Diseñas y elaboras algoritmos para la solución de problemas :V

ALGORITMO

Algoritmo

un conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución de un problema. Método y notación en las distintas fórmulas del cálculo. El algoritmo constituye un método para resolver un problema mediante una secuencia de pasos a seguir. Dicha secuencia puede ser expresada en forma de diagrama de flujo con el fin de seguirlo de una forma más sencilla.

De acuerdo con el concepto anterior, el algoritmo podría estar incluido en la definición de programa de ordenador de la Ley de Propiedad Intelectual (TRLPI), al referirse a éste como toda secuencia de instrucciones o indicaciones destinadas a ser utilizadas, directa o indirectamente, en un sistema informático para realizar una función o una tarea o para obtener un resultado determinado, cualquiera que fuere su forma de expresión y fijación. Sin embargo, ciertas características de los algoritmos hacen que no puedan ser calificados como programas de ordenador. (Ver recuadro) La consecuencia de estas características es la exclusión del algoritmo del ámbito de protección del derecho de autor, en la medida en que éste constituye una idea, un método de cálculo o una función, afectado por el artículo 96.4 del TRLPI.

Por otro lado, Preámbulo de la Directiva 91/250/CEE de 1991 sobre la protección jurídica de los programas de ordenador establece que: "en la medida en que la lógica, los algoritmos y los lenguajes de programación abarquen ideas y principios, estos últimos no estarán protegidos con arreglo a la presente Directiva." 
Además, en un Memorandum de 1994 de la OMPI (WIPO) Organización Mundial de la Propiedad Intelectual, se manifestaba: "Es perfectamente cierto que el derecho de autor no protege los algoritmos, sino únicamente las expresiones concretas de los mismos. Precisamente por eso, el derecho de autor puede ofrecer una protección apropiada a los programas de ordenador, sin crear obstáculos infranqueables a la creación independiente de nuevos programas".

CARACTERISTICAS DE LOS ALGORITMOS

Un algoritmo, además de ser una secuencia de acciones lógicas que hay que realizar para completar un procesotambien requieren cumplir con las 5 condiociones siguiente:

1.- Finitud. Un algoritmo debe terminar en un número finito de pasos-

2.- Definitividad. Cada paso del algoritmo debe definirse de modo preciso; las acciones a realizar deben de estar especificadas rigurosamente y sin ambiguuedad para cada caso.

3.- Entrada. Un algoritmo tiene cero o mas entradas. Esto es las cantidades de datos de inicio se generan en el mismo algoritmo o se conocen previamente.

4.- Salida. Un algoritmo tiene una o más salidas. Es decir, hay datos o cantidades al término del algoritmo que tiene una relación especifica con los datos o conatidades de entrada.

5.- Efectividad. El algoritmo debe de ser efectivo. Esto significa que todad las operaciones deben ser suficientemente sencillas para poder en principio ser realizadas de modo exacto y en un tiempo finito por un procesador.

PROBLEMA

Se refiere a una determinada cuestion o asunto que requiere de una solucion. Se trata de algun asunto en particular, que en el momento que se solucione aportara beneficios.

METODOLOGIA DE LA SOLUCIÔN

La solucion de un problema requierede cinco pasos, cada uno dependiente de los anteriores, lo cual indica que se trata de un proceso complementario y por lo tanto cada paso exige  el mismo cuidado para su elaboracion

1.-IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Consiste en tener una vision muy general de lo que trata el problema.

2.-PLANTAMIENTO DE ALTERNATIVAS DE SOLUCION

Devemos analizarlo y pensar en diferentes formas de resolverlo

3.-ELECCION DE UNA ALTERNATIVA

Pensar la alternativa que mas nos convenga

4.-DESARROLO DE LA SOLUCION

Se trata de dar solucion al problema, a traves del empleo de algoritmos

5.-EVALUACION DE LA SOLUCION

Consiste en verificar si el resultado es el esperado, si la solucion fue la correcta o bien existe otra forma de realizarlo mas sencilla

DEFINICION DEL PROBLEMA

En esta seccion se debe redactar  en forma clara y precisa el problema

DISEÑO DE LA SOLUCION O PROPUESTA DE SOLUCION

Una vez definido  y analizado el problema se  procede a la creacion del metodo el cual consiste  en una serie de pasos ordenados que nos proporcione un algoritmo explicito para su solucion

PRUEBA DE ESCRITORIO

Es seguir uno a uno los pasos, verificando que se llegue siempre a resultados validos. y en caso de encontrar error es necesario revisar el procesodesde su definicion

CODIFICACION

Consiste en escribir la solucion del problema es una serie de instruccion detalladas en un codigo reconocible por la computadora; es decir en un lenguaje  de programacion

PRUEBA DE DEPURACION

Es el proceso de identificar  los errores que se presenten durante la ejecucion del programa; es conveniente que cuando se pruebe un programa se tome en cuenta los siguientes puntos:
1.-Trata de iniciar la prueba con una mentalidad saboteadora
2.-sospechr de todos los resultados que arrojel la solucion
3.-Considerar todas las situaciones posibles, normales y anormales

PUNTOS IMPORTANTES A CONSIDERAR

1.- Para los errores de sintaxis:
*Leer todos los mensajes de error
*Usar las estructuras definidas en el lenguaje
*Repetir el proceso hasta que no aya mas mensajes
*En caso de error lógico revisar nuestra propuesta de solucion
*Si es nesesario usar visores temporales

DEBE DE SER:

Preciso:Debe tener instrucciones claras

Definido: Si se sigue mas de una vez, siempre nos condice al mismo resultado.

Finito: cuenta con un determinado numero de pasos con un inicio y un fin.

DIAGRAMAS DE FLUJO

El diagrama de flujo o diagrama de actividades es la representación gráfica del algoritmo o proceso. Se utiliza en disciplinas como programación, economía,procesos industriales y psicología cognitiva.

En Lenguaje Unificado de Modelado (UML), un diagrama de actividades representa los flujos de trabajo paso a paso de negocio y operacionales de los componentes en un sistema. Un diagrama de actividades muestra el flujo de control general.

En SysML el diagrama de actividades ha sido extendido para indicar flujos entre pasos que mueven elementos físicos (p.ej., gasolina) o energía (p.ej., presión). Los cambios adicionales permiten al diagrama soportar mejor flujos de comportamiento y datos continuos.

Estos diagramas utilizan símbolos con significados definidos que representan los pasos del algoritmo, y representan el flujo de ejecución mediante flechas que conectan los puntos de inicio y de fin de proceso.

VENTAJAS DE LOS DIAGRAMAS  DE FLUJO

Favorecen la compresión del proceso a través de mostrarlo como un dibujo. El cerebro humano reconoce fácilmente los dibujos.
Permiten identificarlos problemas y las oportunidades de mejora del proceso.se identifican los pasos redundantes, los flujos de los re-procesos, los conflictos de autoridad, las responsabilidades, los cuellos de botella y los puntos de decisión.
Muestran las interfaces cliente proveedor y las transacciones que en ellas se realiza.

Aqui esta un ejemplo de un diagrama de flujo:

REGLAS DE ALGORITMOS

Realizaremos el ejercicio:

1. Hacemos el primer algoritmo que es muy similar al que hicimos anteriormente  para señalar como el numero finito de pasos puede tener una entrada (problema) en una salida (solución).

2. Los pasos para hacer un algoritmo son muy similares a los de la metodología de la solución de un problema.

3. 

S

 e destacan en lo importante de la informática ya que permiten representar datos de una secuencia.

Crear un gráfico SmartArt

Un elemento gráfico SmartArt es una representación visual de la información que puede crear de manera rápida y fácil, con la opción de eligir entre diferentes diseños, para comunicar mensajes o ideas. Para ver un vídeo de un usuario creando gráficos SmartArt, vaya a Vídeo de la comunidad: Agregar ilustraciones con SmartArt. 

Información general sobre la creación de elementos gráficos SmartArt

Gran parte del contenido que se crea mediante los programas de 2007 Microsoft Office system es textual. No obstante, el uso de ilustraciones mejora la forma de entender y de recordar un texto, además de motivar más al lector para realizar alguna acción. Crear ilustraciones de aspecto profesional puede ser un reto, especialmente si el usuario no es un profesional del diseño o no se puede permitir contratar a uno. Si usa versiones anteriores de Microsoft Office, puede perder gran cantidad de tiempo en conseguir que las formas tengan el mismo tamaño y estén correctamente alineadas. También necesitará tiempo para conseguir que el texto tenga el aspecto adecuado y en aplicar formato manualmente a las formas para que se adapten al estilo general del documento en lugar de centrarse en el contenido. Con la nueva función denominada gráficos SmartArt de versión de 2007 Office, además de con otras funciones nuevas, como los temas, podrá crear ilustraciones de aspecto profesional mediante pocos clics.

Puede crear un gráfico SmartArt en Microsoft Office Excel 2007, Microsoft Office PowerPoint 2007, Microsoft Office Word 2007 o en un mensaje de correo electrónico en Microsoft Office Outlook 2007. Aunque los gráficos SmartArt no se pueden crear en otros programas de versión de 2007 Office, puede copiarlos y pegarlos como imágenes en dichos programas.

Solo se aplica a Microsoft Office PowerPoint 2007

Como las presentaciones de Office PowerPoint 2007 suelen contener listas con viñetas en las diapositivas, puede convertir el texto de la diapositiva en un elemento gráfico SmartArt de forma rápida. También es posible agregar animación a dicho elemento gráfico SmartArt en las presentaciones de Office PowerPoint 2007.

Al crear un gráfico SmartArt, se le pide al usuario que elija un tipo, que puede ser: Proceso, Jerarquía, Ciclo o Relación. Un tipo es similar a una categoría de gráfico SmartArt y cada tipo contiene varios diseños diferentes. Una vez elegido el diseño resulta fácil cambiar el diseño del gráfico SmartArt. Gran parte del texto, así como otro contenido, los colores, los estilos, los efectos y el formato de texto se transfieren automáticamente al nuevo diseño.

Una vez seleccionado un diseño aparece un texto de marcador de posición (por ejemplo, [Texto]) para que pueda ver el aspecto del gráfico SmartArt. El texto de marcador de posición no está impreso ni se muestra durante una presentación con diapositivas. Sin embargo, las formas siempre se muestran y se imprimen a menos que las elimine. Puede sustituir el texto de marcador de posición por su propio contenido.

A medida que agregue contenido al panel de texto o lo edite, el elemento gráfico SmartArt se actualizará automáticamente (las formas se agregarán o se quitarán según sea necesario).

También puede agregar formas al elemento gráfico SmartArt o quitarlas para ajustar la estructura del diseño. Por ejemplo, aunque el diseño Proceso básico aparezca con tres formas, es posible que su proceso solo necesite dos formas o que necesite cinco. A medida que agregue o quite formas y edite el texto, la disposición de las formas y la cantidad de texto que contengan se actualizará automáticamente, manteniendo el diseño y el borde originales del diseño del elemento gráfico SmartArt.

Para que el elemento gráfico SmartArt cuente con un aspecto profesional, aplíquele un estilo SmartArt.

Crear un elemento gráfico SmartArt y agregarle texto

1. En la pestaña Insertar, en el grupo Ilustraciones, haga clic en SmartArt.
   
2. En el cuadro de diálogo Elegir un gráfico SmartArt, haga clic en el tipo y en el diseño que desea.
3. Escriba el texto mediante uno de estos procedimientos:
   • Haga clic en [Texto] en el panel de texto y, a continuación, escriba el texto.
   • Copie texto desde otra ubicación o programa, haga clic en [Texto] en el panel de texto y, a continuación, pegue el texto.
     NOTAS: 
     • Si el panel de texto no está visible, haga clic en el control.
       
     • Para agregar texto en una posición arbitraria cerca o encima del elemento gráfico SmartArt, en la pestaña Insertaren el grupo Texto, haga clic en Cuadro de texto para insertar un cuadro de texto. Si desea que aparezca solo el texto del cuadro de texto, haga clic con el botón secundario en el cuadro de texto, después haga clic en Formato de forma o Formato de cuadro de texto y a continuación configure el cuadro de texto para que no tenga color de fondo ni borde.
   • Haga clic en un cuadro en el elemento gráfico SmartArt y luego escriba el texto. Para obtener los mejores resultados, use esta opción después de agregar todos los cuadros que desee.

ROBOT KAREL

Programar un ordenador en un lenguaje como JAVA, requiere un secuenciamiento preciso de los pasos, uno detrás de otro, escogiendo qué pasos hay que seguir en cada caso, y controlando la repetición de ciertos pasos, en el proceso de resolución de un problema. Aunque esta precisión se requiere para las operaciones sin razonamiento de las computadoras, es extraña a los humanos. Los humanos somos mucho menos rígidos en nuestro comportamiento y podemos retroceder elegantemente si nuestros pasos no parecen llevar a la consecución de un objetivo. Debido a que son diferentes las habilidades de las computadoras y lo humanos, expresar la solución de un problema en instrucciones que una computadora puede seguir está comprobado que es difícil para mucha gente. Para conocer estos conceptos, nosotros empezaremos programando el Robot Karel. Karel es una herramienta de aprendizaje que presenta los conceptos de una forma visual, lo cual es menos abstracto que programar en un lenguaje como JAVA o C. El Robot Karel fue introducido por Richard Pattis en su libro Karel the Robot: A Gentle Introduction to the Art of Programming with Pascal, John Wiley & Sons, Inc., 1981. Aunque el lenguaje por default es Pascal, también se puede programar en JAVA. 

Nosotros programaremos Karel, un Robot simple que vive en un mundo simple. Debido a que Karel y su mundo son simulados, ¡nosotros podemos realmente ver los resultados de un programa en acción ! El lenguaje con el que programaremos Karel es una versión especial de JAVA, por lo tanto, la mayor parte de lo que aprendamos, podrá ser aplicado directamente al lenguaje de programación estándar JAVA.

El mundo de Karel

Karel puede orientarse en una de las cuatro direcciones: Este, Oeste, Norte y Sur. Sólo gira 90º cada vez, por tanto no puede orientarse hacia en NordEste, por ejemplo. En el mundo de Karel, las calles van de Este a Oeste, y son numeradas comenzando por 1. No hay números de calle igual a 0 o negativos. Las avenidas van de Norte a Sur, y también están numeradas empezando por 1. Tampoco hay números de avenida igual a 0 o negativos. Se le llama esquina a la intersección de una calle con una avenida. Karel va de una esquina a la siguiente en un solo movimiento.    Ejecuta el programa Karel.exe de la carpeta KarelOMI . Se iniciará el simulador del Robot. Ahora deberías ver la ventana de abajo .

Esta ventana muestra las calles y avenidas que usa Karel para desplazarse. Primero debemos inicializar (o crear) el mundo que Karel va a ocupar. La idea es que puedas introducir algunos elementos en el mundo inicial de Karel.
Puedes colocar y quitar muros en el Norte, Sur, Este u Oeste del cursor dando click con el botón izquierdo del ratón en la intersección de las calles correspondientes. Los muros que limitan las calles y avenidas no se pueden quitar, éstos son los que previenen que Karel se salga del mundo.   Prueba a introducir algunos muros para ver que aspecto tienen.
Otro elemento de interés en el mundo de Karel son los zumbadores. Un zumbador es una forma de marca que Karel puede escuchar sólo cuando se encuentra en la misma esquina que el zumbador. Karel tiene una mochila que puede utilizar para poner los zumbadores que vaya cogiendo. También puede hacer lo contrario, es decir, sacar los zumbadores de su mochila y depositarlos en las esquinas por las que va pasando. Puedes ajustar el número inicial de zumbadores en cada esquina dando click con el botón derecho del ratón en la calle deseada y seleccionando el número de zumbadores deseados (para colocar entre 10 y 99 zumbadores, selecciona la opción N zumbadores y escribe el número deseado).
Prueba a poner algunos zumbadores para ver como se visualizan en el mundo. Crea el mundo inicial que se muestra a continuación. Dado que hemos realizado todo el trabajo necesario para crear un mundo para Karel, ¡vamos a guardarlo ! Pulsa sobre el botón Guardar, ve a tu directorio particular y guarda el mundo como “NuevoMundo.mdo”
Finalmente, ¡Karel tiene su sitio en el mundo! Mueve el cursor del ratón hacia la esquina de la Avenida 15 y Calle 1 y da click con el botón derecho del mouse, situa el puntero del ratón en la opción "Situar a Karel" y elige "Orientado al Oeste". Ahora deberías visualizar el mundo de abajo. Haz de nuevo click sobre el botón "Guardar" , para almacenar los cambios.

Programando Karel

Antes de poder empezar, necesitamos dar a Karel un programa (serie de instrucciones)  a seguir. Después de todo, ¡es sólo un Robot!. Pulsa sobre la pestaña   "Programa" Ahora deberías ver una ventana con el aspecto de esta de abajo. La zona que está vacía es donde escribiremos y veremos el programa de Karel.

El lenguaje por default es Pascal, para programar en JAVA, selecciona la opción que viene a la izquierda de los botones. Ahora pulsa en el botón "Nuevo ".   Un esqueleto del programa será creado automáticamente. Se creará un programa inicial. Este programa inicial contiene los comandos básicos que son necesarios en cada programa. Ahora deberías ver una ventana como la siguiente.
Date cuenta de que el programa anterior sólo le dice a Karel que se apague. Antes de apagarlo, vamos a mandarle algunas tareas.   La orden  "move" le dice a Karel que se mueva hacia adelante una esquina. Escribe "move();" antes de"turnoff();" . Date cuenta de que el punto y coma se usa para separar órdenes (tal como en JAVA). Ahora pulsa el botón "Compilar". Si no has cometido ningún error, tu programa tendrás el aspecto del de la ventana siguiente:
Pulsa la pestaña de Ejecutar, y después haz click en el botón Inicializar . (Ejecutar inicia la ejecución (correr) de nuestro programa. Al Inicializar, se muestra el mundo que habíamos creado previamente (NuevoMundo.mdo)). Ahora deberías ver la ventana de abajo (asumiendo que el fichero “NuevoMundo.mdo” que creaste está todavía abierto. Si no, pulsa en la pestaña “Mundo”, y pulsando en el botón “Abrir”, selecciona el fichero “NuevoMundo.mdo” que guardaste en el punto anterior).
Cuando des click en adelante podrás darte cuenta que la instrucción "move();" se colorea de rojo. En este punto haz click en “Adelante” para que Karel realice esa primera orden del programa. ¡Wow, Karel se ha movido solo ! Date cuenta que la instrucción en rojo ahora es "turnoff();". Haz click sobre “Adelante”de nuevo. Ahora el programa terminará correctamente. Si quieres probarlo otra vez, antes tendrás que pulsar sobre el botón "Inicializar".
  Ejercicio 1 : Escribe un programa de Karel para que se mueva a la esquina de la 1ª Calle con la 1ª Avenida y se desconecte, asumiendo que empieza en la esquina de la Calle 15 y la Avenida 15 con orientación hacia el Oeste. Guarda el programa con el nombre “primerPrograma.txt”. Como mundo utiliza el guardado anteriormente con el nombre “NuevoMundo.mdo”.

Comandos básicos de Karel

Hay cinco comandos básicos para Karel, estos son:

1. move()                      (avanza una esquina)
2. turnleft()             (gira a la izquierda)
3. pickbeeper()          (coge un zumbador)
4. putbeeper()           (deja un zumpador)
5. turnoff()                     (desconéctate)

SECUENCIAS CONTROL DE KAREL

Sentencias de Control de KAREL Las sentencias de control se usan para elegir qué hacer, y/o cuantas veces hacerlo. Sin embargo, por si solos no causan que ocurra algo. Simplemente controlan la ejecución de otras sentencias o fragmentos de código. 
A continuación se lista una serie de sentencias de control de Karel:
 • Si/Entonces 
• repite/Nº de veces 
• Si/Entonces/Sino 
• Mientras/Hacer