Modelado y Especificación de Problemas

Study Notes

Un problema se define por dos preguntas: ¿Qué conozco? (entradas/datos) y ¿Qué quiero saber? (salidas/información).
Dos tipos de problemas:
- Específico: Todos los datos utilizados son constantes.
- General: Al menos un dato es variable.
Algoritmo: Un conjunto ordenado y finito de operaciones para solucionar un problema.
Procesador: Herramienta que almacena y ejecuta el algoritmo.

Permite entender el objetivo del trabajo y evitar perder tiempo.
Ayuda a determinar si la solución (algoritmo) es correcta al comprobar que las entradas se transforman en las salidas esperadas.

Información Relevante: Datos que permiten resolver el problema matemáticamente.
Información Irrelevante: Datos que no inciden en la solución matemática.
Información Solicitada: El resultado esperado después de implementar el algoritmo.
Cantidad de Entradas: Número de datos necesarios para el problema, incluidos nombre, descripción y tipo de dato.
Cantidad de Salidas: Número de resultados del problema, incluidos nombre, descripción y tipo de dato.
Precondiciones: Condiciones que deben cumplir las entradas.
Postcondiciones: Condiciones que deben cumplir las salidas.

Se refieren a las condiciones que deben cumplir las entradas y salidas del problema, respectivamente.
Las preguntas e y f de la figura 2 pueden ser reemplazadas por "¿Cuáles son las precondiciones del problema?" y "¿Cuáles son las postcondiciones del problema?".

Es útil hacer esquemas o dibujos para visualizar e interpretar el problema.
No olvidar que la solución es algorítmica/matemática, por lo que el modelado debe estar en los mismos términos.
Se puede usar expresiones matemáticas para representar el problema.

Ejemplo 1 (Perímetro de un Corral):
- Se identifica información relevante, solicitada e irrelevante.
- Se establece que la información no es suficiente y se hace un supuesto sobre los postes.
- Se definen las entradas (Lado A, Lado B, Lado C) con sus tipos de datos.
- Se define la salida (Perímetro) con su tipo de datos.
- Se establecen las precondiciones para los lados, asegurando que sean positivos y formen un triángulo.
- Se establece la postcondición para el perímetro, asegurando que sea la suma de los tres lados.
Ejemplo 2 (Mayoría de Edad):
- Se identifica información solicitada y se considera que no hay información irrelevante.
- Se define la entrada (Edad) con su tipo de datos.
- Se define la salida (Mayor) con su tipo de datos.
- No se establecen precondiciones para la entrada.
- Se establece la postcondición para Mayor, indicando que es el valor de verdad que establece si la persona es mayor de edad.
Ejemplo 3 (Cocineros Pelando Papas):
- Se identifica información relevante, irrelevante y solicitada.
- Se establece que las constantes (cantidad de papas, velocidad de pelado, etc.) no se consideran entradas, ya que son datos fijos.
- Se define la salida (Tiempo_Juan, Tiempo_David) con sus tipos de datos.
- No se establecen precondiciones ya que no hay entradas.
- Se establecen las postcondiciones para Tiempo_Juan y Tiempo_David, asegurando que representan el tiempo trabajado por cada cocinero.

Modelar y especificar un problema es crucial para su solución.
El proceso es sencillo si se sigue la metodología de seis pasos descrita.
La comprensión de este proceso es esencial para la programación de computadores.