Algoritmos

Unidad 1. Resolución de problemas
I.1 Introducción
Todos los días resolvemos problemas, aún sin ser consiente de esto. Comúnmente tenemos que definir el problema, decidir con que información necesitamos trabajar y cuales deben ser los resultados esperados. En particular, los ingenieros en ciencias de la computación son resolvedores o solucionadores de problemas computacionales. El Ingeniero enComputación (ver figura 1) es un profesional que diseña, implanta y desarrolla soluciones computacionales integradas, lo que implica la elaboración de planes, el desarrollo de sistemas y la adaptación de nuevas tecnologías en su campo de acción profesional y laboral.

En el ámbito computacional obtener una solución, muchas veces, implica escribir un programa. El proceso de programar lo podemosver resumido en la figura 1.1. Este proceso se encuentra dividido en dos fases principales:  Fase de resolución de problemas o Análisis y especificación: Entendimiento (definición) del problema e identificación de cual debe ser la solución. o Solución general (algoritmo): Especifica los objetos (elementos) y sus interacciones para resolver el problema o Verificación: Sigue los pasos exactamentepara ver si la solución realmente resuelve el problema. Fase de implementación o Solución concreta: Traduce la especificación de objetos y la solución general en un lenguaje de programación. o Pruebas: Se ejecuta el programa y se checa los resultados. Si se encuentran errores, se analiza el programa y la solución general para determinar la causa de los errores y entonces se hacen las correcciones.

Figura 1.1 Proceso de Programar

Antes que se busque la solución, se debe entender el problema. Así que aquí cabe preguntarnos: ¿qué es un problema?

¿Qué es un problema?
Según Newell y Simon un problema se define como “una situación en la cual un individuo desea hacer algo, pero desconoce el curso de la acción necesaria para lograr lo que quiere” Otra definición es la dada por Chi yGlaser, la cual lo define “como una situación en la cual un individuo actúa con el propósito de alcanzar una meta utilizando para ello alguna estrategia en particular”

Figura 1.2 - ¿Qué es un problema?

Cuando hacemos referencia a la meta o a lograr lo que se quiere, nos estamos refiriendo a lo que se desea alcanzar: la solución. La meta o solución está asociada con un estado inicial y ladiferencia que existe entre ambos se denomina “problema”. Las actividades llevadas a cabo por los sujetos tienen por objeto operar sobre el estado inicial para transformarlo en meta. De esta manera, se podría decir que los problemas tienen cuatro componentes (Mayer, 1983). 1) 2) 3) 4) las metas los datos las restricciones los métodos

Figura 1.3 - Los componentes de un problema

Consideremos elsiguiente ejemplo: “Anita tiene una muñeca y quiere vestirla con pantalón y blusa. Tiene cuatro pantalones: rojo, blanco, azul y negro y tiene tres blusas: verde, amarillo y rosado. Ella quiere hacer diferentes combinaciones con todos los pantalones y las blusas verde y rosada. ¿Cuántas combinaciones diferentes puede hacer?” Para nuestro ejemplo la meta, consiste en saber cuántas combinacionesdiferentes puede hacer Anita con los pantalones y las blusas. Los datos son 4 pantalones y 3 blusas. Las restricciones son que Anita solo quiere utilizar 2 de las 3 blusas: la verde y rosada. En consecuencia no todas las blusas van a ser consideradas para las combinaciones. Por último, los métodos son las operaciones requeridas para obtener el número de combinaciones. Una vez entendido qué es unproblema, el siguiente paso es comprender cómo podemos resolverlo, es decir, qué es la resolución de problemas. ¿Qué es la resolución de problemas? Según Dijkstra (1991), la resolución de problemas es un proceso cognoscitivo complejo que involucra conocimiento almacenado en la memoria a corto y a largo plazo. Polya (1965) señala que un problema puede resolverse correctamente si se realizan las fases...