Módulo 1: Pensar como un programador

Aprender a comprender un problema y transformarlo en una secuencia de instrucciones claras, ordenadas y ejecutables.

Imagina que debes explicarle por teléfono a una persona cómo llegar desde la entrada de un edificio hasta una oficina.

La persona:

• nunca ha visitado el edificio;
• no puede enviarte fotografías;
• debe seguir exactamente tus instrucciones;
• no puede preguntarte nada después de iniciar el recorrido.

Responde:

1. ¿Qué información necesitarías antes de darle instrucciones?
2. ¿Qué podría salir mal?
3. ¿Qué palabras podrían resultar ambiguas?
4. ¿Cómo comprobarías que tus instrucciones están completas?

No se espera una respuesta perfecta. El propósito es comenzar a observar que resolver una tarea exige comprender su contexto.

Pensar como un programador no significa pensar como una computadora.

Significa aprender a:

1. comprender qué está ocurriendo;
2. definir qué resultado se necesita;
3. identificar la información disponible;
4. descubrir qué información falta;
5. dividir el problema;
6. diseñar una serie de pasos;
7. probar esos pasos;
8. corregirlos si no producen el resultado esperado.

Considera esta situación:

“Los clientes se están quejando.”

Eso todavía no describe claramente el problema. Es un síntoma.

Al investigar podríamos encontrar:

• los clientes esperan demasiado;
• algunos pedidos se pierden;
• los precios mostrados son incorrectos;
• los empleados reciben información incompleta.

Cada causa necesitaría una solución distinta.

SÍNTOMA
"Los clientes se quejan"
│
├── Posible causa: espera excesiva
├── Posible causa: pedidos incorrectos
├── Posible causa: información confusa
└── Posible causa: cobros incorrectos

Antes de diseñar una solución debemos descubrir qué problema estamos intentando resolver.

Todo problema puede analizarse como una distancia entre dos estados.

ESTADO ACTUAL                 ESTADO DESEADO
¿Dónde estamos? ───────────→ ¿Dónde queremos llegar?

Ejemplo

Situación: Una persona llega tarde con frecuencia.

Estado actual: Llega después de la hora de inicio.

Estado deseado: Llega al menos cinco minutos antes.

Todavía falta investigar:

• a qué hora se levanta;
• cuánto tarda en prepararse;
• cuánto dura el recorrido;
• qué medios de transporte puede utilizar;
• qué retrasos suelen presentarse.

“Salir más temprano” podría ser parte de la solución, pero no deberíamos asumirlo antes de entender la situación.

Un hecho es información conocida o comprobada.

Una suposición es algo que creemos cierto, pero todavía no hemos confirmado.

Ejemplo

Un cliente no pudo completar una compra en línea.

Las suposiciones no siempre son incorrectas. El peligro está en tratarlas como hechos.

Un algoritmo es una secuencia de pasos ordenados para completar una tarea o resolver un problema.

Ejemplos cotidianos:

• seguir una receta;
• llegar a una dirección;
• armar un mueble;
• calcular el total de una compra;
• registrar un nuevo cliente;
• clasificar documentos;
• retirar dinero de un cajero.

Una receta se parece a un algoritmo, pero no toda receta está escrita con suficiente precisión.

“Agregue un poco de agua y cocine hasta que esté listo.”

¿Cuánto es “un poco”?

¿Cómo se determina que “está listo”?

¿Quién ejecutará la instrucción?

¿Qué conocimientos posee esa persona?

Un cocinero con experiencia puede interpretar esas palabras. Un robot no puede improvisar su significado.

No es necesario memorizar una definición extensa. Utilizaremos esta lista de comprobación.

Un buen algoritmo debe tener:

Observa estas instrucciones:

1. Toma el libro.
2. Colócalo en su lugar.

Pueden ser suficientes si la persona ya sabe:

• cuál libro;
• dónde está;
• cuál es “su lugar”;
• cómo debe colocarlo.

Para un robot nuevo, serían insuficientes.

Una versión más precisa podría ser:

1. Localiza el libro de portada azul sobre la mesa.
2. Sujeta el libro.
3. Camina hasta el estante marcado con la letra B.
4. Coloca el libro verticalmente en el espacio vacío.
5. Deja el título orientado hacia afuera.

Algunas instrucciones dependen de pasos anteriores.

No podemos:

• servir una bebida antes de prepararla;
• enviar un paquete antes de escribir la dirección;
• calcular un promedio antes de conocer los valores;
• entregar un recibo antes de registrar la compra.

Ejemplo desordenado

1. Cerrar el sobre.
2. Escribir la dirección del destinatario.
3. Colocar el documento dentro del sobre.
4. Entregar el sobre en el punto de envío.
5. Comprobar que el documento es el correcto.

E → C → A → B → D

En algunas situaciones puede existir más de un orden válido. Lo importante es respetar las dependencias.

Un algoritmo es el plan lógico de la solución.

Un programa es ese plan expresado mediante un lenguaje que una computadora puede ejecutar.

PROBLEMA
↓
ALGORITMO
↓
PROGRAMA EN PYTHON, JAVA, C#, JAVASCRIPT...

En este curso nos concentraremos en la parte central: construir el algoritmo.

Si el algoritmo está mal diseñado, cambiar de lenguaje no arreglará el razonamiento.

Muchos problemas pueden comenzar a entenderse con tres preguntas:

1. ¿Qué información entra?
2. ¿Qué se hace con ella?
3. ¿Qué resultado sale?

ENTRADA ──→ PROCESO ──→ SALIDA

Utilizaremos la abreviatura EPS: entrada, proceso y salida.

Problema

Calcular cuánto debe pagar una persona por tres entradas de cine con el mismo precio.

Entrada

• precio de una entrada;
• cantidad de entradas.

Proceso

Multiplicar el precio por la cantidad.

Salida

Total que debe pagar.

Precio y cantidad
↓
precio × cantidad
↓
Total de la compra

Todavía no necesitamos escribir código. Primero debemos comprender la transformación.

Considera esta solicitud:

“Calcule cuánto tarda una persona en llegar al trabajo.”

No podemos resolverla sin información adicional.

Podríamos necesitar:

• distancia;
• medio de transporte;
• velocidad aproximada;
• ruta;
• tráfico;
• hora de salida.

Una tarea no se vuelve resoluble solo porque alguien la escriba como una orden.

Descomponer significa dividir un problema grande en partes más pequeñas.

Ejemplo: organizar una reunión

ORGANIZAR REUNIÓN
│
├── Definir propósito
├── Elegir participantes
├── Buscar fecha
├── Reservar lugar
├── Preparar materiales
├── Enviar invitaciones
└── Confirmar asistencia

“Organizar una reunión” es demasiado amplio para ejecutarlo como una sola instrucción.

Cada parte puede dividirse nuevamente.

Enviar invitaciones
│
├── Preparar lista de destinatarios
├── Redactar mensaje
├── Revisar fecha y lugar
├── Enviar mensaje
└── Registrar confirmaciones

Cuándo dejar de dividir

Dejamos de dividir cuando cada parte:

• se entiende;
• puede realizarse;
• tiene un resultado reconocible;
• no necesita una explicación excesivamente grande.

No existe un único nivel correcto de descomposición. Depende del ejecutor y del propósito.

La primera representación puede ser una lista clara.

Ejemplo: entregar una ficha numerada

1. Recibir la solicitud de turno.
2. Tomar la siguiente ficha disponible.
3. Registrar el número.
4. Entregar la ficha.
5. Informar dónde debe esperar la persona.

Esta representación es fácil de leer, pero puede volverse difícil de manejar en problemas grandes.

El pseudocódigo representa un algoritmo utilizando palabras estructuradas, sin pertenecer a un lenguaje de programación específico.

Convenciones iniciales de COA

INICIO
instrucciones
FIN

Utilizaremos verbos en mayúsculas para destacar acciones importantes:

En este módulo solo utilizaremos secuencias.

Ejemplo

INICIO
RECIBIR la solicitud de turno
TOMAR la siguiente ficha disponible
REGISTRAR el número de la ficha
ENTREGAR la ficha
MOSTRAR el lugar de espera
FIN

No existe una única sintaxis universal de pseudocódigo. Lo importante es que la solución sea clara, consistente e independiente de un lenguaje.

Por ahora necesitaremos tres tipos de símbolos:

Representación textual

INICIO
↓
RECIBIR solicitud
↓
TOMAR la ficha
↓
ENTREGAR la ficha
↓
FIN

Las decisiones y repeticiones se agregarán en módulos posteriores.

Algoritmo

secuencia ordenada de pasos para completar una tarea o resolver un problema.

Ambigüedad

expresión que puede interpretarse de más de una manera.

Descomposición

división de un problema en partes más pequeñas.

Entrada

información o elementos necesarios para iniciar un proceso.

Ejecutor

persona o máquina que sigue las instrucciones.

Estado actual

situación existente antes de aplicar la solución.

Estado deseado

situación que se pretende alcanzar.

Hecho

información conocida o comprobada.

Proceso

conjunto de acciones que transforma las entradas.

Programa

algoritmo expresado mediante un lenguaje ejecutable por una computadora.

Pseudocódigo

representación estructurada y legible de un algoritmo, independiente de un lenguaje específico.

Salida

resultado producido.

Simulación manual

ejecución de un algoritmo paso a paso utilizando ejemplos.

Suposición

idea que se considera posible, pero todavía no se ha comprobado.