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Explicación de Algoritmo y Diagrama de Flujo con Ejemplos

> Explicación de Algoritmo y Diagrama de Flujo con Ejemplos
Algoritmo y diagrama de flujo son dos tipos de herramientas usadas para explicar el proceso de un programa. Esta página amplía las diferencias entre un algoritmo y un diagrama de flujo, y cómo crear un diagrama para explicar un algoritmo de forma visual.

Algoritmo y diagrama de flujo son dos tipos de herramientas usadas para crear nuevos programas, especialmente en programación de computadores. Un algoritmo es un análisis paso a paso del proceso, mientras un diagrama de flujo explica los pasos de un programa de forma gráfica.

Definición de Algoritmo

Escribir un método lógico paso a paso para resolver los problemas es llamado algoritmo, en otras palabras, un algoritmo es un proceso para resolver problemas. Para resolver un problema matemático o de computador, este es el primer paso del procedimiento. Un algoritmo incluye cálculos, razonamiento y procesamiento de datos. Los algoritmos pueden ser representados en lenguaje natural, pseudocódigo y diagramas de flujo entre otros.

Definición de Diagrama de Flujo

Un diagrama de flujo es una representación gráfica o pictórica de un algoritmo con la ayuda de diferentes símbolos, formas y líneas de flujo para demostrar el proceso del programa. Con algoritmos, fácilmente podemos entender un programa. El propósito principal del diagrama de flujo es analizar los diferentes procesos. Muchos gráficos estándar son usados en un diagrama de flujo:

  • Terminal - Inicio / Final
  • Figura de caja terminal

  • Entrada / Salida
  • Input / Figura de salida

  • Proceso / Introducción
  • Figura de proceso

  • Decisión
  • Figura de decisión

  • Conector / línea de flujo
  • Figura de conector

Los gráficos anteriores representan las diferentes partes de un diagrama de flujo. El proceso puede ser expresado mediante cajas y líneas de flujo de diferentes tamaños y colores. En un diagrama de flujo, podemos fácilmente resaltar cierto elemento y las relaciones entre cada parte.

Diferencia entre un Algoritmo y un Diagrama de Flujo

Si comparamos un diagrama de flujo con una película, entonces el algoritmo es la historia de esa película. En otras palabras, un algoritmo es el núcleo de un diagrama de flujo. De hecho, en el campo de la programación de computadores, hay muchas diferencias entre un algoritmo y un diagrama de flujo respecto a varios aspectos, tales como la exactitud, la manera en que se representan, y la forma en la que las personas se sienten con ellos. La siguiente tabla ilustra la diferencia entre ellos en detalle.

Algoritmo Diagrama de Flujo
Es un procedimiento para resolver problemas. Es la representación gráfica de un proceso.
El proceso se muestra con instrucciones paso a paso. El proceso se muestra en un diagrama de información bloque a bloque.
Es complejo y difícil de entender. Es intuitivo y fácil de entender.
Es conveniente para depurar errores. Es difícil depurar errores.
La solución es mostrada en lenguaje natural. La solución es presentada en formato pictórico.
Es más fácil resolver problemas complejos. Es difícil para resolver problemas complejos.
Cuesta más tiempo crear un algoritmo. Cuesta menos tiempo crear un diagrama de flujo.

Tipos de Algoritmos

No es de sorprender que los algoritmos sean ampliamente usados en la programación de computadores. Sin embargo, se puede aplicar en la resolución de problemas matemáticos e incluso en la vida diaria. Aquí viene una pregunta: ¿cuantos tipos de algoritmos hay? De acuerdo con el Dr. Christoph Koutschan, un científico informático trabajando en el Instituto de Investigación de Computación Simbólica (RISC) en Austria ha llevado encuestas y votaciones acerca de los tipos importantes de algoritmos. Como resultado, a listado 32 tipos de importantes de algoritmos en ciencias de computación. A pesar de la complejidad de los algoritmos, generalmente podemos dividir los algoritmos en 6 tipos fundamentales basados en su función.

Tipos de algoritmo

Fuente de la imagen: www.educba.com

1. Algoritmo Recursivo

Se refiere a la forma de resolver problemas dividiéndolos repetidamente en problemas más pequeños. El ejemplo clásico de usar un algoritmo recursivo para resolver problemas es la Torre de Hanói.

2. Algoritmo Divide y Vencerás

Tradicionalmente, El algoritmo divide y vencerás consiste en dos partes: 1. dividiendo un problema en sub problemas independientes más pequeños del mismo tipo; 2. encontrar la solución final del problema original después de resolver estos pequeños problemas por separado.

Las claves del algoritmo para dividir y conquistar son:

  • Si puedes encontrar el sub problema repetido y el bucle de la estructura del problema original, podrías fácilmente cambiar el problema original en problemas más pequeños y simples.
  • Intenta dividir toda la solución en varios pasos (diferentes pasos requieren diferentes soluciones) para hacer el proceso más fácil.
  • ¿Los sub problemas son fáciles de resolver? De no ser así, el problema original podría costar mucho tiempo.

3. Algoritmo de Programación Dinámica

Desarrollado por Richard Bellman en 1950, el algoritmo de programación dinámica es usado generalmente para la optimización de problemas. En este tipo de algoritmo, los resultados anteriores son recolectados para su uso en el futuro. Similar al algoritmo de divide y vencerás, un algoritmo de programación dinámica simplifica un problema complejo al dividirlo en problemas más simple. Sin embargo, la mayor diferencia entre ellos es que éste último requiere la superposición de sub problemas, mientras que en el otro no es necesario.

4. Algoritmo Voraz

Este es otra forma de resolver problemas de optimización del algoritmo voraz. Se refiere a encontrar siempre la mejor solución en cada paso, en lugar de considerar la optimización general. Es decir, lo que hace es optimizar solo localmente. Debido a las limitaciones del algoritmo voraz, se tiene que tomar en cuenta que la clave para seleccionar el algoritmo voraz es considerar cualquier consecuencia en el futuro.

5. Algoritmo de Fuerza Bruta

El algoritmo de fuerza bruta es una solución sencilla al problema, normalmente basado en la descripción del problema y en la definición del concepto involucrado. Puedes usar la expresión "solo hazlo" para describir la estrategia de la fuerza bruta. En pocas palabras, el algoritmo de fuerza bruta es considerado como uno de los algoritmos más simples, el cual itera todas las posibilidades y termina con una solución satisfactoria.

6. Algoritmo Vuelta Atrás

Basado primero en la profundidad de una búsqueda recursiva, el algoritmo de vuelta atrás se enfoca en encontrar la solución al problema durante el proceso de búsqueda de enumeración. Cuando no puede satisfacer la condición, "Vuelve atrás" e intenta otro camino. Es apropiado para resolver problemas largos y complicados, el cual gana reputación de "método de solución general". Uno de los ejemplos de algoritmo de vuelta atrás más famoso, es el del rompecabezas de las ocho reinas.

Cómo Usar Diagrama de Flujo Para Representar Algoritmos

Ahora que tenemos la definición de algoritmos y diagramas de flujo, ¿cómo usamos un diagrama de flujo para representar un algoritmo? Para crear un algoritmo, necesitamos descargar un software.

Los algoritmos son principalmente usados para matemáticas y programas informáticos, mientras que, los diagramas de flujo pueden usarse para describir toda clase de procesos: negocios, educación, personal y por supuesto algoritmos. Así los diagramas de flujos son usados comúnmente como una herramienta de planeación para organizar visualmente los procesos paso a paso de un programa. Aquí tienes Unos ejemplos:

Ejemplo 1: Imprimir del 1 al 20:

Algoritmo:

Paso 1: Inicializar X como 0,

Paso 2: Incrementar X por 1,

Paso 3: Imprimir X,

Paso 4: Si X es menor a 20 entonces vuelve al paso 2.

Diagrama de Flujo:

Algoritmo de diagrama de flujo

Ejemplo 2: Convertir Temperatura de Fahrenheit (℉) a Celsius (℃)

Algoritmo:

Paso 1: Lee temperatura en Fahrenheit,

Paso 2: Calcula la temperatura con la fórmula C=5/9*(F-32),

Paso 3: imprime C,

Diagrama de Flujo:

Algoritmo de diagrama de flujo 2

Ejemplo 3: Determina si un Estudiante Pasó el Examen o No:

Algoritmo:

  • Paso 1: Introduce las notas de 4 cursos M1, M2, M3 y M4,
  • Paso 2: Calcula el promedio de notas con la formula "Nota=(M1+M2+M3+M4)/4"
  • Paso 3: Si la nota promedio es menor a 60, imprime "REPROBADO", sino imprime "APROBADO".

Diagrama de Flujo:

Algoritmo de diagrama de flujo 4

Conclusión

De lo anteriormente mencionado, podemos llegar a la conclusión de que un diagrama de flujo es una representación pictográfica de un algoritmo, un algoritmo puede ser expresado y analizado a través de un diagrama de flujo.

Un algoritmo te muestra cada paso para llegar a la solución final, mientras que el diagrama de flujo muestra cómo llevar a cabo el proceso conectando cada paso. Un algoritmo usa principalmente palabras para describir los pasos mientras un diagrama de flujos se apoya en símbolos, formas y líneas de flujo para hacer el proceso de forma lógica.

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