresar, en la forma que el computador
entiende, el problema particular que se
quiere resolver
Profesores
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Realidad:
La parte medular de la programación
consiste en resolver el problema.
Esto es independiente del lenguaje en el cual
se expresará posteriormente esta solución
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• Programar NO es fácil, ya que no es fácil
resolver problemas
• ... y enseñar a programar tampoco lo es
porque en realidad lo que se debe
enseñar son técnicas de solución de
problemas.
Profesores
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• Resolver un problema usando un computador no es
solamente conocer un lenguaje de programación.
• Es disponer de la capacidad para analizar un
problema, entenderlo y especificar el algoritmo que
permite solucionarlo, usando un lenguaje de
programación.
• Para ello no basta con aprender un lenguaje de
programación, además hay que disponer de una
metodología que permita resolver problemas
computacionalmente.
Profesores
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• El medio para resolver un problema en forma
computacional es un conjunto preciso de
instrucciones expresadas en un cierto lenguaje, lo
cual constituye lo que se denomina un programa.
• Pero el programa puede ser visto simplemente como
un algoritmo expresado en un lenguaje de
programación.
• Este algoritmo es independiente del lenguaje y
constituye la forma en que se resuelve el problema.
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¿Qué es un lenguaje? (1)
Def. RAE:
“Conjunto de sonidos articulados con que el hombre
manifiesta lo que piensa o siente.”
“Estilo y modo de hablar y escribir de cada persona en
particular.”
“Conjunto de señales que dan a entender algo. (El lenguaje
de los ojos, el de las flores).”
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¿Qué es un lenguaje? (2)
• Un lenguaje es un medio de comunicación entre los
seres humanos a través de signos orales y escritos que
poseen un significado.
Profesores
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¿Qué es un lenguaje de
programación?
• Es un lenguaje utilizado es la escritura de programas para
computadores, de tal modo que puedan ser entendidos por
estos últimos.
• Se clasifican en tres grupos:
– Máquina
– Bajo Nivel
– Alto Nivel
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Lenguaje Máquina
• Es el lenguaje propio de los computadores, basado en la
lógica binaria, de ceros y unos (00010111).
• Este lenguaje resulta difícil de utilizar para las personas, ya
que el programador debe introducir todos y cada uno de los
comandos y datos en forma binaria.
• La programación en lenguaje máquina es una tarea tan
tediosa y consume tanto tiempo que raras veces lo que se
ahorra en la ejecución del programa justifica los días o
semanas que se han necesitado para escribir el mismo.
Profesores
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Lenguaje de Bajo Nivel
• La programación en lenguaje máquina es difícil. Es por ello se
necesitan lenguajes que faciliten este proceso. En base a esto
se han sido diseñados los lenguajes de bajo nivel.
• Los lenguajes de bajo nivel permiten crear programas muy
rápidos, pero que son a menudo difíciles de comprender.
• Se requiere que el programador piense a nivel de máquina.
• Un ejemplo de este tipo de lenguaje es el ensamblador.
Profesores
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Lenguaje Ensamblador
• El lenguaje ensamblador es un lenguaje funcionalmente
similar al lenguaje máquina, pero más sencillo de utilizar.
• En este lenguaje, los programadores utilizan códigos
alfabéticos que se corresponden con instrucciones de tipo
numérico de las máquinas.
• El “enlace” entre el programador y el computador, un
programa llamado ensamblador, traduce cada instrucción de
este lenguaje en la sentencia máquina que corresponda.
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Lenguaje de Alto Nivel (1)
• Los llamados lenguajes de alto nivel son los que se emplean
con mayor frecuencia como lenguajes de programación,
porque permiten expresar los algoritmos de una manera y con
un estilo fácilmente reconocible por parte de diversos
programadores.
• Son útiles para simplificar el proceso de programación.
• Algunos ejemplos de lenguaje de alto nivel son:
– Java
– C/C++
– Visual Basic
– HTML, XML, Prolog, Lisp, …y un gran etc…
Profesores
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Lenguaje de Alto Nivel (2)
• Ventaja:
– Son fácilmente transportables de una máquina a otra sin
necesidad de realizar grandes cambios en ellos, por lo que se
dice que son independientes de la máquina empleada.
• Tanto los lenguajes de alto nivel como de bajo nivel no son
entendibles directamente por la máquina, sino que necesitan
ser traducidos a instrucciones en lenguaje máquina.
• Para ello se emplean Compiladores, e Intérpretes.
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Compiladores (1)
• Un compilador es un traductor.
• El compilador traduce un código fuente íntegramente a
lenguaje máquina antes de su ejecución, por lo que el
resultado se ejecuta con tanta rapidez como si se hubiese
escrito directamente en lenguaje máquina.
• El compilador es el más eficaz para la mayor parte de las
máquinas, puesto que presenta la ventaja que cada una de las
sentencias del programa es interpretada y traducida al
lenguaje máquina sólo una vez.
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Compiladores (2)
• Un compilador crea una lista de instrucciones de código
máquina, basándose en un código fuente.
• El código objeto resultante es un programa rápido y listo para
funcionar, pero que puede hacer que falle el ordenador si no
está bien diseñado.
Profesores
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Intérpretes
• Son programas que se traducen línea por línea el código
fuente.
• Son traductores más lentos que los compiladores, ya que no
producen un código objeto, sino que recorren el código fuente
una línea cada vez.
• Cada línea se traduce a código máquina y se ejecuta.
Profesores
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Alto Nivel Bajo Nivel Máquina
Ejecutable
Código Código
fuente Objeto
Compilador /
Ensamblador
Intérprete
SUB 011010
100010
…
Incorporación de
bibliotecas ya
existentes
Profesores
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Resolución de Problemas
• Entender el problema -> Definir el problema con claridad !!!
• Idear un plan para resolver el problema
– Identificar recursos, personas, información, etc.
– Establecer el modo de utilizar los elementos identificados.
• Ejecutar el plan
• Evaluar la solución obtenida
– ¿Se ha resuelto efectivamente el problema existente?
– La solución alcanzada, ¿es útil para otros problemas?
Profesores
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Proceso de Programación
• La programación es una forma especializada del modelo de
resolución de problemas…
• Sus fases son:
– Definición del problema.
– Creación, depuración y verificación del algoritmo.
– Escritura del programa.
– Verificación y depuración del programa.
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Alcances… (1)
• En general, los problemas a resolver son tan complejos, que no
es posible resolverlos de una sola vez.
• Es por ello que usualmente se divide un problema mayor en un
listado de sub-problemas más pequeños y abordables.
• Cada uno de estos sub-problemas son, a la vez, divisibles en
otros sub-problemas de menor tamaño.
• Algunos autores llaman a esto Dividir y Conquistar, o
Refinamiento por Pasos.
Profesores
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Alcances… (2)
• Este tipo de proceso se asocia a un enfoque “de arriba abajo”
(Top Down), ya que el problema se aborda desde lo más
general (“desde arriba”), y progresivamente se introducen
mayores detalles según se requiera (“hacia abajo)”.
• El resultado es un algoritmo, que corresponde a un conjunto
de instrucciones paso a paso que, luego de ser ejecutadas,
resuelven el problema original.
Profesores
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Alcances… (3)
• Este algoritmo suele estar escrito en un formato denominado
Pseudocódigo, una mezcla entre lenguaje informático y
lenguaje natural.
• Una vez que los detalles del algoritmo están correctos, el paso
siguiente es traducir las instrucciones existentes en
pseudocódigo a un lenguaje de programación de alto nivel.
Profesores
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Forma Difícil de Resolver un
Problema
Solución en forma de
programa
?
Problema
• Énfasis en dar una solución rápida al problema, pero…
¿Qué problema estoy resolviendo?
¿Abordé el problema de manera adecuada?
Profesores
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Forma Adecuada de Resolver un
Problema (1)
Solución en forma de
programa
Solución en
forma
Problema algorítmica
Comprensión Implementación
del problema de la Solución
Profesores
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Escuela de Ingeniería Informática
Forma Adecuada de Resolver un
Problema (2)
• Lo importante radica en comprender efectivamente qué
problema pretendemos resolver, y plantear una
solución analítica que lo resuelva.
• Si fallamos en la comprensión del problema, sus
consecuencias se arrastran hasta la solución final…
Profesores
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Aspectos a tener en cuenta en
un algoritmo (1)
• Como ya se ha mencionado, un algoritmo se desarrolla con
el objetivo de resolver un problema.
• Por lo tanto, se espera que, luego de la ejecución del
algoritmo, exista un resultado o salida.
• Pero para obtener esta salida, es necesario que exista un
proceso que sea capaz de entregarlo.
• Ahora bien, un proceso requiere de entradas, elementos
inicialmente externos al proceso, pero que se incorporan a
él con el fin de obtener la salida esperada (solución).
Profesores
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Aspectos a tener en cuenta en
un algoritmo (2)
PROCESO Salida 1
Entrada 1
Salida 2
Entrada 2
Salida 3
Entrada 3
…
…
…
…
Entrada N Salida N
Profesores
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Aspectos a tener en cuenta en
un algoritmo (3)
• Entradas:
– ¿Cuántas entradas son requeridas por el proceso establecido?
– ¿Qué tipo de entradas son requeridas por el proceso
establecido?
• Proceso:
– ¿Cuál es el proceso más adecuado para resolver el problema
planteado?
• Salidas:
– ¿Cuál es el resultado final esperado?
Profesores
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Fin
Profesores
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