Algoritmos

Algoritmos: Conjunto de instrucciones para resolver un problema o ejecutar una tarea. También se define como el conjunto de pasos ordenados, finitos y precisos que conducen a la resolución de un problema.

Propiedades de un algoritmo

• Finitos: El algoritmo se debe terminar en algún momento; debe tener fin.
• Preciso: Las instrucciones del algoritmo siempre deben ser claras y no deben dejar duda o confusión respecto a los pasos a seguir. Debe tener una serie de pasos organizados y, preferiblemente, numerados.
• Definido: Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez.
• Eficiencia: La solución del problema debe lograrse utilizando el mínimo posible de pasos, datos, tiempo y recursos.

Un algoritmo está formado por tres partes

1. Entrada: Son los datos que se necesitan para solucionar el problema o para obtener el resultado de un algoritmo. Es decir, son los datos que se requieren para procesar un problema.
2. Proceso: Son los cálculos u operaciones que se deben realizar para llegar al resultado.
3. Salida: Es lo que pide el problema como resultado. Es decir, son los resultados obtenidos al procesar datos.

Variables y constantes

Variables: Son zonas de memoria que guardan datos que pueden cambiar durante la ejecución de un programa o un algoritmo.

Constantes: Son zonas de memoria que guardan datos que no cambian durante la ejecución de un programa o algoritmo.

Tipos de problemas

Según el flujo de las instrucciones, los problemas pueden clasificarse en:

Problemas secuenciales

Problemas secuenciales: Se les conoce porque las instrucciones del algoritmo siguen una secuencia lineal numerada y se ejecutan una después de la otra en orden de arriba hacia abajo.

Selectivos o condicionales

Selectivos o condicionales: Son los problemas en los que las instrucciones del algoritmo se ejecutan previa comprobación del cumplimiento de una condición.

• Simples
• Compuestos

Repetitivos o ciclos

Repetitivos o ciclos: Son aquellos en cuya solución es necesario utilizar un mismo conjunto de acciones que se puedan ejecutar una cantidad específica de veces.

• Simples
• Compuestos
• Múltiples

Programa y lenguaje de programación

Programa: Es una lista de instrucciones que la computadora debe seguir para procesar datos y convertirlos en información. Las instrucciones se componen de enunciados usados en lenguajes de programación como Visual Basic, Java, C#, etc.

Lenguaje de programación: Es un conjunto de símbolos junto a un conjunto de reglas para combinar dichos símbolos que se usan para expresar programas.

Una vez que la solución de un problema ha sido expresada mediante un algoritmo, el paso siguiente es convertirlo a programa, para lo cual se elige un lenguaje de programación. De modo que un programa resulta ser la implementación de un algoritmo en un determinado lenguaje de programación. Esto significa, por otro lado, que un algoritmo es independiente del lenguaje de programación.

PROBLEMA -> ALGORITMO -> PROGRAMA

Diagrama de flujo

Diagrama de flujo: Es la representación gráfica de un algoritmo. Un diagrama de flujo debe hacerse porque resulta más fácil entender dibujos que texto puro, sobre todo cuando el algoritmo tiende a hacerse grande.

Sugerencias para desarrollar un diagrama de flujo

• Debe indicar dónde empieza y dónde termina.
• Se debe hacer de arriba a abajo y de izquierda a derecha.
• Debe ser claro y bien presentado.
• No deben quedar líneas sin conectar.
• Se debe entender el problema que se está realizando.

Metodología para la solución de un problema por computadora

La solución de un problema por computadora requiere siete pasos, que son los siguientes:

1. Definición del problema
2. Análisis de la solución
3. Diseño de la solución
4. Codificación
5. Prueba y depuración
6. Documentación
7. Mantenimiento

1. Definición del problema

Es el enunciado del problema, el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por completo el problema: saber qué se desea que realice la computadora. Mientras esto no se conozca del todo, no tiene sentido continuar con el siguiente paso.

2. Análisis de la solución

Consiste en establecer una serie de preguntas acerca de lo que establece el problema, para poder determinar la solución.

3. Diseño de la solución

Una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (diagrama de flujo o pseudocódigo), en el cual se da la serie de pasos ordenados que proporcionan un método explícito para la solución del problema.

4. Codificación

Consiste en escribir la solución del problema (de acuerdo al algoritmo) en una serie de instrucciones detalladas en un código reconocible por la computadora; es decir, en un lenguaje de programación.

5. Prueba y depuración

La prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución del programa. La depuración consiste en eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores.

6. Documentación

Es la guía o comunicación escrita que sirve como ayuda para usar un programa o facilitar futuras modificaciones.

7. Mantenimiento

Se lleva a cabo después de terminado el programa, cuando se ha estado trabajando un tiempo y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación al programa para que siga funcionando correctamente. Para realizar esta función, el programa debe estar debidamente documentado, lo cual facilitará la tarea.

Etapa de Excel

Tipos de operadores

Operadores aritméticos

Para ejecutar las operaciones matemáticas básicas como suma, resta o multiplicación, combinar números y generar resultados numéricos, utilice los siguientes operadores aritméticos.

Operadores de comparación

Se pueden comparar dos valores con los siguientes operadores. Cuando se comparan dos valores utilizando estos operadores, el resultado es un valor lógico: VERDADERO o FALSO.

Operador de concatenación de texto

Utilice el signo & para unir o concatenar una o varias cadenas de texto con el fin de generar un solo elemento de texto.

Operadores de referencia

Combine rangos de celdas para los cálculos con los siguientes operadores.

Explicación de sintaxis de fórmulas de Excel

SUMA (Rango).- Determina la suma de todos los valores del rango. Probablemente sea la función más usada. Por ejemplo, en el cálculo de totales en facturas, presupuestos y en cualquier otro tipo de trabajo.

Ejemplos:

• SUMA(A1:B5;C8) .- Suma los valores del rango A1 a B5 y el C8.
• SUMA(5;6;12;A5) .- Suma los números 5, 6, 12 y el contenido en A5.

PRODUCTO(Rango).- Calcula la multiplicación de todos los valores del rango. El uso de esta función es escaso, ya que las veces en las que hay que multiplicar muchos números entre sí son pocas. Para multiplicar dos o más factores se usa el operador de multiplicación.

Ejemplos:

• PRODUCTO(A4;B4) .- Multiplica el valor de la celda A4 por el de la B4. Es equivalente a A4*B4, mucho más común.
• PRODUCTO(A1:B5) .- Multiplica los valores de las celdas de la A1 a la B5.

PROMEDIO(Rango).- Calcula la media aritmética de un rango de valores, es decir, suma todos los valores del rango y lo divide entre el número de éstos.

Ejemplos:

• PROMEDIO(A1:B5) .- Media aritmética de los valores de las celdas de la A1 a la B5.
• PROMEDIO(5;A4;7) .- Media aritmética de 5, 7 y el valor de A4.

RCUAD(valor) .- Devuelve la raíz cuadrada de un número.

Ejemplos:

• RCUAD(25) .- Calcula la raíz cuadrada de 25.
• RCUAD(D4) .- Calcula la raíz cuadrada del valor de la celda D4.

POTENCIA(base; exponente) .- Determina la potencia de base elevado a exponente.

Ejemplos:

• POTENCIA(5;3) .- Calcula 5 al cubo, o sea, 5³.
• POTENCIA(A1;A2) .- Calcula el valor de A1 elevado a A2: A1^A2.

Sintaxis

Entrega el resultado de la suma de los valores contenidos en las celdas especificadas en el argumento de la función.

Ejemplo:

La fórmula en la celda B7:
=SUMA(B2:B5)

La fórmula en la celda C7:
=SUMA(C2:C5)

La fórmula en la celda C9:
=SUMA(B7;C7)

Elementos de la función en Excel:

• Nombre de la función: SUMA es el nombre de la función; siempre está escrita en mayúsculas. Si se escribe en minúsculas, Excel la convierte a mayúsculas al terminar de introducir la fórmula.
• Paréntesis: (…..) Toda función de Excel tiene un paréntesis que abre y otro que cierra. En fórmulas avanzadas a veces es difícil determinar cuántos paréntesis hay que incluir y dónde cerrarlos.
• Argumentos: Los argumentos válidos pueden ser:
  • Una referencia a una celda: Ejemplo: B7.
  • Varias celdas separadas: Ejemplo: C5;E5;G5.
  • Un rango: Ejemplo: A1:A10.
  • Una constante: Ejemplo: 5.
  • Operaciones: Ejemplo: 3*6.
  • Otra función: A esto se le nombra funciones anidadas (nested).
• Separadores: Sirven para separar los argumentos. El separador que se utiliza cambia de acuerdo con la configuración regional de la computadora. En el panel de control están las opciones regionales y de lenguaje. Para el caso de México, el separador es punto y coma (;) y para el caso de EE. UU. es la coma (,).

Sintaxis de la función SUMA

La sintaxis de una función indica la forma correcta en que deben estar colocados sus elementos.

A partir de la versión de Excel 2003, al introducir una función aparece la herramienta de visualización, que es un cuadro de diálogo (generalmente amarillo) que muestra la sintaxis de la función. Esta herramienta es muy útil al introducir funciones, en especial cuando no estamos familiarizados con ellas o en fórmulas complejas. Ayuda a identificar qué argumento estamos introduciendo.

• SUMA(número1; [número2]; …)

Otras funciones en Excel

Una vez comprendida la función SUMA, se pueden utilizar algunas otras funciones. Se aplican igual y contienen el mismo tipo de argumentos:

Conceptos básicos de la hoja de cálculo

• Fila: Espacios horizontales de la hoja de cálculo.
• Celda: Intersección de una columna con una fila.
• Cuadro de nombres: Muestra el nombre de la celda activa.
• Columna: Espacios verticales en la hoja de cálculo.
• Barra de fórmulas: Muestra contenido de la celda activa.
• Controlador de relleno: Punto negro en la esquina inferior derecha de la celda activa.
• Etiquetas: Identifican a las hojas de cálculo.
• Rango de celdas: Cuando se selecciona más de una celda.
• Referencia de celda: Conjunto de coordenadas que ocupa una celda en una hoja de cálculo.
• Referencia relativa: Se basa en la posición relativa de la celda que contiene la fórmula.
• Referencia absoluta: Celda en una ubicación específica.

Conceptos de Karel

El espacio en donde se desarrollan las acciones de Karel el robot se denomina mundo, y consta de calles (filas) y avenidas (columnas).

Intersecciones: Las esquinas que se forman en los cruces entre calles y avenidas.

Karel el robot está representado por una flecha azul que se programa para que haga recorridos y acciones a través de las calles y avenidas.

En estos recorridos puede recoger objetos denominados zumbadores y guardarlos en su mochila.

Muros: Son objetos que se pueden colocar en el mundo de Karel para limitar y bloquear su paso a través de las calles y avenidas.

Zumbadores: Son marcas representadas por números que se encuentran en las intersecciones del mundo.

Comandos básicos de Karel

1. Iniciar-programa
2. Inicia ejecución
3. Apágate;
4. Termina ejecución
5. Finalizar-programa

Procedimiento para crear un programa en Karel (laberinto) y ver cómo funciona

1. Crear el mundo de Karel.
2. Crear el programa de Karel.
3. Compilar.
4. Ejecutar.
5. Correr.

Estructuras de control

• Si / entonces
• Si / entonces / sino
• Repetir / veces
• Mientras / hacer

Software educativo

Tipos de software educativo:

Algorítmico

Aprendizaje vía transmisión.

Tipos:

• Sistemas tutoriales
• Libros electrónicos
• Sistemas entrenadores

Heurísticos

Se descubre el conocimiento interactuando.

Tipos:

• Juegos educativos
• Sistemas expertos
• Sistemas tutoriales inteligentes