La programación estructurada es una forma de escribir programación de computadora de forma clara, para ello utiliza únicamente tres estructuras: secuencial, selectiva e iterativa; siendo innecesario y no permitiéndose el uso de la instrucción o instrucciones de transferencia incondicional ( GOTO ).
Hoy en día las aplicaciones informáticas son mucho más ambiciosas que las necesidades de programación existentes en los años 60, principalmente debido a las aplicaciones gráficas, por lo que las técnicas de programación estructurada no son suficientes lo que ha llevado al desarrollo de nuevas técnicas tales como la programación orientada o objetos y el desarrollo de entornos de programación que facilitan la programación de grandes aplicaciones.
Orígenes de la programación estructurada
A finales de los años sesenta surgió una nueva forma de programar que no solamente daba lugar a programas fiables y eficientes, sino que además estaban escritos de manera que facilitaba su comprensión posterior.
El teorema del programa estructurado, demostrado por Böhm-Jacopini, demuestra que todo programa puede escribirse utilizando únicamente las tres instrucciones de control siguientes:
- Secuencia
- Instrucción condicional.
- Iteración (bucle de instrucciones) con condición al principio.
Solamente con estas tres estructuras se pueden escribir todos los programas y aplicaciones posibles. Si bien los lenguajes de programación tienen un mayor repertorio de estructuras de control, éstas pueden ser construidas mediante las tres básicas.
Por ejemplo, en Visual Basic la secuencia de instrucciones consiste en la escritura de una instrucción debajo de otra (también se pueden poner en la misma línea separadas por el símbolo de dos puntos ":" aunque no es recomendable). La instrucción condicional es la instrucción If y la iteración con condición al inicio sería la instrucción do-while-loop o while-wend.
Ventajas de la programación estructurada
Con la programación estructurada, elaborar programas de computador sigue siendo una labor que demanda esfuerzo, creatividad, habilidad y cuidado. Sin embargo, con este estilo podemos obtener las siguientes ventajas:
1. Los programas son más fáciles de entender, ya que pueden ser leído de forma secuencial, sin necesidad de hacer seguimiento a saltos de línea (GOTO) dentro de los bloques de código para entender la lógica.
2. La estructura del programa es clara puesto que las instrucciones están más ligadas o relacionadas entre sí.
3. Reducción del esfuerzo en las pruebas. El seguimiento de los fallos o errores del programa ("debugging") se facilita debido a la estructura más visible, por lo que los errores se pueden detectar y corregir más fácilmente.
4. Reducción de los costos de mantenimiento de los programas.
5. Programas más sencillos y más rápidos (ya que es más fácil su optimización).
6. Los bloques de código son auto explicativos, lo que facilita a la documentación.
7. Los GOTO se reservan para construir las instrucciones básicas. Aunque no se usan de forma directa, por estar prohibida su utilización, están incluidas implícitamente en las instrucciones de selección e iteración.
Inconvenientes de la programación estructurada
El principal inconveniente de este método de programación, es que se obtiene un único bloque de programa, que cuando se hace demasiado grande puede resultar problemático su manejo, esto se resuelve empleando la programación modular, definiendo módulos interdependientes programados y compilados por separado. Un método un poco más sofisticado es la programación por capas, en la que los módulos tienen una estructura jerárquica muy definida y se denominan capas.
Tipos de programacion estructuradaestructuras secuenciales
se representan en pseudocódigo y algunos ejemplos prácticos de las mismas.
La estructura secuencial es aquella en la que una acción (instrucción) sigue a otra en secuencia. Las tareas se suceden de tal modo que la salida de una es la entrada de la siguiente y así sucesivamente hasta el fin del proceso.
En Pseudocódigo una Estructura Secuencial se representa de la siguiente forma:
Observe el siguiente problema de tipo cotidiano y sus respectivos algoritmos representados en Pseudocódigo y en diagramas de flujos:
• Tengo un teléfono y necesito llamar a alguien pero no sé como hacerlo.
El anterior ejemplo es un sencillo algoritmo de un problema cotidiano dado como muestra de una estructura secuencial. Ahora veremos los componentes que pertenecen a ella:
Asignación
La asignación consiste, en el paso de valores o resultados a una zona de la memoria. Dicha zona será reconocida con el nombre de la variable que recibe el valor. La asignación se puede clasificar de la siguiente forma:
- Simples: Consiste en pasar un valor constante a una variable (a 15)
- Contador: Consiste en usarla como un verificador del numero de veces que se realiza un proceso (a a + 1)
- Acumulador: Consiste en usarla como un sumador en un proceso (a a + b)
- De trabajo: Donde puede recibir el resultado de una operación matemática que involucre muchas variables (a c + b*2/4).
El símbolo debe leerse “asigne”.
Escritura o salida de datos
Consiste en mandar por un dispositivo de salida (p.ej. monitor o impresora) un resultado o mensaje. Esta instrucción presenta en pantalla el mensaje escrito entre comillas o el contenido de la variable. Este proceso se representa así como sigue:
Lectura o entrada de datos
La lectura o entrada de datos consiste en recibir desde un dispositivo de entrada (p.ej. el teclado) un valor o dato. Este dato va a ser almacenado en la variable que aparece a continuación de la instrucción. Esta operación se representa así:
DECLARACION DE VARIABLES Y CONSTANTES
La declaración de variables es un proceso que consiste en listar al principio del algoritmo todas las variables que se usarán, además de colocar el nombre de la variable se debe decir qué tipo de variable es.
Contador: ENTERO
Edad, I: ENTERO
Direccion : CADENA_DE_CARACTERES
Salario_Basico : REAL
Opcion : CARACTER
En la anterior declaración de variables Contador, Edad e I son declaradas de tipo entero; Salario_Basico es una variable de tipo real, Opcion es de tipo carácter y la variable Direccion está declarada como una variable alfanumérica de cadena de caracteres.
En el momento de declarar constantes debe indicarse que lo es y colocarse su respectivo valor.
CONSTANTE Pi 3.14159
CONSTANTE Msg “Presione una tecla y continue”
CONSTANTE ALTURA 40
Cuando se trabaja con algoritmos por lo general no se acostumbra a declarar las variables ni tampoco constantes debido a razones de simplicidad, es decir, no es camisa de fuerza declarar las variables. Sin embargo en este curso lo haremos para todos los algoritmos que realicemos, con esto logramos hacerlos más entendibles y organizados y de paso permite acostumbrarnos a declararlas ya que la mayoría de los lenguajes de programación (entre ellos el C++) requieren que necesariamente se declaren las variables que se van a usar en los programas.
Veamos algunos ejemplos donde se aplique todo lo que hemos visto hasta el momento sobre algoritmos:
Ejemplo 1: Escriba un algoritmo que pregunte por dos números y muestre como resultado la suma de estos. Use Pseudocódigo y diagrama de flujos.
Ejemplo 2: Escriba un algoritmo que permita conocer el área de un triángulo a partir de la base y la altura. Exprese el algoritmo usando Pseudocódigo y diagrama de flujos.
Simples:
Las estructuras condicionales simples se les conoce como “Tomas de decisión”. Estas tomas de decisión tienen la siguiente forma:
Pseudocódigo: | Diagrama de flujo: |
Dobles:
Las estructuras condicionales dobles permiten elegir entre dos opciones o alternativas posibles en función del cumplimiento o no de una determinada condición. Se representa de la siguiente forma:
Pseudocódigo: | Diagrama de flujo: |
Si:Indica el comando de comparación
Condición : Indica la condición a evaluar
Entonces : Precede a las acciones a realizar cuando se cumple la condición
Instrucción(es):Son las acciones a realizar cuando se cumple o no la condición
si no :Precede a las acciones a realizar cuando no se cumple la condición
Dependiendo de si la comparación es cierta o falsa, se pueden realizar una o más acciones.
Múltiples:
Las estructuras de comparación múltiples, son tomas de decisión especializadas que permiten comparar una variable contra distintos posibles resultados, ejecutando para cada caso una serie de instrucciones especificas. La forma común es la siguiente:
Pseudocódigo: | Diagrama de flujo: |
Las estructuras de comparación múltiples, es una toma de decisión especializada que permiten evaluar una variable con distintos posibles resultados, ejecutando para cada caso una serie de instrucciones especificas. La forma es la siguiente:
Pseudocódigo: | Diagrama de flujo: |
Realizar un algoritmo en donde se pide la edad del usuario; si es mayor de edad debe aparecer un mensaje indicándolo. Expresarlo en Pseudocódigo y Diagrama de flujos.
Pseudocódigo: | Diagrama de flujo: |
Pseudocódigo:
INICIO
Not1, Not2, Not 3 :REAL
Def: REAL
LEA Nota1, Nota2, Nota3
Def ß (Not1 + Not2 + Not3) /3
Si Def <>
Se desea escribir un algoritmo que pida la altura de una persona, si la altura es menor o igual a 150 cm envíe el mensaje: “Persona de altura baja”; si la altura está entre 151 y 170 escriba el mensaje: “Persona de altura media” y si la altura es mayor al 171 escriba el mensaje: “Persona alta”. Exprese el algoritmo usando Pseudocódigo y diagrama de flujos.
Pseudocódigo:
INICIO
Altura: ENTERO
ESCRIBA “Cuál es tu altura? ”
LEA Altura
Si Altura <=150 entonces ESCRIBA “persona de altura baja” Sino Si Altura <=170 entonces ESCRIBA “persona de altura media” Sino Si Altura>170 ENTONCES
ESCRIBA “persona alta”
Fin-Si
Fin-Si
Fin-Si
FIN
¡Es importante ser ordenado en el código que se escribe!
Diagrama de flujo:
Dado un numero entre 1 y 7 escriba su correspondiente día de la semana así:
1- Lunes 2- Martes 3- Miércoles 4- Jueves 5- Viernes 6- Sábado 7- Domingo
Exprese el algoritmo usando Pseudocódigo y diagrama de flujos.
Pseudocódigo: Pseudocódigo:
INICIO
Dia: ENTERO
ESCRIBA “Diga un número para escribir su día”
LEA Dia
En-caso-de Dia haga
Caso 1: ESCRIBA “Lunes”
Caso 2: ESCRIBA “Martes”
Caso 3: ESCRIBA “Miércoles”
Caso 4: ESCRIBA “Jueves”
Caso 5: ESCRIBA “Viernes”
Caso 6: ESCRIBA “Sábado”
Caso 7: ESCRIBA “Domingo”
SINO: ESCRIBA “Escribió un numero fuera del rango 1-7”
Fin-Caso
FIN
Diagrama de flujo:
Puede colocar instrucciones de control dentro de otras instrucciones de control, por ejemplo un bloque If...Then...Else dentro de un bucle For...Next. Cuando una instrucción de control se coloca dentro de otra, se dice que está anidada.
Niveles de anidamiento
En Visual Basic, las instrucciones de control pueden anidarse en tantos niveles como se desee. A fin de que las estructuras anidadas sean más fáciles de leer, es práctica habitual aplicar sangría al cuerpo de cada una. El editor del entorno de desarrollo integrado (IDE) lo hace automáticamente.