Programacion con Python, Apuntes de Informática

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NOCIONES DE

PROGRAMACIÓN

Parte I

Pensamiento computacional

Dividir un problema grande en problemas más pequeños, que pueden ser trabajados individualmente. Estos sub-problemas pueden ser:

Descomposición de problemas

Problemas secuenciales: sub problemas que se resuelven siguiendo cierto orden en las soluciones encontradas. Problemas paralelos: sub problemas que pueden resolverse simultáneamente. Dentro de los métodos de la descomposición tenemos: Análisis: proceso de descomponer un problema en partes más pequeñas. Síntesis: proceso de combinar las soluciones a los subproblemas para resolver el problema más grande.

Ahora pasemos a aplicar la descomposición de problemas en los problemas planteados anteriormente. Una de las técnicas más sencillas, usadas para la descomposición de problemas, es hacernos preguntas acerca de porciones más pequeñas del problema que necesitaremos responder para poder llegar a la solución final.

Problema 1

Algunas de las preguntas que nos podemos hacer respecto al primer problema planteado son ¿Cómo llegaremos al destino? ¿Cuál será la hora de salida y vuelta? ¿Qué actividades realizaremos? ¿Qué comida y bebida llevaremos?

Problema 2

Algunas de las preguntas que nos podemos hacer respecto al segundo problema planteado son ¿Cuáles son los números que se encuentran en la lista? ¿Cuántos son los números? ¿Cuál es su suma? ¿Los números son enteros o decimales? Realiza el ejercicio de pensar en otras preguntas que podrían ser significativas para ambos problemas, escríbelas y tenlas a la mano, ya que resultarán útiles en el camino a encontrar y formular la solución.

Ejercicios prácticos:

Ejercicio 1

Dos pescadores poseen dos barcos, llamados "Jala 1" y "Jala 2". Cada barco puede contener una carga máxima de 300 kg. Los pescadores reciben barriles llenos de peces para transportar. En cada barril hay un número que muestra qué tan pesado es el barril en kilogramos. Debe asegurarse de que ninguno de los botes esté sobrecargado.

Pregunta

¿Cómo deben cargarse ambos barcos para llevar la carga máxima posible de peces? En este caso, ¿Cuál es el objetivo? Necesitamos llenar dos barcos con una carga máxima de 300 kg. El primer paso debería ser identificar que barriles nos permiten alcanzar un peso de 300 kg, si encontramos esto, debemos identificar los siguientes que nos permiten alcanzar otros 300 kg o el peso más cercano a este. Tenemos las siguientes opciones: A. 280 y 530 B. 300 y 300 C. 300 y 290 D. 230 y 240

Un ejemplo común de reconocimiento de patrones en la vida cotidiana es cuando aprendemos a conducir. Al principio, tenemos que pensar mucho en cada pequeña acción que tomamos, como poner el pie en el acelerador, cambiar de marcha o usar los frenos. Pero con el tiempo, nuestro cerebro comienza a reconocer patrones en las acciones que tomamos y comienza a automatizarlas, haciendo que la conducción sea mucho más fácil y fluida.

Problema 1

Basándonos en experiencias previas o similares, podemos encontrar patrones que nos permitan afrontar el problema con mayor facilidad: Es conveniente viajar en auto propio, ya que la hora de salida y vuelta dependerá de la familia y no de una persona externa. Si se prevé realizar juegos recreativos e ingresar a la piscina, es conveniente partir temprano para aprovechar parte del día y la tarde antes de retornar. En cuanto a la alimentación y bebida, lo mejor es ser prácticos y llevar suplementos fáciles de preparar que no requieran cocinarse. A continuación, presentamos diferentes criterios que fueron considerados para reconocer patrones en cada uno de los problemas propuestos.

Problema 2

Basándonos en lo aprendido durante los años del colegio, identificamos que el cálculo del promedio siempre sigue el mismo patrón: Sumar todos los valores Dividir la suma por la cantidad de números Este patrón se aplica independientemente de la cantidad de números en la lista o el tipo de números que sean (enteros, decimales, etc). ¿Puedes reconocer algún otro patrón que nos facilite la resolución de los problemas planteados?

Ejercicios prácticos:

Ejercicio 1

La imagen siguiente se codificó utilizando un método particular. El código obtenido para cada línea se muestra a la derecha y consta de una secuencia de letras. Desafortunadamente, se ha perdido el código correspondiente a la tercera línea.

¿Cuál es la secuencia de caracteres correspondiente a la tercera línea? A. aobobicio B. bocibo C. bodiao D. oociaio Si analizamos el código obtenido podemos que está compuesto por la misma cantidad de duplas, como secciones tenga la línea; cada dupla está compuesta por dos letras, la primera representa la letra que corresponda en el abecedario, y la segunda representa la letra que forma la sección, por ejemplo si tenemos la siguiente línea: xooxxxx, tenemos tres secciones, que son: x: en este caso a ser una sola x esta representa la letra a; por ende la dupla correspondiente a esta sección es: ax

1. oo: en este tenemos dos o, que representarían hasta la letra b; por tanto, la dupla es: bo
2. xxxx: por último, esta sección representaría hasta la letra d; dando como dupla: dx dando como resultado final el código: axbodx

Ejercicio 2

Pablo ordena la siguiente secuencia de números, de menor a mayor, usando un procedimiento particular que se ejecuta por etapas. Los números que debe ordenar son: 5, 4, 7, 2, 0, 3, 6, 1. No sabemos bien qué método usa, solo sabemos cómo procede en las primeras 3 fases y lo hace de la siguiente manera: Para poder resolver cuál es el procedimiento que Pablo usa para ordenar los números podemos analizar las últimas 2 fases (fase 2 y fase 3).

Pregunta

bx co bx Si analizamos detenidamente, los números se van ordenando de dos en dos, e intercambiando posiciones de ser necesario antes de analizar los siguientes dos números, por tanto, el proceso para llegar de la fase 2 a la fase 3, luce de la siguiente forma:

1. Tomamos los números 4 y 2.
2. Nos preguntamos, ¿4 es mayor a 2? Al ser la repuesta si intercambiamos las posiciones, quedando la secuencia de la siguiente manera: 2,4,0,3,5,1,6,7.

1. Los siguientes números a analizar serían 4 y 0. En la tabla podemos ver el proceso de comparación.

¿Cómo se verá la secuencia en una cuarta fase? A. 0, 2, 3, 1, 4, 5, 6, 7 B. 0, 2, 3, 4, 1, 5, 6, 7 C. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 D. 0, 2, 1, 3, 4, 5, 6, 7

Pregunta

Si comenzamos desde A y seguimos la secuencia 3 1 3 2 3, ¿dónde terminaremos?

Pregunta

En la Ciudad Circular, el software de navegación de los GPS es un poco diferente, y no da las mismas instrucciones que cualquier otro. Estos aparatos no saben decir “En la siguiente rotonda, tome la cuarta salida” o “En la siguiente rotonda, tome la primera salida.”

Ejercicio 2

Los GPS de esta ciudad nos proporcionan sólo una secuencia de números como respuesta de navegación. Así por ejemplo, para dar una indicación diría solamente "4 1 2". El conductor entonces, debería interpretar que en la siguiente rotonda, deberá tomar la cuarta salida, luego la primera y por último la segunda. A. C B. D C. A D. B Un algoritmo es un objeto de comunicación compuesto por un conjunto finito de instrucciones, que especifican una secuencia de operaciones a realizar en determinado orden para resolver un problema. Un algoritmo puede representarse de varias formas, como un gráfico, un texto con órdenes, etc. El pensamiento algorítmico se aplica cuando existen problemas similares que deben ser resueltos periódicamente, se analizan en conjunto y se desarrolla una solución general que puede ser aplicada cada vez que ocurre determinado problema.

Definición de Algoritmos

Problema 1

Un algoritmo para el primer problema planteado tomando en cuenta la información recopilada en los pilares anteriores podría ser Asegurarse de que el auto está en condiciones para viajar (Realizar mantenimiento)

1. Cargar combustible suficiente para el viaje
   1. Comprar alimentos y bebidas de fácil preparación
   2. Preparar indumentaria para juegos recreativos
2. Definir horario y lugar de encuentro para la partida
3. Definir horario y lugar de encuentro para el retorno

¿Cuál es la secuencia de ocho instrucciones, que el robot debe repetir 4 veces , para poder escapar?

Pregunta

Problema 2

A continuación se muestran los pasos a seguir para calcular el promedio de una lista de números

1. Recolectar los números de la lista: [3, 5, 1, 7, 4]
2. Sumar los números: 3 + 5 + 1 + 7 + 4 = 20
3. Contar la cantidad de números de la lista: 5
4. Dividir la suma total por la cantidad de números: 20 / 5 = 4
5. Resultado: El promedio de la lista de números es 4

Ejercicios prácticos:

Ayuda al robot verde a salir del laberinto. Ordena las flechas para formar un conjunto de instrucciones que le permitan escapar. El robot repetirá estas instrucciones 4 veces.

Ejercicio 1

Realiza el ejercicio de pensar en otros algoritmos que podrían solucionar los problemas planteados, ¿encuentras algún otro paso que puede resultar útil en la resolución de estos problemas? Un empleado de aeropuerto está cargando valijas en una cinta transportadora en movimiento. Después de colocar una valija, siempre coloca la siguiente valija en el tercer lugar vacío que aparece. Se detiene cuando las cinco valijas están en la cinta transportadora.

Ejercicio 2

A. DDAABBAA B. BBAADDAA C. DDCCAABB D. CCAADDBB

¿Cómo se ve la cinta transportadora con las 5 valijas equipaje?

Pregunta