PDF de programación - Lenguaje de Diseño - Primera parte - Resolución de Problemas y Algoritmos

Lenguaje de Diseño

Primera Parte

Resolución de Problemas y Algoritmos
Ing. En Informática e Ing. En Computación

Primer Cuatrimestre 2017

1



Lenguajes Algorítmicos



Los algoritmos pueden describirse, en mayor o menor detalle,
utilizando diversos lenguajes: Lenguajes Algorítmicos.

Considerando la forma en que describen un proceso, se pueden
categorizar en:
Lenguaje Gráfico: permite expresar la representación gráfica de
las operaciones que realiza un algoritmo (ejemplo: diagrama de
flujo).

Lenguaje No Gráfico: Representa en forma descriptiva las
operaciones que debe realizar un algoritmo. (ejemplo: L.
TIMBA – Lenguaje de Diseño)

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Etapas en el proceso de resolver un problema:



1- Comprender el problema:



4 Descomposición del problema.



2- Concebir un plan: Definir una abstracción


4 Determinar un algoritmo.
4 Codificar ese algoritmo.

Timba


3- Ejecutar el plan:
4 Comprobar cada uno de los pasos.
4 Énfasis en la habilidad de ejecutar el plan
trazado y no en realizar los cálculos en sí.



4- Visión Retrospectiva: perfeccionar la solución


4 Ejecutar el algoritmo bosquejado.
4 Corregir (depurar) el algoritmo.



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No obstante:

El algoritmo expresado en el lenguaje del problema NO es comprensible para la entidad
procesadora (COMPUTADORA).



Deben traducirse las acciones a un conjunto de instrucciones elementales entendibles por

dicha entidad procesador (CODIFICAR).


CODIFICAR las acciones en el lenguaje que entiende la computadora.

Acción de codificar = PROGRAMACIÓN.

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN.

Inconvenientes:


4 Complejo.
4 Alto nivel de detalle.
4 Específico.

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Proceso de resolución de un problema:


Algoritmo

Lenguaje del Problema

Codificación

Lenguaje de Programación

Lenguaje del Problema

Codificación

Se redefine:


Algoritmo

Objetivo:



Lenguaje de Diseño

Lenguaje de Programación

4 Complementar el proceso de resolución.
4 Ofrecer una visión global del proceso.
4 Independizarse de cualquier procesador especifico.
4 Simplificar la tarea de codificación.

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Lenguaje de Diseño vs

Lenguaje de Programación



El objetivo fundamental de un lenguaje de diseño es ser
comprensible para las personas que van a interpretar los
algoritmos escritos en él.

El fin último de un lenguaje de programación es ser
comprensible por la computadora que va a ejecutar el
programa.

Lo primero a considerar en el proceso de resolución de
problemas es la formalización de su ambiente.
Donde se definen un conjunto de reglas que permitirán
describir, con precisión y sin ambigüedad, los objetos del
universo de un problema.


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Variable

Atributos

Funcionalidad

Lenguaje de Diseño



Nombre

Tipo de Datos

Almacena un dato temporalmente

Es posible cambiar su contenido
durante el ciclo de vida de un
proceso

Una constante es un objeto cuyo valor no puede cambiar

Por ejemplo

t3 – al objeto NUMERO lo inicializo con el valor 1

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Tipos de datos primitivos

Lenguaje de Diseño



El tipo entero, consiste de un conjunto finito de valores de los números
enteros. La cardinalidad de este conjunto es la del conjunto de los
enteros.

El tipo real, consiste de un conjunto finito de valores de los números
reales. La cardinalidad de este conjunto es la del conjunto de los reales.

El tipo lógico, también llamado tipo booleano, es el conjunto de los
valores de verdad: VERDADERO y FALSO.

El tipo caracter es el conjunto finito y “ordenado” de caracteres que el
procesador puede reconocer.

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Tipos de datos primitivos

Lenguaje de Diseño



El tipo caracter es el conjunto finito y “ordenado” de caracteres que el
procesador puede reconocer.

² las letras mayúsculas del abecedario .
² las letras minúsculas del abecedario.
² los dígitos decimales del 0...9.
² el caracter de espacio blanco, caracteres especiales tales como: *, +, -, _, /,
(, ), , , , $, ^, %, $, < ,>, “, .

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Variables



Lenguaje de Diseño



Toda variable debe definirse indicando el tipo de valores que la misma puede

tomar.

<nombre de varible> [, <nombre de variable>]* : <tipo>

Por ejemplo

t1 – definir el objeto NUMERO del tipo entero

NUMERO : entero

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Por ejemplo

Lenguaje de Diseño



t1 – definir los objetos NUMERO, POTENCIA del tipo entero

NUMERO, POTENCIA: entero

Un procesador debe ser capaz de manipular los objetos del ambiente de un
algoritmo.



Debe poder realizar cálculos



Expresan con EXPRESIONES

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Expresiones



Tipos:



Lenguaje de Diseño



Aritméticas.

Lógicas.

Relacionales.

Las expresiones están conformadas por Operandos y Operadores.


Expresiones Aritméticas:



Operador

+
-
*
/
↑
//

Significado
suma
resta
producto
división
potencia
resto

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Lenguaje de Diseño



Significado
potenciación (se aplica
de derecha a izquierda)
Multiplicación, división
y resto (se aplican de
izquierda a derecha)
suma y resta (se aplican
de izquierda a derecha)



1
2

3

Ejemplo 1:

Expresiones Aritméticas

Orden de evaluación (precedencia) :

Orden de precedencia

Operadores



↑

*, /

, //

+, -

8 + 7 * 3 + 4 * 5 * 4

8 +

21

20

*

4

29

+

80

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Expresiones Aritméticas

Orden de evaluación (precedencia) :

Orden de precedencia

Operadores



Lenguaje de Diseño



Significado
potenciación (se aplica
de derecha a izquierda)
Multiplicación, división
y resto (se aplican de
izquierda a derecha)
suma y resta (se aplican
de izquierda a derecha)

↑

*, /

, //

+, -

1
2

3

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Sentencia de Asignación

Lenguaje de Diseño



Por ejemplo



t31 - dar a AGREGO el valor 1



Asignación Aritmética:



<nombre de varible> <valor constante>

←

AGREGO ← 1

La acción AGREGO ← 1 significa asignar a la variable de nombre AGREGO, el
valor 1.

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Sentencia de Asignación

Lenguaje de Diseño



Por ejemplo

A ← B



La acción A ← B significa dar a la variable de nombre A, el valor de la variable B.

6
A

7
A

7
B

7
B

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Sentencia de Asignación

Lenguaje de Diseño



Por ejemplo

SUM ← 3.5 + 4.0 * (-7.2)



E

La acción SUM ← E, siendo E una expresión, significa dar a la variable de nombre
A, el resultado de la evaluación de la expresión E.

3.5 + 4.0 * (-7.2) = -25.3

-25.3
SUM

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Sentencia de Asignación

Lenguaje de Diseño



Por ejemplo

A ← A + X



La acción A ← A + X, siendo X un valor constante, significa incrementar en X el
valor de A y guardarlo en la variable A.

X= 1.0

5.6
A

6.6
A

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Ejemplo

Lenguaje de Diseño



Enunciado: dados dos números enteros
positivos, digamos m y n, encontrar el
algoritmo que determine la potencia n-ésima de
m. Con n > 1.
Procesador: computadora.

Acciones primitivas:

4 Dar un valor a un objeto.
4 Calcular la suma de dos números.
4 Calcular el producto de dos números.
4 conjunto repetitivo de acciones expresado:
Mientras <condición> Hacer
<acciones-primitivas>

Repetir.

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Variables



Análisis del problema:
•  Si se tiene que m representa el valor 4 y n representa el
valor 3, entonces se calcula: 43 = 4 x 4 x 4 = 64.
•  Si se tiene que m representa el valor 2 y n representa el
valor 6, entonces se calcula:


26 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64.

mn = m x m x … x m


Generalizando



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Variables

n veces se repite m

Si mn = m x m x … x m



mn =

(mn-1 x m)

(mn-2 x m)

(mn-3 x m)

(m2 x m)

(m x m)

•  Cuantas veces se realizó la operación?
•  Cada operación es igual a la anterior?

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Realizar: 83

83 = 8 x 8 x 8
3

índice de la potencia

2

Número de veces
que se realizó la
multiplicación

8
8 x 81

8 x 82

83

Variables

Número a multiplicar
(base de la potencia)

Cálculo previo a ser
reutilizado

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Variables

Determinación de las variables que contienen información necesaria:
1- objeto conteniendo el entero positivo al cual se le
calcula la potencia (base de la potencia).
2- objeto conteniendo el entero positivo que indica la
potencia (exponente de la potencia).
3- objeto que determine cuantas multiplicaciones se deben
realizar.
4- objeto que mantenga los cálculos