Introducción a los Algoritmos

Study Notes

Un problema requiere un conjunto de pasos para obtener un resultado que no está fácilmente disponible a través de cálculo aritmético o manipulación lógica.
La ley de equifinalidad sugiere que se puede alcanzar el mismo objetivo por diferentes caminos.
Las estrategias de solución son diversas y su eficiencia depende del entendimiento del problema y de las técnicas de resolución.

Un algoritmo es un conjunto ordenado de pasos ejecutables y no ambiguos con un fin específico y un proceso finito.
Debe ser finito en tamaño, preciso, definido, y general para adaptarse a diversas situaciones.
Existen algoritmos computacionales (ejecutados por computadoras) y no computacionales (realizados por humanos).

Lenguaje máquina: Instrucciones comprensibles directamente por la computadora usando código binario.
Lenguaje de bajo nivel (ensamblador): Utiliza mnemotécnicos.
Lenguaje de alto nivel: Se asemeja al lenguaje humano y facilita la comprensión y el desarrollo, como C, C++, Java, Python.

Los algoritmos pueden expresarse en lenguajes naturales, pseudocódigo, diagramas de flujo o lenguajes de programación.
El pseudocódigo y diagramas de flujo evitan ambigüedades comunes.
Ejemplo de un algoritmo para encontrar el número más grande en una lista ilustra la claridad y eficacia del uso de pseudocódigo.

Facilitan el desarrollo del procedimiento de resolución al identificar procesos y puntos de decisión.
Permiten dividir problemas complejos en subproblemas manejables y hacen que la toma de decisiones sea más racional y eficiente.
Mejoran la comunicación y la coherencia del proceso, además de ser útiles para identificar errores y debilidades en el proceso.

Los algoritmos aleatorios se basan en propiedades estadísticas, como la clasificación rápida.
Los algoritmos de divide y vencerás dividen los datos en partes más pequeñas, procesan cada división y luego combinan los resultados.
Los algoritmos codiciosos toman decisiones óptimas localmente, mientras que los algoritmos de aproximación buscan soluciones "suficientemente buenas".

Un programa es un algoritmo desarrollado en un lenguaje de programación para que la computadora lo ejecute.
Consiste en una serie de instrucciones ordenadas que ejecutan acciones conforme a los datos procesados.

Definición del problema: Claridad en lo que debe hacer la computadora.
Análisis del problema: Identificación de datos de entrada y salida, así como métodos necesarios.
Diseño: Representación del algoritmo mediante diagramas de flujo o pseudocódigo.
Codificación: Transcripción del algoritmo en un lenguaje de programación como C++.
Prueba y depuración: Captura de datos y localización de errores (sintaxis y lógica).
Documentación: Comunicaciones escritas que explican la funcionalidad del programa.
Mantenimiento: Ajustes y actualizaciones constantes necesarios para el funcionamiento óptimo del programa.