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Algoritmos para resolver problemas computacionales



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Objetivo central SER CAPAZ DE ANALIZAR, COMPRENDER Y RESOLVER UNA AMPLIA VARIEDAD DE PROBLEMAS COMPUTACIONALES, DISEÑANDO E IMPLEMENTANDO SOLUCIONES EFICIENTES Y DE CALIDAD, COMO RESULTADO DE LA APLICACIÓN DE UN PROCESO METÓDICO
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Resolver problemas ¿Qué clase de problemas? ¿Cómo es el proceso para resolver un problema? ¿Cuándo se dice que la solución es eficiente y de calidad?
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Problemas, programas, algoritmos y estructuras de datos Problema: Conjunto de hechos o circunstancias que dificultan la consecución de algún fin. Algoritmo: Conjunto de reglas finito e inambiguo. Estructura de datos: Disposición en memoria de la información. Programa: Algoritmos + Estructuras de datos. PROBLEMA PROGRAMA Algoritmos+ Estructuras de datos
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Corrector ortográfico A, ala, algoritmos, barco, cosa, curso, datos, estructuras, evaluación… prácticas… palabro Sí No Correcta Error
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Corrector ortográfico Supongamos un ordenador a 2 GHz. Supongamos que el diccionario tiene 5 millones de palabras, y el acceso y comparación de cada palabra tarda 100 ciclos de reloj. Cada palabra tarda 0,25 segundos. ¡¡La corrección de un párrafo de 100 palabras tardaría 25 segundos!!
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Corrector ortográfico 1000 palabras en 2 segundos = 1 palabra en 2 milisegundos. ¡125 veces más rápido que la búsqueda básica!
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Planificador de rutas ¿Cómo representar la información (lugares y carreteras)? ¿Cómo calcular el camino más corto entre dos lugares?
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Planificador de rutas Representación mediante un grafo: Lugares = nodos. Carreteras = arcos entre nodos.
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Planificador de rutas ¿Cómo calcular los caminos mínimos en el mapa? Fuerza bruta: empezar por Cádiz y probar todos los caminos hasta llegar. Supongamos que limitamos a 20 ciudades, existiendo 6 caminos por ciudad. ¡¡Existen 95 billones de caminos!!
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Otro problema con grafos Problema del viajante: encontrar una ruta que pase por todas las ciudades con el mínimo coste. EN ESTE CASO ES SENCILLO, PERO ¿Y SI TENEMOS...?
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El Reto del Viajante RETO. Encontrar un ciclo para el grafo anterior, superando la mejor solución existente. Seguir el formato de entrada/salida. RECOMPENSA. Un 10 en el tema de grafos para el ganador del reto. Un comodín para el que baje de 22.000.
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Otro reto EL JUEGO DE LAS CIFRAS. Dado un conjunto de 6 enteros, encontrar la forma de conseguir otro entero, utilizando las operaciones de suma, resta, producto y división entera (y sin usar cada número más de una vez).
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El Reto de las Cifras RETO. Implementar un programa para resolver el problema, más rápido que la versión del profesor, y que no pierda ninguna solución. RECOMPENSA. Un comodín para quien lo supere. Más +1 punto de notas adicionales.
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Evolución e historia de la programación Lenguajes de bajo nivel (Basic, Fortran, Ensamblador, …)
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Ejemplo de programa BASIC 10 PAPER 7: BORDER 7: INK 0: BRIGHT 0: FLASH 0 20 DIM a$(22,20): DIM f(22): DIM c(22): DIM g$(11,2): DIM z$(22,18): DIM x$(22) 30 FOR n= 1 TO 22 40 READ f,c: LET b$=CHR$ 19+CHR$ 1: LET f(n)=f: LET c(n)=c 50 FOR m=0 TO 2: READ r$ 60 LET b$=b$+CHR$ 22+CHR$ (f+m)+CHR$ c+ r$ 70 NEXT m: LET a$(n)=b$: NEXT n: GO SUB 470 80 CLS : FOR N=1 TO 22: PRINT A$(N): NEXT N: IF x$(1)<>" " THEN LET g$=x$ 90 PRINT AT 0,2;"__";AT 1,2;"¦ EBEO";AT 2,2;"¯¦";AT 3,2;"¦¦ OBLE";AT 4,2;"_¯ "; INK 3; AT 19,16;"Adaptacion para"; INK 1;AT 20,19;"MICRO";" HOBBY" 100 PLOT 128,0: DRAW 0,170: DRAW 10,4: DRAW 24,1: DRAW 82,0 110 PLOT 128,0: DRAW 10,4: DRAW 24,1: DRAW 88,0 120 DRAW 0,164: DRAW -2,2: DRAW 0,-164: DRAW -2,2: DRAW 0,164: DRAW – 2,2: DRAW 0,-165 130 PLOT 128,0: DRAW -10,4: DRAW -24,1: DRAW -88,0 140 DRAW 0,164: DRAW 2,2: DRAW 0,-164: DRAW 2,2: DRAW 0,164: DRAW 2,2: DRAW 0,-164 150 PLOT 128,170: DRAW -10,4: DRAW -24,1: DRAW -82,0 160 DATA 1,12," ¦ "," _ "," ¯‚",1,17," ¦ "," ¦ "," ¦ ",1,22," _ "," _ "," ¯ ",1,27,"¦¦ ","¯¦ "," ¯ " 170 PLOT 128,2: DRAW -10,4: DRAW -24,1: DRAW -85,0 180 PLOT 128,2: DRAW 10,4: DRAW 24,1: DRAW 85,0
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Ejemplo de programa BASIC 290 DIM b$(22,2): FOR n=1 TO 11: FOR m=1 TO 2 300 LET s=INT (RND*22)+1 310 IF b$(s,1)=" " THEN LET b$(s,1)=g$(n,1): LET b$(s,2)=g$(n,2): NEXT m: NEXT n: GO TO 330 320 GO TO 300 330 DIM r(22): LET di=0: LET itn=0: LET u=.001 340 PRINT AT 20,2;di: IF di=275000 THEN LET di=350000: PRINT AT 20,2; FLASH 1;di'"CONSEGUIDO EL PLENO EN ";itn;" veces": PRINT #0;"Pulsa una tecla para empezar": GO SUB 440: GO SUB 440: GO SUB 440: PAUSE 0: GO TO 80 350 INPUT n: IF n>22 OR n<1 THEN GO TO 350 360 IF r(n)=1 THEN GO TO 350 370 LET k=n: GO SUB 700 380 INPUT m: IF m>22 OR m<1 OR m=n THEN GO TO 380 390 IF r(m)=1 THEN GO TO 380 400 LET k=m: GO SUB 700 410 LET itn=itn+1: IF b$(n)=b$(m) THEN LET di=di+25000: PAPER 3: LET k=n: GO SUB 720: PAPER 3: LET k=m: GO SUB 720: LET r(n)=1: LET r(m)=1: GO SUB 440: GO SUB 450: GO TO 340 420 BRIGHT 1: PAUSE 45: PAUSE 45: LET f=f(n): LET c=c(n): PRINT AT f,c;a$(n,8);AT f+1,c;a$(n,14);AT f+2,c;a$(n,20): PRINT AT f,c;a$(n,7 TO 8);AT f+1,c;a$(n,13 TO 14);AT f+2,c;a$(n,19 TO 20): BEEP .01,-10: PRINT a$(n): BEEP .02,0 430 LET f=f(m): LET c=c(m): PRINT AT f,c;a$(m,8);AT f+1,c;a$(m,14);AT f+2,c;a$(m,20): PRINT AT f,c;a$(m,7 TO 8);AT f+1,c;a$(m,13 TO 14);AT f+2,c;a$(m,19 TO 20): BEEP .01,-10: PRINT a$(m): BEEP .02,0: BRIGHT 0: GO TO 350