TEORÍA DE ALGORITMOS

Algoritmo

Un algoritmo es una serie ordenada de pasos, instrucciones o procesos que llevan a la solución de un determinado problema. Estos permiten describir claramente una serie de instrucciones que debe realizar el computador para lograr un resultado previsible.

Importancia de los algoritmos

-Los algoritmos poseen hoy una gran importancia tanto para informática, robótica y ciencias de la computación, por medio de algoritmos se llega a un orden de ideas y un  proceso correcto en la elaboración de maquinarias y robots lo que conlleva a un avance en la tecnología y un mayor progreso a nivel mundial

-Los algoritmos conllevan a llevar un proceso y un orden de ideas en todos los aspectos, pues cada actividad por mínima que sea requiere un orden que se da por medio de los grandes algoritmos que creamos así sean mentales.

Características de los algoritmos

Las características fundamentales que debe cumplir todo algoritmo son:

Un algoritmo debe ser preciso e indicar el orden de realización de cada paso.

Un algoritmo debe estar definido. Si se sigue un algoritmo dos veces, se debe obtener el mismo resultado cada vez.

Un algoritmo debe ser finito. Si se sigue un algoritmo, se debe terminar en algún momento; o sea debe de tener un número finito de pasos.

Pasos para realizar algoritmos

Para la realización de un algoritmo es necesario realizar una secuencia de pasos para llegar a cumplir con la resolución de un problema dado. Para ello, definiremos los siguientes pasos:

Análisis previo del Problema: Se debe realizar un análisis del funcionamiento del problema antes que se realice cualquier algoritmo.

Definición de Requerimientos: Los problemas a solucionar, esto es, por ejemplo, el sumar dos números, multiplicar dos matrices, ordenar una lista de números, generar un reporte, etc.

Identificación de los Módulos: La identificación de los módulos es tan importante como la identificación correcta de los requerimientos, esto porque la correcta identificación de los módulos simplifica considerablemente la realización de los algoritmos que darán solución a los requerimientos identificados en el paso anterior.

Realización de los Algoritmos: El algoritmo deberá cumplir con las características que se indicaron para posteriormente implementarse en un lenguaje de programación comprensible por una computadora.

Implementación de los Algoritmos: La implementación de los algoritmos se debe realizar en un lenguaje de programación para que una computadora pueda comprender las instrucciones que el algoritmo modela para así poder ejecutarlas y lograr el resultado esperado.

En el último paso ya podemos hablar de una aplicación o programa de computadora, que estará compuesto por una serie de instrucciones que ordenadas una tras otra logran representar los algoritmos diseñados y dar así solución a los requerimientos identificados.

Diferencias entre: Pseudocódigo, diagrama de flujo y programa.

Pseudocódigo: Es la solución de un algoritmo de forma detallada, muy parecida a nuestro lenguaje, (es un lenguaje intermedio entre nuestro lenguaje y el lenguaje de la máquina) el cual posteriormente se puede utilizar para la codificación del mismo por los detalles y las palabras clave que se utilizan en el mismo.

Diagrama de Flujo: Representación gráfica de un algoritmo o de un proceso con símbolos estandarizados, que nos muestra cada uno de los pasos a seguir en la solución de un problema.

Diferencia

Aunque ambos son formas de representar un algoritmo, su diferencia radica en la forma en la que se representa, uno es grafico (diagrama de flujo) e indica paso a paso la forma de solucionar un problema o proceso, y dentro de su simbología estandarizada se puede complementar con directrices en el lenguaje del programador , y el algoritmo aunque también nos puede mostrar paso a paso las instrucciones para la solución de un algoritmo, tiene la ventaja de ser un lenguaje intermedio entre el ser humano y el lenguaje máquina, por lo tanta es flexible y fácil de entender por el programador pero tampoco puede ser interpretado por la maquina a pesar de que se utilizan palabras claves o instrucciones para la máquina.

Variables y Constantes

Constantes:

Una constante es un dato numérico o alfanumérico que no cambia durante todo el desarrollo del algoritmo o durante la ejecución del programa. Es un objeto de valor invariable.  Para expresar una constante se escribe explícitamente su valor.

Tipos de Constantes:

Constantes Numéricas (Enteras y Reales)

Constantes Alfanuméricas

Constantes Lógicas (Booleanas)

Las constantes pueden ser:

Constantes sin nombre: Es una expresión numérica donde se puede utilizar directamente el valor.

Constantes con nombre: Se hace una reserva de memoria en la cual se guarda el valor que será utilizado como constante.

Ejemplo:

a) PI = 3.1416

b) E = 2.718228

c) Iva = 0.13

Variables:

Son zonas de memoria cuyo contenido cambia durante la fase de procesamiento de información.

Tipos de variables:

 Variables Numéricas (Enteras y Reales)

 Variables Alfanuméricas

           a) Caracteres alfabéticos

           b) Dígitos

           c) Caracteres especiales

 Variables Lógicas (Booleanas)

Son las que únicamente pueden contener dos valores, los cuales son:

 Valor Verdadero o 1

 Valor Falso o 0

Estos tipos de variables pueden tomar únicamente valores del mismo tipo, es decir si la variable es entera solamente puede almacenar datos enteros.

Ejemplo:

Una variable declarada como cadena solo puede tomar valores correspondientes a ese tipo.

 Tipos De Datos

Todos los datos tienen un tipo asociado con ellos. Un dato puede ser un simple carácter, tal como ‘b’, un valor entero tal como 35. El tipo de dato determina la naturaleza del conjunto de valores que puede tomar una variable.

Numéricos

Simples Lógicos

Alfanuméricos (string)

Tipos de Datos Simples

·        Datos Numéricos: Permiten representar valores escalares de forma numérica, esto incluye a los números enteros y los reales. Este tipo de datos permiten realizar operaciones aritméticas comunes.

·        Datos Lógicos: Son aquellos que solo pueden tener dos valores (cierto o falso) ya que representan el resultado de una comparación entre otros datos (numéricos o alfanuméricos).

·        Datos Alfanuméricos (String): Es una secuencia de caracteres alfanuméricos que permiten representar valores identificables de forma descriptiva, esto incluye nombres de personas, direcciones, etc. Es posible representar números como alfanuméricos, pero estos pierden su propiedad matemática, es decir no es posible hacer operaciones con ellos. Este tipo de datos se representan encerrados entre comillas.

Signos usados en los diagramas de flujo.

Círculo: Inicio del Diagrama y Final del Diagrama

Cuadrado: Proceso de control.

Línea continua: Flujo de información vía formulario o documentación en soporte de papel escrito.

Línea interrumpida: Flujo de información vía formulario digital.

Rectángulo: Formulario o documentación. Se grafica con el doble de ancho que su altura.

Rectángulo Pequeño: Valor o medio de pago (cheque, pagaré, etc.). Se grafica con el cuádruple de ancho que su altura, siendo su ancho igual al de los formularios.

Triángulo (base inferior): Archivo definitivo.

Triángulo Invertido (base superior): Archivo Transitorio.

Semióvalo: Demora.

Rombo: División entre opciones.

Trapezoide: Carga de datos al sistema.

Elipsoide: Acceso por pantalla.

Hexágono: Proceso no representado.

Pentágono: Conector.

Cruz de Diagonales: Destrucción de Formularios.

Según la normativa, el flujo presupuesto es de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, siendo optativo el uso de flechas. Cuando el sentido es invertido (de derecha a izquierda o de abajo hacia arriba), es obligatorio el uso de la flecha.

Redes Informaticas

Que es una red informática?

Una red informática es un conjunto de dispositivos interconectados entre sí a través de un medio, que intercambian información y comparten recursos. Básicamente, la comunicación dentro de una red informática es un proceso en el que existen dos roles bien definidos para los dispositivos conectados, emisor y receptor, que se van asumiendo y alternando en distintos instantes de tiempo.

Importancia de las redes informáticas

Un equipo es una máquina que se usa para manipular datos. Los seres humanos, cómo seres comunicativos, comprendieron rápidamente porqué sería útil conectar equipos entre sí para intercambiar información. Una red informática puede tener diversos propósitos:

Intercambio de recursos (archivos, aplicaciones o hardware, una conexión a Internet, etc.)

Comunicación entre personas (correo electrónico, debates en vivo, etc.)

Comunicación entre procesos (por ejemplo, entre equipos industriales)

Garantía de acceso único y universal a la información (bases de datos en red)

Videojuegos de varios jugadores Las redes también se usan para estandarizar aplicaciones.

Terminar o nodo

Definimos genéricamente como Nodo a cada uno de los espacios reales o abstractos en el cual se confluyen las conexiones de otros espacios, compartiendo sus mismas características y siendo también un Nodo, teniendo una relación entre sí y conformando entonces lo que conocemos como Red.

 Terminal tonta

Una terminal tonta, terminal boba o terminal gregaria es un tipo de terminal que consiste en un teclado y una pantalla de salida, que puede ser usada para dar entrada y transmitir datos, o desplegar datos desde una computadora remota a la cual se está conectado.

Terminal inteligente

En informática, se denomina terminal inteligente a un terminal con procesador de memoria y firmware propios que puede realizar ciertas funciones de forma independiente de su host.

Nodo central o servidor

Un nodo es un punto de intersección, conexión o unión de varios elementos que confluyen en el mismo lugar. En redes de computadoras cada una de las máquinas es un nodo, y si la red es Internet, cada servidor constituye también un nodo.

Tarjeta de red

Una tarjeta de red (también conocida en inglés como NIC, por Network Interface Card, en castellano “tarjeta de interfaz de red”) es un aparatito, componente de hardware, que es capaz de conectar nuestro ordenador con una red de ordenadores y, por ende, con otros equipos informáticos.

Cable

Es una interfaz física comúnmente utilizada para conectar redes de computadoras con cableado estructurado (categorías 4, 5, 5e, 6 y 6a). Posee ocho pines o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado (UTP). Es parte del Código Federal de Regulaciones de Estados Unidos.

HUB

Concentrador (HUB) es el dispositivo que permite centralizar el cableado de una red de computadoras, para luego poder ampliarla. Trabaja en la capa física (capa 1) del modelo OSI o la capa de acceso al medio en el modelo TCP/IP.

Routers

Un router es un dispositivo de hardware que permite la interconexión de ordenadores en red. El router o enrutador es un dispositivo que opera en capa tres de nivel de 3. Así, permite que varias redes u ordenadores se conecten entre sí y, por ejemplo, compartan una misma conexión de Internet.

Bridges

Puente de red (en inglés: bridge) es el dispositivo de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. En definitiva, un bridge conecta segmentos de red formando una sola subred (permite conexión entre equipos sin necesidad de routers).

Tipos de red por su forma

Red estrella

Una red en estrella es una red de computadoras donde las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se hacen necesariamente a través de ese punto (conmutador, repetidor o concentrador).

Características

Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central “activo” que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. La mayoría de las redes de área local que tienen un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología.

Red anillo

Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida de anillo.  En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos).

Características

 Sus principales características son: El cable forma un bucle cerrado formando un anillo. Todos los ordenadores que forman parte de la red se conectan a ese anillo. Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo "paso de testigo".

Red Bus

Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.

Características

 Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.

Red token ring

Es una red de área local (LAN) en la que todos los ordenadores están conectados en una topología de anillo o estrella y pasan uno o más tokens lógicos de host a host. Sólo un host que contiene un token puede enviar datos y los tokens se liberan cuando se confirma la recepción de los datos.

Características

 Características principales. Utiliza una topología lógica en anillo, aunque por medio de una unidad de acceso de estación múltiple (MSAU o MAU), la red puede verse como si fuera una estrella. Tiene topología física estrella y topología lógica en anillo.

Tipos de red por su cobertura

Red LAN

Una red de área local o LAN (por las siglas en inglés de Local Área Network) es una red de computadoras que abarca un área reducida a una casa, un departamento o un edificio.

Características

Están formadas por equipos informáticos con sus tarjetas de red, medios de transmisión y dispositivos de interconexión.

Red MAN

MAN es la sigla de Metropolitan Area Network, que puede traducirse como Red de Área Metropolitana. Una red MAN es aquella que, a través de una conexión de alta velocidad, ofrece cobertura en una zona geográfica extensa (como una ciudad o un municipio).

Características

Esta red permite la conexión de las redes LAN a alta velocidad, es algo así como simular que todas las redes LAN conectadas pertenecen a una misma red de área local. Las redes MAN generalmente usan los estándares SONET/SDH o WDM que son por fibra óptica.

Red WAN

Es la sigla de Wide Area Network (“Red de Área Amplia”). El concepto se utiliza para nombrar a la red de computadoras que se extiende en una gran franja de territorio, ya sea a través de una ciudad, un país o, incluso, a nivel mundial. Un ejemplo de red WAN es la propia Internet.

Características

1.- Tiene maquinas dedicadas a la ejecución de programas de usuario.

2.- Posee elementos de conmutación de datos como por ejemplo, enrutadores.

3.- La transmisión de datos es generalmente por fibra óptica y satélites