Pensamiento algorítmico - LF2.pdf

Unidad 1 / Escenario 2 Lectura Fundamental Datos y tipos de datos Contenido 1 Entidades y atributos 2 Datos 3 Expresiones Palabras clave: Entidad, atributo, dato, expresión, operador. 1. Entidades y atributos Antes de tratar el tema de...

Unidad 1 / Escenario 2 Lectura Fundamental Datos y tipos de datos Contenido 1 Entidades y atributos 2 Datos 3 Expresiones Palabras clave: Entidad, atributo, dato, expresión, operador. 1. Entidades y atributos Antes de tratar el tema de los datos es necesario definir entidades y atributos. Desde allí se puede conceptualizar el dato y notar su importancia. Una entidad se define como una representación de algo observado en el mundo real que puede ser un objeto o una idea. Por otra parte, un atributo representa una propiedad o característica de la entidad y permite describirla (Ramez y Navathe, 1997). Existe una notación, utilizada al diseñar bases de datos, que permite representar las entidades y los atributos de forma muy simple: las entidades se escriben con letras mayúsculas y se encierran en un rectángulo; por otro lado, los atributos se notan en letras minúsculas encerradas en un óvalo. La figura 1 presenta algunos ejemplos. Tamaño Marca Lugar Guerra Modelo Televisor Fabricante Duración Batalla Fecha País fabricante Tecnología Contendientes Ganadores a. Entidad y atributos asociados a un televisor a. Entidad y atributos asociados a una batalla Figura 1. Representación de un objeto y un concepto por medio de entidades Fuente: Elaboración propia La figura 1a esquematiza a la entidad televisor, que es un objeto del mundo real, el cual tiene asociados múltiples atributos como tamaño, marca, modelo y tecnología. La figura 1b representa la entidad batalla, que es un concepto o idea del mundo real, con algunos atributos relacionados como guerra, lugar, duración, fecha, contendientes y vencedores. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 2  Nombre Cédula Nombre Cédula Número de cuenta Persona Saldo Programa Académico Persona Código Reportado por incumplimiento Notas Promedio a. Atributos de una persona con una cuenta bancaria b. Atributos de una persona matriculada en la universidad Figura 2. Dos representaciones distintas de una persona por medio de entidades y atributos Fuente: Elaboración propia La figura 2 contiene un ejemplo un poco más interesante, ¿por qué es así? Primero, los sistemas informáticos siempre son desarrollados por personas para personas; resulta entonces muy natural que una entidad que represente personas, aunque no necesariamente reciba esta denominación, sea incluida la mayoría de las veces en algoritmos, sistemas, bases de datos, etc. Segundo, podemos ver que las figuras 2a y la 2b reflejan la misma entidad, pero con atributos distintos. Esto último resulta interesante porque ilustra el hecho de que no en toda ocasión vamos a estar interesados en modelar una entidad bajo una misma perspectiva. La figura 2a representa a la persona desde el punto de vista de una entidad financiera, mientras que la ilustración 2b, aunque representa la misma realidad, lo hace desde la perspectiva de una universidad. En síntesis... El propósito con el que se modela una entidad puede revelarse por medio de los atributos seleccionados para caracterizarla. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 3 2. Datos Ahora que se conocen estos conceptos, pueden relacionarse con el de dato. Un dato es la representación simbólica de una entidad o un atributo sobre la cual opera un algoritmo. La importancia de los datos en el módulo de Pensamiento Algorítmico radica en el hecho de que los algoritmos operan sobre ellos. Todas las acciones de las instrucciones ejecutadas en el algoritmo se reflejan en el cambio de los datos: los datos de la entrada (lo que conozco) se transforman en la información de salida (lo que quiero saber). Existen datos constantes y variables. Las variables son datos cuyo valor puede cambiar durante la ejecución del algoritmo, mientras que las constantes son datos permanentes, es decir, su valor no cambia nunca (Liang, 2015). 2.1. Características de los datos Los datos exhiben muchas propiedades importantes; no obstante, en este módulo tres de ellas son preponderantes: A. No siempre un dato es relevante y/o significativo por sí mismo. La mayoría de las veces se necesita un conjunto de datos para poder explotar todo su potencial. Se sugiere al estudiante revisar la animación de este escenario para poder ampliar su entendimiento sobre esta idea. B. Si los datos están clasificados, estructurados y/o organizados permiten realizar cálculos y tomar decisiones. Si se reflexiona acerca de esta característica, se puede notar que es válida no solo para el estudio de algoritmos, sino para cualquier evento cotidiano. C. El tipo de dato indica cuál es la clase de datos con las que se va a trabajar. El tipo es una propiedad muy importante porque restringe, por un lado, los valores que puede tomar el dato y, por otro, las operaciones que se pueden realizar sobre este. 2.2. Tipos de datos El módulo se centrará en algunos tipos de datos básicos en la elaboración de algoritmos, que corresponden a los que se encuentran en la gran mayoría de lenguajes de programación. Se estudiarán los datos de tipo numérico, lógico y carácter. Este último solamente se describirá, ya que su operación no es tan clara en esta asignatura como lo será en Programación de Computadores. La figura 3 muestra un diagrama de la clasificación de los tipos de datos. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 4  Reales Numéricos Enteros Naturales Tipos de datos Lógico o booleano Carácter Figura 3. Tipos de datos Fuente: Elaboración propia 2.2.1. Tipo numérico real Los reales, representados por el símbolo R, son un conjunto infinito de números que pueden ser negativos o positivos y están comprendidos en el intervalo (-∞, ∞). Tienen una parte entera y una parte decimal que se separan por medio del uso de la coma o el punto decimal. Algunos ejemplos: 3.81,-0.0005,3.141592 son números reales. 2.2.2. Tipo numérico entero Los enteros, representados por el símbolo Z, son un conjunto infinito de números que pueden ser negativos o positivos y están comprendidos en el intervalo (-∞, ∞). A diferencia de los números reales, solamente tienen parte entera por lo que no pueden incluir punto o coma decimal. Algunos ejemplos: 380,-380,0,-7 son números enteros. 7.5,14.0,-0.3 no son números enteros porque tienen parte decimal. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 5  2.2.3. Tipo numérico natural Los naturales, representados por el símbolo N, son un conjunto infinito de números que no pueden ser negativos. Igual que los números enteros, solamente tienen parte entera y no incluyen punto o coma decimal. Desde hace siglos existe la discusión sobre la inclusión o no del cero dentro de los números naturales. Para propósitos prácticos de este curso, y cuando sea necesario hacer la diferenciación, se advertirá si el cero debe ser incluido o no como número natural. 380,1,17 son números naturales. 7.5,14.0,0.3 no son números naturales porque tienen parte decimal. -34,-7,-1 no son números naturales porque son negativos. 2.2.4. Tipo lógico Estos datos también son denominados frecuentemente booleanos, en honor del matemático británico George Boole. Un dato que corresponda a este tipo únicamente puede tomar uno de dos valores: falso o verdadero. ¿Sabía qué...? George Boole hizo muy importantes aportes a las matemáticas, entre ellos la creación de una estructura algebraica conocida como álgebra de Boole. 2.2.5. Tipo carácter Este tipo de dato es un conjunto finito de caracteres que puede ser interpretado por las computadoras. Incluye caracteres alfabéticos, numéricos y especiales (Joyanes, 1996). caracteres alfabéticos (A, B, C,..., Z) (a, b, c,..., z), caracteres numéricos (1, 2,..., 9, 0), caracteres especiales (+, -, *, /, ^,., ;, , $,...). POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 6 Se debe recordar que el tipo de dato permite restringir el valor que puede tomar un dato y las operaciones que se pueden ejecutar con este. A esta altura del documento, ya se ha revisado el primer aspecto. En la sección subsiguiente, se examinará qué operaciones pueden ejecutarse con el dato dado su tipo. En síntesis... Dependiendo del tipo, ¿qué valor puede tomar un dato? Si un dato es de tipo numérico real, representará un número que debe tener un punto o coma decimal y puede ser negativo o positivo. Si un dato es de tipo numérico entero, representará un número que solamente tendrá parte entera (sin punto o coma decimal) y puede ser negativo o positivo. Si un dato es de tipo numérico natural, representará un número que solamente tendrá parte entera (sin punto o coma decimal) y no puede ser negativo. Si un dato es de tipo lógico, puede tomar únicamente uno de dos valores: falso o verdadero. Si un dato es de tipo carácter, representará una letra, un número o un símbolo especial. Cómo mejorar... Reflexionando y respondiendo: ¿los datos utilizados como ejemplo en la sección son variables o constantes? POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 7 3. Expresiones Una expresión es un conjunto de datos, símbolos de operación y paréntesis que, después de procesar los datos por medio de las operaciones y restringiéndose por los paréntesis indicados, toman un valor. Una expresión contiene dos elementos principales: operandos y operadores (Joyanes, 1996). El operador es un símbolo matemático que se pone para indicar que se debe llevar a cabo una operación específica. Por otra parte, un operando es un dato que sirve como entrada al operador. La figura 4 contiene algunas expresiones donde se resalta cuáles elementos son los operandos y cuáles los operadores. Operadores Operadores Operadores - 8 + 20 (17 - 11) * 4 23 + 14 > 4 * 9 Operandos Operandos Operandos Figura 4. Algunos ejemplos de expresiones aritméticas Fuente: Elaboración propia Existen distintos tipos de operadores de acuerdo con los diferentes tipos de clasificación. La primera clasificación que se presenta en este documento divide los operadores según la cantidad de operandos que afectan: A. Operadores unarios: son aquellos que se ejecutan sobre un solo operador. Ejemplo: -8, el signo negativo afecta únicamente a un dato. B. Operadores binarios: son aquellos que se ejecutan sobre dos operadores. Ejemplo: 16 - 5, el signo de resta para arrojar un resultado toma en cuenta ambos datos. C. Operadores ternarios: son aquellos que se ejecutan sobre tres operadores. No son de interés en este módulo. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 8 Una segunda clasificación se hace conforme a la clase de operación que ejecutan. A continuación, se presentan las generalidades para desarrollar el tema de forma más detallada en el tercer escenario: Operadores aritméticos: son los que toman y retornan datos de tipo numérico. Aquí se cuenta el signo positivo, el signo negativo, la suma, la resta, la multiplicación, la división real, la división entera y el residuo de la división. Operadores relacionales: son aquellos que toman datos de tipo numérico y retornan datos lógicos. Pertenecen a esta categoría el mayor que, el menor que, el mayor o igual, el menor o igual, el igual y el diferente. Operadores lógicos: son los que toman y devuelven datos de tipo lógico. Los principales son la conjunción, la disyunción y la negación. La figura 5 presenta el resumen de la clasificación de los operadores de acuerdo con dos categorías distintas. Unarios Según la cantidad de operando que afecta Binarios Ternarios Operadores Aritméticos Según la clase de operación que indican Relacionales Lógicos Figura 5. Clasificación de los operadores Fuente: Elaboración propia POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 9 Referencias Joyanes, L. (1996). Fundamentos de programación : Algoritmos y estructura de datos. Madrid: McGraw-Hill. Liang, D. (2015). Introduction to Java programming. New Jersey: Pearson. Ramez, E. y Navathe, S. (1997). Sistemas de bases datos : Conceptos fundamentales. Buenos Aires: Addison-Wesley Iberoamericana. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 10  INFORMACIÓN TÉCNICA Módulo: Pensamiento Algorítmico Unidad 1: El Pensamiento Algorítmico y Los Datos Escenario 2: Datos Autor: Javier Fernando Niño Velásquez Asesor Pedagógico: Jeiner Leandro Velandia Diseñador Gráfico: Felipe Puentes Asistente: Leidy Alejandra Morales Eslava Este material pertenece al Politécnico Grancolombiano. Por ende, es de uso exclusivo de las Instituciones adscritas a la Red Ilumno. Prohibida su reproducción total o parcial. POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO POLITÉCNICO GRANCOLOMBIANO 11