Estructuras lógicas fundamentales y extendidas

CARACTERÍSTICAS DE UN PROGRAMA

Un programa se define como propio si cumple con las siguientes características:

• Posee un punto de entrada y otro de salida para el control del programa.
• Existen caminos desde la entrada hasta la salida que se pueden seguir y que pasan por todas partes del programa.
• Todas las instrucciones son ejecutables y no existen lazos o bluces infinitos.

Por lo tanto un programa se puede escribir aplicando las estructuras fundamentales de programación que son:

• Estructuras de control
• Estructuras Extendidas 
• Estructuras de datos.

ESTRUCTURAS DE CONTROL

Son construcciones mediante las cuales se escribe la lógica de los programas, son empleadas y definidas de manera ordenada y sistemática para dirigir el flujo de acciones del procesador efectuara sobre los datos que maneja en un programa.

Entre las estructuras de control se encuentran:

• Estructuras de secuenciación o secuencial.
• Estructuras de decisión o condicional.
• Estructura de hacer-mientras.

ESTRUCTURA DE SECUENCIACION O SECUENCIAL.

Es aquella en que una acción sigue a otra secuencia lógica y ordenada.

•  La acción 2 se ejecuta después de la acción 1 y ninguna acción puede ejecutarse entre ellas. La acción 3 sigue a la acción 2.
• Y así sucesivamente

Gráficamente se representa así: 

ESTRUCTURA CONDICIONAL O DE DECISIÓN:

Esta estructura lógica, permite la toma de decisiones en un programa, es decir, que la soluciones a este tipo de problemas son una serie de acciones en las que la ejecución de algunas dependerán de que se cumpla na o barias condiciones.

Cuando el programa desea especificar os o más caminos alternativo en un programa se debe utilizar una estructura de decisión, que evalúa una condición obteniendo una sola salida.

¿Qué es una condición?

Es aquella que se establece por medio de una expresión lógica que puede ser simple o compuesta. Por lo cual puede tomar dos valores falso o verdadero. 

Condiciones simples: Está constituida únicamente por una condición.


Condiciones compuestas: para solucionarla se necesita establecer más de una condición utilizando operadores lógicos relacionales, aritméticos y de asociación.

Una condición se representa gráficamente de la siguiente manera:

ESTRUCTURA HACER MIENTRAS.

Es la más importante desde el punto de vista de la programación porque permite la ejecución de un conjunto de instrucciones cuantas beses sea necesario.

ELEMENTOS QUE CONTRIBUYEN LA ESTRUCTURA REPETITIVA.

• Ciclo: es la ejecución de un miso conjunto de acciones dos o más veces.
• Proceso: conjunto de acciones a la que asigna un nombre, es decir, la operación a realizar.
• Cuerpo del ciclo: se considera una parte importante del ciclo en donde se ejecutara un proceso dos o más veces.
• Estructura cíclica: conjunto de acciones que permiten que el cuerpo del ciclo se ejecute dos o más veces 
• La iteración: se define como cada una de las ejecuciones del cuerpo del ciclo. 

La estructura hacer mientras funciona de la siguiente manera:

• Evalúa la condición
• Si la condición es cierta entonces se ejecuta las instrucciones mientras y se vuelve a ejecutar el paso 1; si no se ejecutan as instrucciones siguientes en el flujo normal del algoritmo.

CLASIFICACIÓN DE LOS CICLOS:

• Ciclo con un número determinado de interacciones.
• Ciclo con un número indeterminado de interacciones.

Ciclos con un número determinado de interacciones es indeterminable antes de ejecutarse el ciclo, este número de interacciones puede obtenerse de la definición del problema, o bien mediante una entrada de datos cuando el problema indique que un conjunto de acciones se debe ejecutar N ocurrencias.

Ciclos con números determinados de interacciones

Son aquellos en donde números de interacciones permanece indeterminado durante la ejecución del ciclo y el proceso repetitivo termina hasta que el usuario lo indique.

En este tipo de ciclos el usuario decide dentro del ciclo cuando termina con el proceso repetitivo sin importar cuantas iteraciones se hayan efectuado a diferencias de los ciclos anteriores, en donde el número de iteraciones está determinado desde el principio. También se llama BANDERA.

Antes de iniciar la evaluación de la estructura hacer mientras es necesario inicializar las briales a utilizar con el propósito que estas puedan ser identificadas en el programa.

TERMINOS RELACIONADOS CON ESTA ESTRUCTURA.

• Contador: variable que se utiliza para llevar la cuentas de las vueltas que ejecuta la estructura del ciclo.
• Acumulador: Mantienen los resultados parciales de las operaciones, guardando el valor que obtiene en cada vuelta del ciclo en una variable.

CONCLUCIONES DE LA ESTRUCTURA HACER MIENTRAS.

• No es posible salir de la estructura hacer mientras por otra ruta que no sea la que determina la evaluación de la condición.
• Puede darse e caso en que la condición llegue a ser falsa en este caso si no pudiéramos salirnos de la estructura tendríamos que aplicar banderas para salirse.
•  Es necesario inicializar antes de entrar a la estructura, todas las variables que intervienen en la condición con el fin que esta pueda ser evaluada por la computadora.

gráficamente se representa así 

Estructuras lógicas extendidas

Con el objeto de proporcionarles a los programadores otras estructuras que facilitan las actividades de programar se generan las siguientes

• Hacer-Desde-Hasta-Incremento
• Hacer-Hasta-Que
• Hacer caso- Seleccionar caso

Estas estructuras representas situaciones de control del flujo de ejecusion de cualquier programa, que no lo hacen las estructuras de control.

Estructura Hacer-Desde-Hasta-Incremento

A esta estructura se le considera una de las más útiles en la programación y por ellos proveen casi todos los lenguajes de programación

gráficamente se representa así

ESTRUCTURA HACER HASTA QUE.

Esta estructura repite la ejecución de un conjunto de instrucciones hasta que tome el valor de cierto. La condición se ubica al final de ciclo; el conjunto de acciones e repitira hsta que cumpla la condición si no cumple sigue interactuando.

Funciona de la siguiente manera:

• Se ejecuta las instrucciones hasta que.
• Se evalúa la condición, si el valor es falso entonces se repite el paso 1, si no se sale de la estructura es decir, que ejecuta las siguientes estructuras normales de un algoritmo.
• Las instrucciones se ejecutaran al menos una vez antes de evaluar a condición.

ESTRUCTURA HACER CASO O SELECCIONAR CASO

Permite asociar un conjunto de condiciones a un conjunto de acciones que excluyen mutuamente

La estructura se conoce como case y permite una división del flujo de control hacia múltiplos procesos en función del resultado de la evaluación de una espresion o indicador. Es decir; que permite seleccionar las instrucciones que desean ser ejecutadas dependiendo del valor de una expresión aritmética.

ESTRUCTURA DE DATOS

Una estructura de datos es una forma de organizar un conjunto de datos elementales con el objetivo de facilitar su manipulación. Un dato elemental es la mínima información que se tiene en un sistema. Una estructuras de datos define la organización de un conjunto de operaciones que se puede realizar sobre ello. Las operaciones básicas son :

• Alta, adicionar un numero
• Baja, borrar un valor de la estructura
• Búsqueda, encontrar un determinado valor en la estructura para realzar una operación con este valor , en forma secuencial o binaria (siempre y cuando los datos estén ordenados)

Las estructuras de datos mas comunes son

• Arreglos
• Cola
• Pilas
• Listas enlazadas

ARREGLOS

Es un conjunto finito ordenado de elementos homogéneos, la propiedad de ordenación significa que es posible ordenar el primero, segundo, tercero… y el enésimo elemento del arreglo, un arreglo puede ser un conjunto de elementos de tipo cadena en tanto que otro puede ser de tipo entero.

Los arreglo son una herramienta maravillosa, permite asociar un solo nombre de variables a una colección completa de datos puede mover el arreglo completo en memorias, copiarlo y además solo haciendo referencia a un solo nombre de variable

Vista gráfica de arreglo lineal

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ARREGLOS BIDIMENSIONALES

Un array bidimensional se puede considerar como un vector de vectores de vectores. Es decir un conjunto de elementos todos del mismo tipo, en el cual el orden de los componentes es significativo y en el que se necesitan especificar dos subíndices para poder identificar cada elemento del arreglo: Una forma importante de representar datos en un array bidimensional y puede verse de forma lógica como una tabla de filas y columnas.

ARREGlOS MULTIDIMENCIONALES

Existen grupos de datos que se representan mejor en forma de tabla o de matriz cada dos o más subíndices a esos se les llamamos arreglos multidimensionales se les llama así porque a diferencia de un arreglo bidimensional estos constan de dos o más dimensiones.

COLAS

En las colas el elemento que entro en primer lugar también es el primero en salir por ello se conoce como lista FIFO (First in – First out).

Así pues la diferencia con las pilas en el reciben en el modo de entrada y salida de datos. En las colas la inserciones se realizan al final de la lista no al principio por ello las colas se usan para almacenar datos que necesiten ser procesados según el orden de llegada.

En la informática muchas aplicaciones para cola (colas de aplicaciones) etc. Por ejemplo un sistema de tiempo compartido suele tener un procesador central y una serie de periféricos compartidos: discos, impresoras, etc.

Los recursos se comparten con diferentes usuarios y se utiliza una cola para almacenar el programa por los diferentes usuarios que esperan su turno de ejecución. El procesador atiende por riguroso orden de llamado de usuario

PILAS

Una pila es un tipo de lista lineal en la inserción y borrado de nuevos elementos solo se puede realizar por un extremo que se denomina tope o cima

La pila es una estructura con numerosas analogías en la vida real, una pila de platos, una pila de documentos, una pila de monedas. Dado que la operación de insertar y eliminar se realiza por un solo extremo (superior) los elementos solo pueden eliminarse en un orden inverso al que se insertan en la pila
El último elemento que se pone en la pila es el primero que se puede sacar; por ello a estas listas se les conoce como LIFO (Last In – First Out.)

LISTA ENLAZADAS

Se puede almacenar los elementos de una lista lineal en posiciones que no sean contiguas o adyacentes una lista enlazada es un conjunto de elementos en la contiene la posición o dirección del siguiente elemento de la lista debe tener al menos dos campos. Un campo que tiene el valor del