METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS POR COMPUTADORA.

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METODOLOGÍA PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS POR COMPUTADORA.

El proceso de resolución de un problema con una computadora conduce a la escritura de un programa y su ejecución en la misma. Aunque el proceso de diseñar programas es esencialmente un proceso creativo, se pueden considerar una serie de fases o pasos comunes, que generalmente deben seguir todos los programadores.

Las fases de resolución de un problema con computadora son:

 Análisis del problema

 Diseño del algoritmo

 Codificación

 Verificación y Depuración

 Mantenimiento y Documentación

Análisis del problema

La primera fase de la resolución de un problema con computadora es el análisis del problema. Esta fase requiere una clara definición, donde se contemple exactamente lo que debe hacer el programa y el resultado o solución deseada.

Dado que se busca una solución por computadora, se precisan especificaciones detalladas de entrada y salida. La siguiente figura muestra los requisitos que se deben definir en el análisis, Para poder definir bien un problema es conveniente responder a las siguientes preguntas:

¿Qué entradas e requieren? (tipo y cantidad)

¿Cuál es la salida deseada? (tipo y cantidad)

¿Qué método produce la salida deseada?

Diseño del algoritmo

En la etapa de análisis del proceso de programación se determina qué hace el programa. En la etapa de diseño se determina cómo hace el programa la tarea solicitada. Los métodos más eficaces para el proceso de diseño en el refrán conocido “divide y vencerás”. Es decir, la resolución de un problema complejo se realiza dividiendo el problema en subproblemas y a continuación subdividir estos subproblemas en otros de nivel más bajo, hasta que pueda ser implementada una solución en la computadora. Este método se conoce técnicamente como diseño descendente (top-down) o modular. El proceso de dividir el problema en cada etapa y expresar cada paso en forma más detallada se denomina refinamiento sucesivo.

Cada subproblema es resuelto mediante un módulo (subprograma) que tiene un solo punto de entrada y un solo punto de salida.

Cualquier programa bien diseñado consta de un programa principal (el módulo de nivel más alto) que llama a subprogramas (módulos de nivel más bajo) que a su vez pueden llamar a otros subprogramas.

Las dos herramientas más utilizadas para diseñar algoritmos son: diagramas de flujo y pseudocódigos.

Diagramas de flujo

Un diagrama de flujo (flowchart) es una representación gráfica de un algoritmo. (los símbolos utilizados han sido normalizados por el Instituto Norteamericano de Normalización (ANSI, por sus siglas en inglés) y los más frecuentemente empleados se muestran en la siguiente tabla:

Símbolo Utilización

Terminal

Subprograma

Entrada/salida

Decisión

Proceso

Conectores

Y el pseudocódigo es una herramienta de programación en que las instrucciones se escriben en palabras similares al inglés o español, que facilitan tanto la escritura como la lectura de programas. En esencia, el pseudocódigo se puede definir como un lenguaje de especificaciones de algoritmos.

Aunque no existen reglas para escritura del pseudocódigo en español, se ha recogido una notación estándar que es muy empleada en los libros de programación en español. Las palabras reservadas básicas se representan en letras negritas minúsculas. Estas palabras son traducción libre de palabras reservadas de lenguajes como C, Pascal, etc.

Codificación

Una vez que el algoritmo se ha convertido en un programa fuente, es preciso introducirlo en memoria mediante el teclado y almacenarlo posteriormente en un disco. Esta operación se realiza con un programa editor, posteriormente el programa fuente se convierte en un archivo de programa que se guarda (graba) en disco.

El programa fuente debe ser traducido a lenguaje máquina, este proceso se realiza con el compilador y el sistema operativo que se encarga particularmente de la compilación.

Si tras la compilación se presentan errores (errores de compilación) en el programa fuente, es preciso volver a editar el programa, corregir los errores y compilar nuevamente. Este proceso se repite hasta que no se producen errores, obteniéndose el programa objeto que todavía no es ejecutable directamente. Suponiendo que no existen errores en el programa fuente, se debe instruir al sistema operativo para que realice la fase de montaje o enlace (link), es decir, la carga del programa objeto con las librerías del programa de compilador. El proceso de montaje produce un programa ejecutable.

Cuando el programa ejecutable se ha creado, se puede ya ejecutar desde el sistema operativo con solo teclear su nombre, desde sistema operativo DOS, o bien haciendo doble clic, desde Windows.

Verificación y Depuración

La verificación de un programa es el proceso de ejecución del programa con una amplia variedad de datos de entrada, llamados datos de test o prueba, que determinarán si el programa tiene errores (“bugs”). Para realizar la verificación se debe desarrollar una amplia gama de datos de test: valores normales de entrada, valores extremos de entrada que comprueben los límites del programa y valores de entrada que comprueben aspectos especiales del programa.

La depuración es el proceso de encontrar los errores del programa y corregir o eliminar dichos errores.

Cuando se ejecuta un programa se pueden producir tres tipos de errores:

Errores de compilación. Se producen normalmente por un uso incorrecto de las reglas del lenguaje de programación y suelen ser errores de sintaxis. Si existe un error de sintaxis, la computadora ni puede comprender la instrucción, no se obtendrá el programa objeto y el compilador imprimirá una lista de todos los errores encontrados durante la compilación.

Errores de ejecución. Estos errores se producen por instrucciones que la computadora puede comprender pero no ejecutar. Ejemplos típicos son: división entre cero y raíces cuadradas de números negativos. En estos casos se detiene la ejecución del programa y se imprime un mensaje de error.

Errores de lógica. Se producen en la lógica del programa y la fuente del error suele ser el diseño del algoritmo. Estos errores son los más difíciles de detectar, ya que el programa puede funcionar y no producir errores

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