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FUNADMAENTOS DE LA PROGRAMACION
Tipo: Resúmenes
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Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
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INTRODUCCION FUNDAMENTOS BÁSICOS DE ALGORITMOS Elementos básicos de un algoritmo 05 Expresiones 07 Funciones internas 11 Tipos de Datos 13 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS ALGORITMOS Diagrama de Flujo 15 Diagrama Estructurado o N – S 18 Pseudocódigo 20 ESTRUCTURAS BÁSICAS DE CONTROL Estructura Secuencia 22 ESTRUCTURAS SELECTIVAS BÁSICAS Estructura Selectiva Simple (^27) Estructura Selectiva Doble 32 Estructura Selectiva Múltiple 35 Estructura Selectiva Anidada 38 ESTRUCTURAS REPETITIVAS Estructura Repetitiva Desde/Para 44 Estructura Repetitiva Hacer – Mientras 51 Estructura Repetitiva Mientras 58 INSTALACIÓN E INTERFAZ GRÁFICA DE LA HERRAMIENTA DE PROGRAMACIÓN Mi primer proyecto 76 Proyecto de estructura selectiva doble 88 Proyecto de estructura selectiva múltiple 92 Proyecto de estructura selectiva anidada 96 Proyecto de estructura repetitiva for 100 Proyecto de estructura repetitiva do while 106 Proyecto de estructura repetitiva while 113
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN FUNDAMENTOS BÁSICOS DE ALGORITMOS Una computadora no tiene capacidad para solucionar problemas más que cuando se le proporcionan los pasos sucesivos a realizar, para ello elaboramos un algoritmo. ¿Qué es un algoritmo? Es un método para resolver un problema mediante una secuencia de instrucciones, cada una de las cuales especifica las operaciones que debe realizar la computadora. Características de un algoritmo Las características fundamentales que debe cumplir todo algoritmo son: Debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso. Debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos o más veces, con los mismos valores iniciales se debe obtener el mismo resultado. Debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento, es decir, debe tener un número finito de pasos. También hay que tener en cuenta en un algoritmo: El algoritmo sirve de base para generar un programa, pero no es el programa en sí. El algoritmo no es inteligible directamente por el ordenador. El mismo algoritmo puede ser implementado de forma distinta en diversos programas, es decir, dos programadores pueden obtener distintos códigos fuente a partir del mismo algoritmo. El proceso de un algoritmo La definición de un algoritmo debe describir tres partes: Entrada, proceso y salida. Entrada Salida Proceso La información proporcionada al algoritmo constituye su entrada , el procedimiento para la solución del problema constituye su proceso y la información producida por el algoritmo constituye su salida. A continuación ejemplos para un mejor entendimiento: Ejemplo 01: Leer la base y altura de un paralelogramo. Calcular su área. Datos de Entrada ---> base y altura Proceso ---> área = base x altura Datos de Salida ---> El área del paralelogramo
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Ejemplo 02: Leer el radio de una circunferencia. Calcular su área y longitud. Datos de Entrada ---> Radio de una circunferencia. Proceso Datos de Salida
Área = πr^2 y Longitud = 2 πr El área y longitud de una circunferencia. Verificación del algoritmo o prueba de escritorio Una vez escrito el algoritmo es necesario asegurarse de que éste realiza las tareas para las que ha sido diseñado, y que por lo tanto produce el resultado correcto y esperado. El modo más normal de comprobar un algoritmo es mediante su ejecución manual usando datos significativos que abarquen todo el posible rango de valores y anotando en una hoja de papel los valores que van tomando en las diferentes fases, los datos de entrada o auxiliares y, por último los valores de los resultados. Este proceso se conoce como prueba del algoritmo o prueba de escritorio. Haremos una prueba de escritorio de los dos problemas anteriores: Elementos Ejercicio 01 Ejercicio 02 Datos de entrada ● r (radio) = 3 ● ¶ (pi) = 3. 14 (Solo tomaremos hasta dos decimales) ● Base = 5 ● Altura = 3 Proceso ● A = ¶ r^2 = 3. 14 x ( 3 )^2 ● L = 2¶r = 2 x 3. 14 x 3 ● A = base x altura A = 5 x 3 Datos de salida ● A = 28. 26 ● L = 18. 84
Los elementos básicos que forman parte esencial o fundamental de un algoritmo o programa son: Palabras reservadas. Identificadores. Variables. Constantes. Instrucciones. Palabras reservadas Palabras utilizadas por los algoritmos o lenguajes de programación para representar sentencias, órdenes, etc. Ejemplos: ● inicio. ● Fin. ● hacer. ● si–entonces-sino. ● mientras. ● desde.
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Son combinaciones de constantes, variables, símbolos de operación, paréntesis y nombres de funciones especiales, que cumplen determinadas reglas. Ejemplos: a + ( b * 3 ) / c 5 * a * b / ( c + d)
1. EXPRESIONES ARITMÉTICAS Son análogas a las formulas matemáticas. Las variables y constantes son numéricas (real o entera) y las operaciones son las aritméticas. Operadores Aritméticos Significado Operador Algebraico Operador Algoritmico Suma + + Resta - - Multiplicación x * División real / / División entera / div Exponenciación - ,**,^ Modulo (resto o residuo) mod Tabla 1: Operadores Aritméticos A continuación se mostrarán las equivalencias que debe conocer entre expresiones algebraicas y expresiones aritméticas. Ejemplos: RepresentaciónAlgebraica RepresentaciónAlgorítmica 12 + 19 12 + 19 a – b a - b 5 x 7 5 * 7 6 + c ( 6 / 4) + c 4 37 3 ^ 7 Reglas de prioridad Las expresiones que tienen dos o más operandos en una expresión se evalúan, en general, según el siguiente orden. 1. Las operaciones que están encerradas entre paréntesis se evalúan primero. Si existen diferentes paréntesis anidados (internos unos a otros), las expresiones más internas se evalúan primero. 2. Las operaciones aritméticas dentro de una expresión suelen seguir el siguiente orden de prioridad. a. Operador exponencial (^,↑ o bien **) b. Operadores *, /,
c. Operadores div y mod d. Operadores + , -
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Nota: En caso coincidir varios operadores de igual prioridad en una expresión o subexpresión encerrada entre paréntesis, el orden de prioridad en este caso es de izquierda a derecha. Ejemplo 1. ¿Cuál es el resultado de las siguientes expresiones? a) 15 + 9 * 2 – 6 * 2 ^ 2 b) - 8 / 4 * 6 + 3 ^ 2 * ( 10 / 5) Solución : a) 15 + 9 * 2 – 6 * 2 ^ 2 b) - 8 / 4 * 6 + 3 ^ 2 * ( 10 / 5) 15 + 9 * 2 – 6 * 4 - 8 / 4 * 6 + 3 ^ 2 * 2 15 + 18 - 24 = 9 - 8 / 4 * 6 + 9 * 2
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Operadores de Relación Significado Operador Algebraico Operador Algoritmico Menor que > < Mayor que < > Igual que = = Menor o igual que ≤ <= Mayor o igual que ≥ >= Distinto de o Diferente de
Tabla 2: Operadores de Relación Ejemplos: Si P = 7 * 2 y Q = 3 ^ 2 Expresión Lógica Resultado P > Q Verdad P < Q Falso P <> Q Verdad (P-3) = (Q+2) Verdad 15 < 14 Falso 4 + 6 = 9 Falso Para realizar comparaciones de datos tipo carácter, se requiere una secuencia de ordenación de los caracteres, similar al orden creciente o decreciente. Esta ordenación suele ser alfabética, tanto mayúsculas como minúsculas, y numérica, considerándolas de modo independiente. A continuación se mostrarán los caracteres situados en el código ASCII en orden creciente: Los caracteres que representan a los digitos. ’0’ <’1’ , ’1’ < ’2’ , ………………, ’8’ < ’9’ Las letras mayúsculas A a Z siguen el orden alfabético. ’A’ < ’B’ , ’B’ < ’C’ , ………………..., ’Y’ < ’Z’ Las letras minúsculas, siguen el mismo criterio alfabético. ’a’ < ’b’ , ’b’ < ’c’ , ………………….., ’y’ < ’z’ Nota Para tener completa seguridad en la ordenación de los caracteres, será preciso consultar el código de caracteres de su computadora, normalmente el ASCII ( American Standar Code for Information Interchange ) o bien el EBCDIC ( Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code ) utilizado en computadras IBM diferentes a los modelos PC y PS/2. Operadores lógicos Los operadores lógicos o voléanos son not (no), and (y) y or (o). Las definiciones de las operaciones no , y , o se resumen en unas tablas conocidas como las tablas de la verdad. Operador Lógico Expresión Lógica Significado no (not) no P negación de P y (and) P y Q conjunción de P y Q o (or) P o Q disyunción de P o Q Tabla 3: Operadores Lógicos
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Las tablas de la verdad son las siguientes: Operador ‘No’ Operador ‘Y’ Operador ‘O’ P no P P Q P Y Q P Q P O Q V F V V V V V V F V V F F V F V F V F F V V F F F F F F Nota: Siendo P y Q expresiones booleanas, V valor verdadero, F valor falso. Negación = not Disyunción = and Conjunción = or Ejemplos: ● ( 7 < 12) y ( 9 < 21) verdad ● ( 9 > 15) y ( 3 < 4) falso ● ( 6 = 41) o ( 13 > 8) verdad ● ( 16 > 8) o ( 2 > 5) verdad ● no ( 18 > 6 ) falso
Las operaciones que se requieren en los programas exigen en numerosas ocasiones, además de las operaciones aritméticas básicas, ya tratadas, un número determinado de operadores especiales que se denominan funciones internas , incorporadas o estándar. Por ejemplo, la función raiz2 calcula la raíz cuadrada de un número positivo, la función abs devuelve el valor absoluto de un número, la función cuadrado devuelve el valor de un número elevado al cuadrado. Existen otras funciones que se utilizan para determinar las funciones trigonométricas. La siguiente tabla recoge las funciones internas más usuales en algoritmos, siendo ‘ x ’ el argumento de la función.
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El primer objetivo de toda computadora es el manejo de la información o datos. Estos datos pueden ser las cifras de ventas de una bodega, ticket’s para un encuentro deportivo, ingreso diario de una empresa o las calificaciones de un salón de clase. Los algoritmos y programas correspondientes operan sobre datos. Los tipos de datos definen un conjunto de valores que puede almacenar una variable, junto con un conjunto de operaciones que se pueden realizar sobre esa variable. Los tipos de datos simples son los siguientes: Numéricos (enteros, reales). Lógicos (booleanos). Carácter (char, string). Datos numéricos El tipo numérico es el conjunto de los valores numéricos. Estos pueden representarse en dos formas distintas: Tipo numérico entero (int, integer) Tipo numérico real (float, double) Tipo entero Es el subconjunto finito de los números enteros, no tienen componentes fraccionarios o decimales, y pueden ser negativos o positivos. Ejemplos: 6 - 9
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN se representa en notación descomponiéndolo en grupo de tres digitos: 367 520 100 000 000 000 000 y posteriormente en forma de potencias de 10, es:
Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 16 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Símbolo Nombre Función Conector Conexión entre dos puntos del organigrama situado en páginas diferentes. Subrutina o Procedimiento Es un módulo independiente del programa principal, que recibe una entrada procedente de dicho programa, realiza una tarea determinada y regresa al terminar, al programa principal. Pantalla Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Impresora Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Teclado Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Comentario Se utiliza para añadir comentarios al programa. Tabla 1: Operadores Aritméticos Los símbolos más utilizados en un diagrama de flujo son: a. inicio/fin. b. proceso. c. decisión. d. conectores. e. entrada/salida. f. dirección del flujo. Primeralgoritmoconundiagramadeflujo Para conocer como se resuelve un problema mediante el diagrama de flujo, resolveremos un ejemplo: Ejemplo 1: El diagrama de flujo siguiente representa la resolución de nuestro primer programa que deduce el área y perímetro de un rectángulo, sabiendo que su base y altura tienen los valores 8cm y 2cm respectivamente. 01 02 05 03 06 04 07 Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 16 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Símbolo Nombre Función Conector Conexión entre dos puntos del organigrama situado en páginas diferentes. Subrutina o Procedimiento Es un módulo independiente del programa principal, que recibe una entrada procedente de dicho programa, realiza una tarea determinada y regresa al terminar, al programa principal. Pantalla Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Impresora Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Teclado Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Comentario Se utiliza para añadir comentarios al programa. Tabla 1: Operadores Aritméticos Los símbolos más utilizados en un diagrama de flujo son: a. inicio/fin. b. proceso. c. decisión. d. conectores. e. entrada/salida. f. dirección del flujo. Primeralgoritmoconundiagramadeflujo Para conocer como se resuelve un problema mediante el diagrama de flujo, resolveremos un ejemplo: Ejemplo 1: El diagrama de flujo siguiente representa la resolución de nuestro primer programa que deduce el área y perímetro de un rectángulo, sabiendo que su base y altura tienen los valores 8cm y 2cm respectivamente. 01 02 05 03 06 04 07 Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 16 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Símbolo Nombre Función Conector Conexión entre dos puntos del organigrama situado en páginas diferentes. Subrutina o Procedimiento Es un módulo independiente del programa principal, que recibe una entrada procedente de dicho programa, realiza una tarea determinada y regresa al terminar, al programa principal. Pantalla Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Impresora Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Teclado Se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo e E/S Comentario Se utiliza para añadir comentarios al programa. Tabla 1: Operadores Aritméticos Los símbolos más utilizados en un diagrama de flujo son: a. inicio/fin. b. proceso. c. decisión. d. conectores. e. entrada/salida. f. dirección del flujo. Primeralgoritmoconundiagramadeflujo Para conocer como se resuelve un problema mediante el diagrama de flujo, resolveremos un ejemplo: Ejemplo 1: El diagrama de flujo siguiente representa la resolución de nuestro primer programa que deduce el área y perímetro de un rectángulo, sabiendo que su base y altura tienen los valores 8cm y 2cm respectivamente. 01 02 05 03 06 04 07
Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN Explicación de nuestro primer algoritmo Lo primero que debemos hacer para realizar un algoritmo, es analizar el problema; reconocer las variables que representarán a los datos de entrada, dentro del proceso de cálculo y los datos de salida, que vamos a utilizar, procesar y encontrar. Análisis Para este ejemplo hemos identificado nuestras variables a trabajar: a. base = b b. altura = h c. área = a d. perímetro = p Todo algoritmo se debe comenzar con un inicio y finalizar con un fin , para ello se utilizará el símbolo terminal. Para lograr explicar con mayor claridad nuestro algoritmo, hemos incluido número de línea. Donde la explicación por línea es la siguiente: ● La línea 01, se utiliza el símbolo terminal junto con la palabra inicio que representa el comienzo del algoritmo. ● La línea 02, se utiliza el símbolo proceso donde a las variables b y h se le asignan los números 8 y 2 respectivamente. ● La línea 03, se utiliza el símbolo proceso donde primero se realiza la operación b * h y segundo, el resultado de esta operación se asigna a la variable a (área). ● La línea 04, se utiliza el símbolo conector de página , donde sirve para enlazar dos partes cualesquiera en la misma página del diagrama. Para poder enlazar los conectores podemos utilizar números o símbolos diferentes a los utilizados en el algoritmo. ● La línea 05, se utiliza el símbolo proceso donde primero se realiza la operación 2 * (b + h) y segundo, el resultado de esta operación se asigna a la variable p (perímetro). ● La línea 06, se utiliza el símbolo entrada/salida , en este caso este símbolo representa la salida de la información obtenida por el algoritmo: el área y el perímetro. ● La línea 07, se utiliza el símbolo terminal junto con la palabra fin que representa el fin del algoritmo. Nota: El diagrama de flujo nos da una idea del orden de ejecución de las actividades en el tiempo. Primero cargamos los datos de entrada, luego hacemos las operaciones necesarias y por último mostramos los resultados. Ejemplo 2: El diagrama de flujo del ejemplo anterior también se puede llevar acabo sin el uso de conectores de página o de páginas diferentes, en el siguiente diagrama se muestra cómo sería. Pero para este ejemplo haremos una variación en nuestro ejemplo. En el ejemplo 1 , los datos de la base y altura eran conocidos 8cm y 2cm. En este ejemplo los datos de la base y altura, no se conocen y se solicitan para resolver el problema; para solicitar los datos de entrada utilizaremos el símbolo entrada/salida.
Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 19 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN ● En un solo rectángulo se pueden escribir diferentes acciones. ● Un proceso puede ser un subprograma. ● La lectura del diagrama se hace de arriba hacia abajo. La forma gráfica de representar un algoritmo en diagrama estructurado o N – S es el siguiente: Primer algoritmo con un diagrama estructurado o N-S Para conocer cómo se realiza un diagrama estructurado, resolveremos el ejemplo 1 planteado en la parte de diagrama de flujo: Como se ve en la solución del ejemplo 1, en este diagrama se utilizan sólo rectángulos. Si se dan cuenta, en un diagrama estructurado existe un rectángulo de declaración de variables, donde se colocan las variables que se utilizarán en el algoritmo y a la vez también podemos inicializar variables con sus valores dados. A continuación, la solución del ejemplo 2, de la parte de diagrama de flujo: Para poner en práctica los nuevos conocimientos adquiridos, resuelvan los ejemplos 3 y 4 de la parte de diagrama de flujo. Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 19 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN ● En un solo rectángulo se pueden escribir diferentes acciones. ● Un proceso puede ser un subprograma. ● La lectura del diagrama se hace de arriba hacia abajo. La forma gráfica de representar un algoritmo en diagrama estructurado o N – S es el siguiente: Primer algoritmo con un diagrama estructurado o N-S Para conocer cómo se realiza un diagrama estructurado, resolveremos el ejemplo 1 planteado en la parte de diagrama de flujo: Como se ve en la solución del ejemplo 1, en este diagrama se utilizan sólo rectángulos. Si se dan cuenta, en un diagrama estructurado existe un rectángulo de declaración de variables, donde se colocan las variables que se utilizarán en el algoritmo y a la vez también podemos inicializar variables con sus valores dados. A continuación, la solución del ejemplo 2, de la parte de diagrama de flujo: Para poner en práctica los nuevos conocimientos adquiridos, resuelvan los ejemplos 3 y 4 de la parte de diagrama de flujo. Ing. Mirko Manrique Ronceros Página 19 de 63 Universidad Nacional del Santa Facultad de Ingeniería E.A.P. de Ingeniería de Sistemas e Informática FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN ● En un solo rectángulo se pueden escribir diferentes acciones. ● Un proceso puede ser un subprograma. ● La lectura del diagrama se hace de arriba hacia abajo. La forma gráfica de representar un algoritmo en diagrama estructurado o N – S es el siguiente: Primer algoritmo con un diagrama estructurado o N-S Para conocer cómo se realiza un diagrama estructurado, resolveremos el ejemplo 1 planteado en la parte de diagrama de flujo: Como se ve en la solución del ejemplo 1, en este diagrama se utilizan sólo rectángulos. Si se dan cuenta, en un diagrama estructurado existe un rectángulo de declaración de variables, donde se colocan las variables que se utilizarán en el algoritmo y a la vez también podemos inicializar variables con sus valores dados. A continuación, la solución del ejemplo 2, de la parte de diagrama de flujo: Para poner en práctica los nuevos conocimientos adquiridos, resuelvan los ejemplos 3 y 4 de la parte de diagrama de flujo.
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El pseudocódigo es una herramienta de programación que nació como un lenguaje en que las instrucciones se escriben en palabras similares al ingles o español, que facilitan tanto la escritura como la lectura de programas. En esencia el pseudocódigo se puede definir como un lenguaje de especificación (descripción) de algoritmos. La ventaja del pseudocódigo es que en su uso, es decir durante la planificación de un programa, el programador se puede concentrar en la lógica y en las estructuras de control, sin preocuparse por las reglas de un determinado lenguaje de programación. La escritura del pseudocódigo exige normalmente la identación (sangría en el margen izquierdo) de diferentes líneas. La línea precedida por // se denomina comentario, que viene hacer información para el programador o el lector del programa, y no realiza ninguna instrucción ejecutable. El uso de pseudocódigo se ha extendido en la comunidad hispana con términos en español como: inicio , fin , leer , escribir , si_entonces_sino , mientras , fin_mientras , etc. Estilo de escritura de algoritmos en pseudocódigo algoritmo nombre_del_programa // cabecera var // sección de declaraciones tipo_de_datos : Lista_de_identificadores const Lista_de_identificadores = valor Inicio // cuerpo del programa Instrucción 1 Instrucción 2 Instrucción 3 . . . . Instrucción n fin