Departamento de Computación Instituto de Matemáticas y Física. Universidad de Valparaíso 1 Introducción a la programación

Departamento de ComputaciónInstituto de Matemáticas y Física.

Universidad de Valparaíso

1

Introducción a la programación



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Introducción a la programación

• Los programas son escritos por programadores, es decir, seres humanos que le dicen al computador, paso a paso, exáctamente qué es lo que quieren que haga.

• La programación tiene un poco de ciencia y poco de arte, de ahí que varios programadores pueden hacer la misma tarea de diferentes formas.

• A pesar de ello, hay un número claramente identificable de pasos que siempre están involucrados en el proceso de desarrollo de programas.



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Ciclo de vida del software

• Pasos involucrados en el desarrollo de programas:– Definir el problema– Planear la solución– Construir la solución

• Codificar• Depurar• Probar

– Mantener la solución



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Definir el problema

• Identificar claramente– ¿Qué es lo que se quiere hacer?– ¿Cuáles son los objetivos a alcanzar?

• A esta actividad también se le conoce como análisis



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Planear la solución

• Aquí ya se sabe lo que se quiere hacer, pero hay que planear cómo hacerlo.

• Se requiere un plan detallado, con todas las especificaciones que guiarán los pasos siguientes.

• También se le llama Etapa de Diseño, dividida en:– Diseño Global– Diseño Detallado

• El producto final es una descripción detallada de los pasos a llevar a cabo; este conjunto de pasos se conoce como algoritmo.



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Construir la solución

• Aquí se convierte el plan en un programa computacional, con los siguientes pasos:– Codificar: traducir los algoritmos a un lenguaje de

programación

– Depurar: consiste en localizar y remover los errores que pueda contener el programa codificado.

– Probar: Se pone a prueba el programa, para ver si realmente hace lo que se quiere. Es decir, se comparan los resultados que éste arroja con los que debiera arrojar.



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Mantener la solución

• Como todo producto, un programa (o sistema) debe ser mantenido, adaptándolo a cambios del medio ambiente o agregándole nuevas capacidades que antes no tenía.

• Este conjunto de pasos permite producir programas de manera más o menos eficiente. Puede requerirse volver a alguno de los pasos anteriores en caso de errores o cambios de diseño.



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Algoritmos

• Es un conjunto finito de pasos (instrucciones) bien definidos, dispuestos en una secuencia tal que lleve a la solución de un problema específico.

• Algunos ejemplos de algoritmos son: recetas de cocina, etiquetas de envases, direcciones de amigos, mapas de ruta, etc.



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Algoritmos

• Ejemplo: Instrucciones de uso del champú en la etiqueta.– Humedezca el cabello– Aplique el champú– Frote hasta obtener abundante espuma– Enjuague– Repita



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Algoritmos

• El nivel en que presentamos un algoritmo depende de la audiencia.

• Las indicaciones de un algoritmo incluyen sentido común. Una interpretación literal del ejemplo anterior haría repetir el lavado de pelo continuamente hasta que se acabe la botella.

• Lo que en realidad quiere expresar es que “REPITA si es necesario”.



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• Los computadores interpretan sus instrucciones muy literalmente. Por esto se debe indicar los pasos en forma detallada, aún cuando un paso sea muy obvio.

• Un algoritmo es una idea abstracta, independiente de cualquier máquina que pueda ejecutarlo.

• Un programa de computador es una implementación de un algoritmo en un lenguaje de programación particular.



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Carcaterísticas de un algoritmo

• Debe realizar el proceso requerido• Ser completo, es decir, entregar los resultados en

todas las circunstancias• Ser preciso, no debe tener resultados ambiguos• Correcto• La solución debe entregarse en un número finito

de pasos• Simple y claro.



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Algoritmo del lavado de pelo

1. Humedezca el cabello

2. Aplique el champú

3. Frote hasta obtener espuma

4. Enjuague

5. Si es necesario, Ir al paso 2. Sino Ir al paso 6

6. Termine.



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• Problema:

• Tenemos datos de niños recién nacidos, entre ellos: sexo, peso, estatura y día de nacimiento. Se pide determinar el total de varones con un peso superior a 3900 kg; indicar el total de damas con una estatura mayor que 50 cm.



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• Solución:1. Tomar tarjeta2. ¿Es sexo masculino?

Si: ir a 3No: Ir a 6

3. ¿Es peso > 3900 gr.?Si: ir a 4No: ir a 8

4. Contabilizar hombre5. Ir a 86. ¿Es estatura > 50 cm?

Si: Ir a 7No: Ir a 8

7. Contabilizar mujer8. ¿Hay más fichas?

Si: Ir a 1No: Ir a 9

9. Resultados10. Fin.



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Algoritmos

• Ejercicio 1:

• Transformar una cantidad en pesos chilenos en su equivalente en dólares.



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• Ejercicio 2:

• La densidad del hombre en Kg. por litro es 0.97. El volumen de la persona se calcula con la fórmula

Volumen =peso/0.97

Haga un algoritmo que lea el peso de una persona y calcule su volumen.



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Algoritmos

• Ejemplo: Calcular las raíces de una ecuación de segundo grado ax2+bx+c=0

• Dados los valores de a,b y c => encuentre x1 y x2

• Para resolver este problema se debe seguir los siguientes pasos:



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Algoritmos– Inicio– Leer los coeficientes a, b y c.– Si a=0 la ecuación lineal, entonces se debe

calcular y escribir un aviso.– Sino, es cuadrática por lo tanto se debe calcular

las raíces con los siguientes pasos:– Calcular el discriminante (b2 - 4ac)



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Algoritmos

– Si el discriminante es negativo entonces las raíces son imaginarias, por lo tanto se debe escribir un mensaje indicándolo.

– Sino, si el discriminante es 0, entonces existe una única solución real, la cual se debe escribir.

– Sino (discriminante positivo), las raíces son reales, entonces calcular x1 y x2 según la fórmula.

– Escribir el valor de x1 y x2– Terminar.



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Diagramas de flujo

• Representación Gráfica de la lógica de un programa.

• Esta definido por un conjunto de símbolos, los cuales están conectados mediante flechas que indican el flujo de los datos.



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SIMBOLO NOMBRE SIGNIFICADO

PROCESOLleva a cabo una acción. Por ejemplo,sumar dos números y almacenar elresultado en otra variable.

DECISIONSe evalúa una condición, y, según elresultado (Verdadero o Falso), se tomauno de los caminos alternativos dados acontinuación.

ENTRADA/SALIDA

Ejecuta una operación de Entrada/Salida, entre el programa y undispositivo cualquiera.

INICIO/TERMINO

Indica el inicio o término del programa

CONECTORDE FLUJO

Permite conectar dos líneas de flujo enuna sola.

INVOCACIÓNA SUBRUTINA

Transfiere el control a una subrutina,esta es ejecutada, y luego el control esdevuelto al módulo que la invocó.

FLUJO Indica la dirección del flujo.

ACCION

CONDICIÓN

OPERACION

NOMBRESUBRUTINA



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• Con estos elementos se puede identificar:

– Qué pasos se llevan a cabo (Símbolos)

– En qué orden se ejecutan (Líneas)



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• La construcción de los diagramas se realiza utilizando los elementos antes descrito y dependerá de lo que se quiera implementar, la manera de dibujar dichos elementos, es decir se puede construir:

• secuencias• selección• iteración



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Acción 2

Acción 1

Acción 3

SECUENCIA



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Escribir ‘Ingrese un entero:’

Leer(num)

Escribe a la pantalla

Lee un valor desde el teclado

ENTRADA/SALIDA

num num+1



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acción F

condic.

acción V

FALSO VERDADERO

...

Selector

acción nacción 1 acción 2

valor nvalor 1 valor 2

SELECCION



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condic.

acción V

F

V

condic.

acción

V F

Iteración



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Condiciones

a) SI condición ENTONCES acción

FIN_SI

b) SI condición ENTONCES acción1

SINO acción2

FIN_SI

acción F

condic.

acción V

FALSO VERDADERO



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FALSO

edad>18

VERDADERO

‘Mayor’‘Menor’

SI edad>18 ENTONCES ESCRIBIR(‘Mayor’)SINO ESCRIBIR(‘Menor’)FIN_SI



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condic.

acción

V F

a) REPITA-HASTA

HACER

acción1

acción2

...

acciónN

MIENTRSA condición



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b) MIENTRAS-HACER

MIENTRAS condición HACER

acción1

acción2

...

acciónN

FIN_MIENTRAS

condic.

acción V

F

V



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Diagramas de N-S• Diagramas de Nassi - Schneiderman• Compuesto no por líneas si no por cajones uno

sobre el otro, que indican la secuencia de acciones a realizar.

• Al igual que los diagramas de flujo, es posible representar 3 acciones:

• secuencia• selección• iteración



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acción 1

acción 2

acción n

.

.

.

Secuencia



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condiciónS N

acción 1 acción 2

...valor 1 valor 2 valor n

acc 1 acc 2 acc n ...

Selector

SELECCION



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condición

acción

condición

acción

ITERACION



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Pseudolenguaje



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Pseudolenguaje

• Para escribir algoritmos de computador es conveniente usar pseudolenguaje o pseudocódigo, el cual posee sentencias precisas, tales como:– LEER

– ESCRIBIR

– SI-ENTONCES-SINO

– MIENTRAS-HACER

– REPITA-HASTA

– etc.



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Pseudolenguaje

1.- Estructura de un algoritmo en pseudolenguaje:

ALGORITMO nombre_algoritmoDECLARO

CONSTANTE nombre_const=valorVARIABLE nombre_valor: tipo_de_dato

INICIO <cuerpo del algoritmo>

FIN



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Pseudolenguaje2.- Acciones en cuerpo del algoritmo

• De entradaLEER (variable)

LEER (var1, var2, var3)

Lee desde el teclado

Escribe en la pantalla

• De salidaESCRIBIR(variable)ESCRIBIR(var1,var2,var3)ESCRIBIR(‘El resultado es’, var)

• De asignación: asocia un valor a una variablevariable valor



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Pseudolenguaje3.- Condiciones

a) SI condición ENTONCES acción

FIN_SI

b) SI condición ENTONCES acción1

SINO acción2

FIN_SI

c) SI condición ENTONCES INICIO

Acción1Acción2...AcciónN

FIN SINO INICIO

Acción1Acción2...AcciónN

FINFIN_SI



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Pseudolenguaje

a) HACER-MIENTRAS

HACER

acción1

acción2

...

acciónN

MIENTRAS condición

b) MIENTRAS-HACER

MIENTRAS condición HACER

acción1

acción2

...

acciónN

FIN_MIENTRAS

4.- Iteraciones



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Pseudolenguaje

INICIOESCRIBIR(‘Ingrese su edad:’)LEER(edad)SI edad>18 ENTONCES

ESCRIBIR(‘Es mayor de edad’)SINO

ESCRIBIR(‘Es menor de edad’)FIN_SI

FIN

Uso del SI-ENTONCES.Ejemplo 1: Hacer un algoritmo en pseudocódigo que indique si una persona es mayor o menor de edad.



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INICIOESCRIBIR(‘Ingrese un número:’)LEER(num)SI num>0 ENTOCES

ESCRIBIR(‘Es positivo’)SINO

SI num<0 ENTONCESESCRIBIR(‘Es negativo’)

SINOESCRIBIR(‘Es el neutro’)

FIN_SIFIN_SI

FIN

Ejemplo 2: Hacer un algoritmo que lea un número e indique si es positivo o negativo



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INICIO

LEER (a,b,c)

SI a=0 ENTONCES

ESCRIBIR( “Ecuación lineal, el resultado es:”, -c/b)

SINO

discriminante (b2 - 4ac).

SI discriminante < 0 ENTONCESESCRIBIR( “Las raíces son imaginarias”)

SINOSI discriminante = 0 ENTONCES

ESCRIBIR( “existe única raíz:” -b/(2*a))

SINO x1 (-b +SQRT(discriminante))/(2*a))

x2 (-b – SQRT(discriminante))/(2*a))

ESCRIBIR(“las raices son:” x1, x2) FIN_SIFIN_SI

FIN_SIFIN

Ejemplo 3: cálculo de la ecuación de 2do. grado



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PseudolenguajeUso de REPITA-HASTA

• Ejemplo 1: Haga un algoritmo que lea repetitivamente números enteros y termine cuando se ingrese el 0.

INICIOHACER

LEER(num)MIENTRAS (num<>0)

FIN



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PseudolenguajeUso de un contadorEjemplo 2: Haga una algoritmo que lea 10 números enteros y escriba en

pantalla los positivos.

INICIOi0HACERii+1LEER(num)SI num>0 ENTONCESESCRIBIR (num)FIN_SI

MIENTRAS (i<10)FIN



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Ejemplo 3: Haga un algoritmo que lea números enteros e indique cuántos positivos se ingresaron. El programa debe terminar cuando se haya ingresado 10 números positivos o cuando se haya ingresado el 0.

INICIOcont 0HACER

LEER(a)SI a>0 ENTONCEScont cont+1FIN_SI

MIENTRAS (a <> 0 AND cont <> 10)FIN

El y lógico en pseudolenguaje es

AND



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Tipos de DatosAritméticos

ENTERO : conjunto de números enterosREAL : conjunto de números reales

LógicosBOOLEANO : puede tener dos valores:

Verdadero o FalsoTexto

CARACTER : Letras: A-Z, a-zdígito: 0-9signo:’+’,’-’,’_’, etc.

STRING : Secuencia de caracteres



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• Ejemplo 1:

ALGORITMO define_edadDECLARO

edad: ENTEROINICIO

ESCRIBIR(‘Ingrese su edad:’)LEER(edad)SI edad>18 ENTONCES

ESCRIBIR(‘Es mayor de edad’)SINO

ESCRIBIR(‘Es menor de edad’)FIN_SI

FIN



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Ejemplo 2: Cálculo del perímetro de una circunferencia

ALGORITMO perimetro_cincunfDECLARO

CONSTANTE pi=3.1415VARIABLE radio,perim: real

INICIOESCRIBIR(‘ingrese el radio de la circunferencia:’)LEER(radio)perim 2 * pi * radioESCRIBIR(‘El perímetro es:’, perim)

FIN



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Ejemplo 3: Haga un algoritmo en pseudocódigo que lea nombre, edad y sexo de una persona. Si es hombre mayor de 45 años recibe un bono de $10000 pesos, si es mujer mayor de 35 recibe un bono de $20000.

ALGORITMO bonoDECLARO VARIABLES

nombre : STRINGedad : ENTEROsexo : CARACTERbono : REAL



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INICIObono 0LEER(nombre, edad, sexo)SI edad>45 AND sexo=‘M’ ENTONCES

bono10000SINO

SI edad>35 AND sexo=‘F’ ENTONCESbono 20000FIN_SI

FIN_SIESCRIBIR(nombre, ‘recibe: $’, bono)

FIN



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OperadoresAritméticos

Símbolo Significado Operandos Resultado

+ Adición enteros,reales Entero, real

- Sustracción Enteros, reales Entero, real

* multiplicación Enteros, reales Entero, real

/ división Enteros, reales Cuociente real

DIV división enteros Cuociente de la división entera

MOD división enteros Resto de la división entera



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Operadores


= Igualdad

aritmético lógico<> Desigualdad

< Menor que

<= Menor o igual que

> Mayor que

>= Mayor o igual que

Relacionales



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Operadores


AND ‘y’ lógico

lógicos lógicoOR ‘o’ lógico

NOT negación

Lógicos ( o booleanos)



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Tablas de verdadV AND V V

V F F

F V F

F F F

V OR V V

V F V

F V V

F F F

NOT V F

F V



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Precedencia

NOT 1 (mayor)

* / div mod AND 2

+ - OR 3

= <> > >= < <= 4

Ejemplo:1. 4+ 5*8 Primero se desarrolla el producto (5*8),

porque * tiene mayor precedencia que +.2. a/b/c Se interpreta como (a/b)/c. Cuando los

operadores tienen la misma precedencia se desarrolla de izquierda a derecha.



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Ejemplo: Un algoritmo tiene las siguientes declaraciones

DECLAROa, b, c : ENTEROx,y : REALs : STRINGletra : CARACTERsigo : BOOLEANO

Diga se las siguientes instrucciones son correctas o falsas:1.- c x*y FALSA2.- c a/b FALSA3.- sigo ‘FALSO’ FALSA4.- letra ’3’ VERDADERA5.- a x MOD b FALSA



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EjercicosEvaluar las siguientes expresiones aritméticas:1. 2 * 3 + 4 * 52. 15 DIV 4 * 43. 15 DIV ( 4 * 4 )4. 8 MOD 3 DIV 25. 2 + 3 * 4 - 56. 80 / 5 / 37. 4 / 2 * 38. -x + y / z = (-x) + (y / z)9. (8 + 7 >= 15) AND (4 < 5) OR (3 < 2 + 4)10. x <= y OR y > x



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Ejercicios

• Se tienen 3 variables booleanas a, b y ca Falsob Verdaderoc Verdadero

• Determine el valor de b para las siguientes asignaciones

1. b (a<>c) OR (a>=c)2. b a OR NOT b OR c3. b (a<b) AND (c OR a)



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Programación

• Programación Modular– Existe complejidad en los problemas que se

manejan comúnmente, por lo tanto se usa la sentencia… “Dividir para Vencer”, es decir dividir el problemas en subproblemas mas simples de enfrentar, para hacer esto existe la programación modular.

– Exige uso de abstracción.



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Programación



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Sea un curso de 30 alumnos con 4 notas semestrales (25%c/u), de las cuales tres son certámenes y una tarea. Paratomar en cuenta las tareas, el alumno deberá tener a lomenos un 4.5 de promedio en los certámenes. Además, lanota de la tarea podrá exceder en, a lo más, 1.5 puntos alpromedio de los certámenes para ser considerada. Se pidecalcular el promedio semestral de cada alumno y del cursocompleto. Además, se quiere saber el nombre y elpromedio del alumno de mejor y peor rendimiento. Paracada alumno se tienen los siguientes datos:

EJEMPLO



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NombreCertamen 1Certamen 2Certamen 3Tarea

INICIALIZAR variablesPARA cada alumnoHACER

LEER datos alumnoCALCULAR promedio alumnoDETERMINAR situación académica del alumnoSUMAR promedio alumnoDETERMINAR si es el mejor o peor promedio

CALCULAR y ESCRIBIR resultados

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