La pregunta de la unidad

En la Unidad I aprendimos qué es un algoritmo. En la Unidad II aprendimos a representar la información que utiliza.

Las etapas de la metodología

3.1   Importancia de la aplicación de técnicas y herramientas metodológicas
3.2   Etapas de la metodología
      3.2.1 Descripción del problema
      3.2.2 Análisis del problema
      3.2.3 Estrategias de solución
      3.2.4 Técnicas de análisis
      3.2.5 Desarrollo de la solución algorítmica (pseudocódigo)
      3.2.6 Depuración y plan de pruebas
      3.2.7 Documentación

Al final de la unidad integrarás las siete etapas en una propuesta algorítmica completa.

Ruta de la unidad

Cada tema puede requerir una o varias sesiones de clase.

Cómo trabajaremos cada tema

Recuperación → Explicación → Ejemplo → Ejercicio guiado → Práctica → Revisión → Tarea

Propósito del tema

Introducir la idea de solución algorítmica y distinguir entre:

Algoritmo y programa no son lo mismo

Características de una solución algorítmica

¿Por qué seguir una metodología?

Del problema a la solución

Problema
   ↓  3.2.1  ¿Qué se pide resolver?
   ↓  3.2.2  ¿Qué datos intervienen y qué resultados se esperan?
   ↓  3.2.3  ¿Qué estrategia conviene utilizar?
   ↓  3.2.4  ¿Cómo se divide el problema y qué casos existen?
   ↓  3.2.5  ¿Cómo se representa la solución?
   ↓  3.2.6  ¿Funciona? ¿Qué debe corregirse?
   ↓  3.2.7  ¿Otra persona puede comprenderla?
Solución algorítmica confiable

Actividad del tema

El grupo identificará, a partir de una situación cotidiana:

• la situación problemática
• el resultado esperado
• la información necesaria
• el procedimiento general

Cierre del tema

• Evidencia: registro de la actividad guiada.
• Tarea: no se asigna tarea formal en este tema.

Siguiente tema: 3.2.1 Descripción del problema.

Propósito del tema

Expresar un problema de manera clara, completa y sin ambigüedades, identificando qué se pide resolver.

¿Qué contiene una descripción del problema?

La descripción del problema es la descripción clara de la situación que debe resolverse y del resultado que se espera obtener.

Características de una buena descripción

Ejemplo: describir un problema

Una tienda desea obtener el importe total de una compra a partir del precio de un producto y la cantidad de unidades adquiridas.

Hoja de trabajo · 1. Definición del problema

Actividades del tema

Se registra en la hoja de trabajo, sección 1. Definición del problema.

Cierre del tema

• Evidencia: descripción formal del problema.

Siguiente tema: 3.2.2 Análisis del problema.

Propósito del tema

Distinguir entre la información de entrada, la información conocida y los resultados esperados de un problema.

Elementos del análisis

Tres preguntas para analizar

¿Qué información debe proporcionar el usuario?     → datos de entrada
¿Qué información ya proporciona el problema?       → datos conocidos
¿Qué información debe producir la solución?        → resultados esperados

Actividad guiada · Datos de entrada y resultados

Una tienda desea obtener el importe total de una compra a partir del precio de un producto y la cantidad de unidades adquiridas.

Hoja de trabajo · 2. Análisis

2.1 Datos de entrada

2.2 Resultados esperados

No desarrolles el pseudocódigo.

Actividad guiada · 2.5 Restricciones

Después de identificar los datos, preguntamos:

• ¿Qué valores no tendrían sentido para el precio?
• ¿La cantidad de unidades puede tener parte decimal?
• ¿Puede ser cero?

Actividad guiada · Datos conocidos y no conocidos

Una empresa desea calcular el salario semanal de un trabajador a partir del número de horas trabajadas y el pago correspondiente a cada hora. La empresa establece que el pago por hora es de 85.00 unidades monetarias.

Clasificación: dato conocido, dato de entrada o resultado esperado.

Revisión del tema

• ¿Qué información debe proporcionar el usuario en cada problema?
• ¿Qué información calcula el algoritmo?
• ¿Por qué el pago por hora no debe solicitarse al usuario?

Cierre del tema

• Tarea: no se asigna tarea formal en este tema.

Siguiente tema: convertir esa información en datos que el algoritmo pueda utilizar.

Propósito del tema

Definir correctamente los elementos de información que utilizará un algoritmo.

¿Dónde estamos en la metodología?

3.2.1 Descripción del problema
3.2.2 Análisis del problema        ← estamos aquí
3.2.3 Estrategias de solución
3.2.4 Técnicas de análisis
3.2.5 Desarrollo de la solución algorítmica (pseudocódigo)
3.2.6 Depuración y plan de pruebas
3.2.7 Documentación

En el tema anterior identificamos datos de entrada, datos conocidos y resultados esperados.

Recuperación: lo que ya conoces de la Unidad II

Tipos de datos de la Unidad III

¿Variable o constante?

Pregunta clave: ¿el valor puede cambiar durante la ejecución del algoritmo?

Convenciones para identificadores

Reglas de un buen identificador

Un identificador debe:

• comenzar con una letra
• ser descriptivo
• evitar abreviaturas innecesarias
• no contener espacios
• no utilizar palabras reservadas
• respetar la convención de su categoría

Ejemplo: del análisis a los datos

Retomamos el salario semanal de un trabajador: el pago por hora (85.00) es un dato conocido, las horas trabajadas son un dato de entrada y el salario semanal es el resultado esperado.

Hoja de trabajo · 3. Diseño de los datos

El procedimiento que aplicaremos

Información del problema
        ↓
¿Dato conocido, dato de entrada o resultado?
        ↓
¿Variable o constante?
        ↓
¿Qué tipo de dato le corresponde?
        ↓
¿Qué identificador lo describe mejor?

Práctica 1 · Clasificación de tipos de datos

Un sistema requiere almacenar el nombre de un estudiante, su edad, su promedio, la cantidad de materias inscritas y si tiene derecho a presentar una evaluación extraordinaria.

Qué debes hacer: asignar a cada identificador uno de los cinco tipos de la unidad y justificar tu elección en una frase.

Trabajo individual · 10 minutos · No desarrolles el pseudocódigo.

Revisión · Clasificación de tipos de datos

Comparte tu tabla con un compañero y verifiquen:

• ¿Cada identificador tiene un solo tipo de dato?
• ¿Utilizaron únicamente ENTERO, REAL, CADENA, CARACTER o LOGICO?
• ¿La justificación se basa en la naturaleza de la información?

Práctica 2 · Definición de variables y constantes

Una empresa desea calcular el importe total de una compra.

• El precio unitario y la cantidad de productos los proporciona el usuario.
• La tasa de impuesto es del 16 % y permanece constante.
• El algoritmo calcula el subtotal y el importe total.

Qué debes hacer: para cada elemento, define

Trabajo individual · 15 minutos · No desarrolles el pseudocódigo completo.

Revisión · Definición de variables y constantes

Verifica tu propia tabla:

• ☐ Identifiqué una constante y la escribí en SCREAMING_SNAKE_CASE.
• ☐ Escribí las variables en camelCase.
• ☐ Cada identificador describe la información que representa.
• ☐ No utilicé abreviaturas innecesarias.
• ☐ Cada tipo de dato corresponde a la naturaleza del dato.

Errores frecuentes

Tarea · Selección de identificadores

Qué debes hacer: proponer un identificador y un tipo de dato para cada elemento de un sistema académico (cuatro variables y una constante) y verificar que cada identificador cumple las reglas vistas hoy.

Criterios con los que se revisará la tarea

• ☐ Los identificadores son descriptivos.
• ☐ Las variables utilizan camelCase.
• ☐ La constante utiliza SCREAMING_SNAKE_CASE.
• ☐ Los identificadores no contienen espacios.
• ☐ Los identificadores no utilizan caracteres especiales.
• ☐ Los identificadores permiten reconocer la información que representan.

Síntesis

Análisis del problema
        ↓
Dato conocido / dato de entrada / resultado
        ↓
Variable o constante
        ↓
Tipo de dato
        ↓
Identificador

Siguiente tema

3.2.3 Estrategias de solución

Con el problema descrito y sus datos definidos, compararemos diferentes formas de resolverlo y justificaremos cuál conviene utilizar.

En la etapa 3.2.5 utilizarás estos identificadores para escribir el pseudocódigo de la solución.

Propósito del tema

Comprender que un problema puede abordarse mediante diferentes estrategias y que la elección debe justificarse.

Un problema, varias estrategias

Una vez descrito el problema y definidos sus datos, puede haber más de una forma de llegar al resultado.

Para elegir, comparamos características observables:

Comparar con criterios, no con preferencias

Instrumento: ficha de comparación

Actividad guiada · Comparación de dos algoritmos

Ambos algoritmos deben calcular el área de un rectángulo con base 8 y altura 5.

Inicio
    REAL base = 8
    REAL altura = 5
    REAL area = base * altura
    Mostrar area
Fin

Inicio
    REAL a = 8
    REAL b = 5
    REAL c = a * b
    Mostrar c
Fin

Ficha de comparación · Comparación y análisis

Diferencias principales: ¿por qué un identificador puede facilitar la comprensión?

Análisis: ¿ambas soluciones producen el mismo resultado? ☐ Sí ☐ No ☐ No se puede determinar

Tarea · Comparación de estrategias de solución

Qué debes hacer: comparar dos estrategias para calcular el costo total de cinco productos (una suma directa y una acumulación en la variable total) y explicar la diferencia principal entre ellas.

Cierre del tema

Siguiente tema: 3.2.4 Técnicas de análisis.

Propósito del tema

Aplicar técnicas que permiten precisar la estrategia elegida antes de escribir el pseudocódigo.

Descomposición

Un subproblema es una parte del problema que puede analizarse o resolverse de manera independiente dentro de la solución general.

Para cada subproblema se determina:

Actividad guiada · Descomposición de un problema

Una tienda calcula el importe de una compra de un solo producto (cantidad de unidades y precio unitario) y después aplica un descuento del 10 %. Debe mostrar el importe antes del descuento, el descuento aplicado y el total a pagar.

Después escribimos, en lenguaje natural, el orden en que deben resolverse. No se escribe pseudocódigo.

Identificación de casos

Un caso es una situación particular que puede presentarse durante la ejecución y que puede requerir un comportamiento diferente.

Para identificar casos se eligen valores:

• por debajo de un límite
• exactamente en el límite
• por encima del límite

Actividad guiada · Identificación de casos

Una universidad determina la situación académica de un estudiante a partir de su calificación final (entero de 0 a 100). Se considera aprobado con una calificación mayor o igual que 60.

Debe incluir: un valor inferior a 60, el valor 60 y un valor superior a 60.

Pregunta final: ¿qué condición permite distinguir los dos resultados posibles?

Revisión del tema

• ¿Qué subproblema debe resolverse primero en la descomposición? ¿Por qué?
• ¿Por qué es indispensable probar el valor 60 en la identificación de casos?
• ¿Qué pasaría con un valor fuera del rango 0–100?

Cierre del tema

• Tarea: no se asigna tarea formal en este tema.

Siguiente tema: 3.2.5 Desarrollo de la solución algorítmica (pseudocódigo).

Propósito del tema

Construir una representación algorítmica estructurada utilizando la notación definida para la unidad.

Tres representaciones del mismo algoritmo

Problema → Análisis → Pseudocódigo → Diagrama de flujo → Traducción a PSeInt → Ejecución → Prueba y depuración

Estructura de un algoritmo

Inicio
    Declaraciones      → constantes y variables con su tipo
    Entrada            → datos que proporciona el usuario
    Procesamiento      → asignaciones y operaciones
    Salida             → resultados que se muestran
Fin

Todo algoritmo comienza con Inicio y termina con Fin. La indentación muestra la estructura.

Notación de la unidad

Tipos: ENTERO, REAL, CADENA, CARACTER, LOGICO.

Qué no se utiliza

No se utilizan instrucciones de lenguajes de programación ni de herramientas específicas:

scanf    printf    cin    cout    System.out.println    console.log

Tampoco Leer, Escribir, Definir, Algoritmo ni otras construcciones propias de PSeInt: pertenecen a la traducción, no al pseudocódigo.

Asignación

area = (base * altura) / 2

1. Se evalúa la expresión de la derecha.
2. El resultado se almacena en el identificador de la izquierda.

Se usan paréntesis para hacer explícito el orden de evaluación cuando exista posibilidad de ambigüedad.

Hoja de trabajo · 1. Definición del problema

Desarrolla un algoritmo que calcule el área de un triángulo a partir de su base y su altura.

Hoja de trabajo · 2. Análisis

Hoja de trabajo · 3. Diseño de los datos

Hoja de trabajo · 4. Algoritmo en lenguaje natural

1. Solicitar la base.
2. Solicitar la altura.
3. Calcular el área: multiplicar la base por la altura y dividir entre 2.
4. Mostrar el área.

Hoja de trabajo · 4. Algoritmo en pseudocódigo

Inicio

    ENTERO DIVISOR_AREA_TRIANGULO = 2

    REAL base
    REAL altura
    REAL area

    Mostrar "Ingrese la base:"
    Entrada: base

    Mostrar "Ingrese la altura:"
    Entrada: altura

    area = (base * altura) / DIVISOR_AREA_TRIANGULO

    Mostrar "El área del triángulo es:", area

Fin

Símbolos del diagrama de flujo

• Las declaraciones sin valor (REAL base) no se representan.
• Una constante con valor (DIVISOR_AREA_TRIANGULO = 2) se representa con un proceso.
• Cada Entrada: es un paralelogramo (entrada).
• Cada Mostrar es un símbolo de pantalla (salida), también los mensajes antes de una entrada.

Área de un triángulo: diagrama de flujo

Cada símbolo corresponde a una instrucción del pseudocódigo, en el mismo orden. El conector A solo continúa el dibujo en la segunda columna.

Área de un triángulo: traducción a PSeInt

Algoritmo AreaTriangulo
    Definir DIVISOR_AREA_TRIANGULO Como Entero
    Definir base, altura, area Como Real
    DIVISOR_AREA_TRIANGULO = 2
    Escribir "Ingrese la base:"
    Leer base
    Escribir "Ingrese la altura:"
    Leer altura
    area = (base * altura) / DIVISOR_AREA_TRIANGULO
    Escribir "El área del triángulo es: ", area
FinAlgoritmo

Se conservan los identificadores y el orden. Solo cambia la sintaxis: Inicio/Fin → Algoritmo/FinAlgoritmo, Entrada: → Leer, Mostrar → Escribir, declaración → Definir. La asignación = se escribe igual.

En PSeInt utiliza el perfil Flexible.

Área de un triángulo: ejecución en PSeInt

Caso normal (base = 10, altura = 6):

Ingrese la base:
> 10
Ingrese la altura:
> 6
El área del triángulo es: 30

Hoja de trabajo · 5. Prueba

Actividad guiada · Área de un rectángulo

Desarrolla un algoritmo que calcule el área de un rectángulo a partir de su base y su altura.

Construimos juntos la hoja de trabajo, en orden:

1. Definición del problema
2. Análisis: datos de entrada, resultados, datos conocidos, proceso y restricciones
3. Diseño de los datos: constantes y variables
4. Algoritmo: lenguaje natural y pseudocódigo
5. Prueba con los casos:

Actividad guiada · De lenguaje natural a pseudocódigo

Un algoritmo debe calcular el perímetro de un rectángulo. El usuario proporciona la base y la altura. El algoritmo calcula el perímetro multiplicando por dos la suma de la base y la altura. Finalmente muestra el perímetro.

Ficha de transformación · 3. Elementos identificados

Después se escribe el pseudocódigo completo y se verifica que conserva la misma secuencia.

Práctica · Promedio de tres calificaciones

Desarrolla un algoritmo que calcule el promedio de tres calificaciones de un estudiante.

• Cada calificación está entre 0 y 100, inclusive.
• Realiza el análisis y desarrolla el pseudocódigo.
• Comprueba tu solución:

Instrumento: hoja de trabajo · Trabajo individual.

Práctica · Pseudocódigo a diagrama de flujo

Representa cada pseudocódigo mediante un diagrama de flujo.

Reglas:

• Usa los símbolos vistos: terminal, entrada, salida en pantalla, proceso y línea de flujo.
• Las declaraciones sin valor no se representan.
• Conserva exactamente los identificadores y el orden de las instrucciones.
• No agregues decisiones, repeticiones ni operaciones inexistentes.

Evidencia: diagrama de flujo · Instrumento: ficha de transformación, con el pseudocódigo como representación de origen.

Tareas del tema

Entrega: la fecha y el medio los indica el profesor.

Cierre del tema

Siguiente tema: 3.2.6 ¿Cómo sabemos que el algoritmo funciona?

Propósito del tema

Verificar que un algoritmo produzca los resultados esperados y detectar errores antes de considerarlo terminado.

Resultado esperado y resultado obtenido

Plan de pruebas

Un plan de pruebas reúne los casos con los que se verificará la solución. Como mínimo incluye:

Cómo se realiza un trazado

1. Registra el valor inicial de cada identificador.
2. Ejecuta las instrucciones en orden, una por una.
3. Después de cada instrucción que modifica un valor, anota el nuevo valor.
4. Determina qué se muestra al final.

Instrumento: ficha de trazado.

Actividad guiada · Trazado de una secuencia de operaciones

Ficha de trazado · Algoritmo a analizar:

Inicio
    REAL precio = 50
    ENTERO cantidad = 3
    REAL subtotal = precio * cantidad
    REAL descuento = 20
    REAL total = subtotal - descuento
    Mostrar total
Fin

2. Trazado paso a paso

3. Resultado de la ejecución: ¿qué valor se muestra al finalizar? · 4. Explicación: ¿qué hace el algoritmo?

Cómo se depura

Comportamiento esperado → Prueba → Localizar el error → Explicar la causa → Corregir → Volver a probar

No basta con indicar que algo está mal: se explica qué ocurre, por qué ocurre y cómo se corrige.

Instrumento: ficha de depuración.

Actividad guiada · Corrección de tipos de datos

Ficha de depuración · 1. Problema: el algoritmo debe almacenar el nombre de un estudiante, su edad y su promedio.

Inicio
    ENTERO nombreEstudiante = "Carlos"
    CADENA edad = 19
    ENTERO promedio = 87.5

    Mostrar nombreEstudiante
    Mostrar edad
    Mostrar promedio
Fin

Práctica · Trazado de intercambio de valores

Inicio
    ENTERO primerValor = 15
    ENTERO segundoValor = 30
    ENTERO auxiliar = primerValor

    primerValor = segundoValor
    segundoValor = auxiliar

    Mostrar primerValor
    Mostrar segundoValor
Fin

Registra los valores de primerValor, segundoValor y auxiliar después de cada asignación y determina los valores mostrados.

Instrumento: ficha de trazado.

Práctica · Corrección de una fórmula

El algoritmo debe calcular el área de un triángulo a partir de su base y su altura.

Inicio
    REAL base = 10
    REAL altura = 6
    REAL area = base + altura
    Mostrar area
Fin

1. Identifica el error en el cálculo del área.
2. Corrige únicamente la instrucción que calcula area.
3. Realiza una prueba de escritorio. Resultado esperado: area = 30.

Instrumento: ficha de depuración.

Prueba de escritorio y PSeInt

Prueba de escritorio → Resultado obtenido (manual) → Traducción a PSeInt → Resultado obtenido (PSeInt) → Comparación

Ejemplo con la fórmula del área corregida (area = (base * altura) / 2):

Tareas del tema

• Instrumentos: ficha de trazado y ficha de depuración.
• Evidencia: ficha de trazado y ficha de depuración completas, realizadas manualmente. No se requiere PSeInt.
• Entrega: la fecha y el medio los indica el profesor.

Cierre del tema

Siguiente tema: 3.2.7 Documentación.

Propósito del tema

Documentar una solución de manera que otra persona pueda comprenderla sin reconstruir el proceso desde cero.

Qué se documenta

Supuesto y restricción

Ejemplo: documentar el promedio de tres calificaciones

Retomamos el promedio de tres calificaciones (tema Pseudocódigo).

Práctica · Documentación de una solución

Documenta el algoritmo proporcionado que calcula el área de un triángulo utilizando la constante MITAD.

Completa: propósito, datos de entrada, resultado esperado, variables, constantes, supuestos, restricciones, fórmula y decisión de diseño.

Instrumento: propuesta algorítmica extendida · El profesor proporciona el algoritmo completo.

Cierre del tema

• Tarea: no se asigna tarea formal. El estudio de caso integrador reúne todas las etapas.

Siguiente tema: estudio de caso integrador.

Propósito del tema

Integrar las siete etapas de la metodología en una propuesta algorítmica completa.

1. Descripción del problema
2. Análisis
3. Estrategia
4. Técnicas de análisis
5. Pseudocódigo
6. Pruebas y depuración
7. Documentación

El caso

Una papelería desea automatizar el cálculo del importe de una compra de un solo producto.

Qué debe contener la propuesta

Instrumento: propuesta algorítmica extendida.

Organización del trabajo

Condición de cierre

El estudiante debe demostrar trazabilidad entre:

Problema → Datos → Proceso → Algoritmo → Pruebas → Documentación

Cierre de la Unidad III