1. La programación

La programación hace posible muchas actividades cotidianas, presenciales y digitales, tanto de trabajo como de diversión. Algunos ejemplos donde se aplica la programación son:

Las tareas/actividades o pasos de un proceso programado y recurrente suelen realizarse en el mismo orden (inician, se desarrollan y terminan).

Las actividades anteriores tienen aspectos en común: fecha, personas involucradas y lugar establecido, entre otros, pero ¿es posible realizarlas de forma programada? Para responder a esta pregunta es importante identificar si la tarea cuenta con elementos como fecha, lugar y requisitos o pasos de forma secuenciada y relacionados entre sí.

Para entrar al tema de la programación, iniciaremos con sus fundamentos básicos (en esta semana no se abordará la codificación/programación informática). Para una mejor comprensión, abordaremos ejemplos cotidianos y, después, ejemplos informáticos, a fin de identificar la relación que existe entre ambos tipos de programación.

1.1. Programación en la vida cotidiana y en la informática

Iniciemos con la definición de la programación desde lo cotidiano:

Programar se considera como un proceso estructurado que requiere pensamiento y creatividad, el cual involucra conocimientos de diversos campos como las matemáticas, la lógica e incluso la ciencia. El proceso de programación se divide en tres fases principales: planificación, construcción y prueba. Más adelante veremos estas fases en los ejemplos que hemos preparado.

La programación en la informática es el proceso de creación de aplicaciones, herramientas y/o programas. Su finalidad es traducir los deseos o necesidades de una persona u organización al lenguaje de la computadora.

Las definiciones anteriores, cotidiana e informática, engloban acciones o tareas tan simples como los pasos para prepararte un sándwich por la mañana o tan complejas como la simulación de mundos en realidad virtual (videojuegos).

A continuación, se exponen los conceptos básicos necesarios para adentrarte en el funcionamiento de los programas informáticos. Para profundizar en el tema, te recomendamos el siguiente video:

2. Tipos de algoritmos

En programación informática, una lista de pasos relacionados entre sí para solucionar un problema recibe el nombre de algoritmo, es decir, es necesario describir la secuencia de pasos o acciones para resolver un problema o una tarea con el máximo detalle, considerando todas las posibles alternativas, repeticiones y errores, por ejemplo:

Con sólo estos pasos podemos definir un algoritmo, aunque sea así de corto. Cualquier proceso se puede convertir en algoritmo mientras el número de datos sea finito y concluya en un resultado concreto.

Normalmente los algoritmos se construyen para que los ejecuten las computadoras, por lo cual es muy importante detallar todos los pasos. En el ejemplo anterior no se incluyó la instrucción "Cerrar la puerta del refrigerador", por lo que su ejecución provocaría que la puerta se quedara abierta, lo que a su vez causaría que el frío se escapara y se echaran a perder alimentos almacenados en él. Así, cuando se programa es conveniente pensar en la computadora como un ayudante extremadamente obediente pero que carece de sentido común e iniciativa.

Ahora bien, realizaremos un ajuste para que el algoritmo anterior permita sacar un refresco sin daños colaterales, quedando de la siguiente manera:

                 
           INICIO
            1. Abrir la puerta del refrigerador
            2. Identificar el refresco que queremos
            3. Sacar el refresco
            4. Cerrar la puerta del refrigerador
           FIN
                 
               

Lo mismo ocurre en el caso de una malteada

                 
           INICIO
            1. Abrir la puerta del refrigerador
            2. Identificar el refresco que queremos
            3. Sacar el malteada
            4. Cerrar la puerta del refrigerador
           FIN
                 
               

La desventaja que se observa en este ejemplo es que cada vez que se quiera una bebida distinta se tienen que modificar las instrucciones para indicar un tipo de bebida distinto.

En la vida cotidiana decimos, escribimos y realizamos algoritmos, recordemos que un algoritmo es una secuencia de pasos relacionados entre sí para resolver un problema o realizar una tarea, algunos ejemplos de algoritmos son:

1. dar o recibir indicaciones para llegar a un lugar
2. escribir una receta de cocina
3. Seguir el trayecto para llegar a un lugar
4. dar o recibir instrucciones para realizar una tarea

Las personas realizamos algoritmos de diferentes maneras, unas más especializadas que otras. Las formas verbales, orales o escritas, así como los esquemas, no requieren conocimiento informático. Sin embargo, un pseudocódigo o código de programa sí requiere conocimiento especializado. El contexto de uso y aplicación nos indica qué tipo de algoritmo necesitamos. A continuación te presentamos algunos ejemplos.

2.1. Algoritmo verbal escrito

Este tipo de algoritmo se usa cuando se requieren instrucciones con inicio y fin, a partir de una serie de pasos secuenciados y relacionados entre sí, para realizar una acción determinada. Un claro ejemplo son las recetas de cocina; en estas se mencionan todos los ingredientes a ocupar y en qué cantidades, así como los pasos que a seguir para obtener el platillo indicado. En este ejemplo se indican ingredientes, cantidades, proceso y tiempos. A menudo también se indica el número de porciones resultantes.

2.2. Algoritmo verbal oral

Este tipo de algoritmo se expresa de manera oral en la vida cotidiana. Un ejemplo es cuando brindas indicaciones a otra persona para llegar a un lugar: alguien se acerca a ti y te pregunta cómo llegar a una dirección que está cerca; el inicio del algoritmo es el punto de partida y termina en el lugar de destino deseado, el cuerpo del algoritmo son lo pasos que tendrá que seguir la persona (calles, cuadras, vueltas, etc.) para llegar a la dirección.

Escucha el siguiente ejemplo de un algoritmo verbal oral

2.3. Algoritmo gráfico (esquemas)

En ocasiones se dificulta explicar o dar instrucciones sólo de manera verbal, escrita u oral, por lo que nos auxiliamos de dibujos o esquemas que constituyen algoritmos gráficos. Este algoritmo es especialmente útil cuando necesitas planificar, documentar, estudiar, mejorar o comunicar procesos que son complejos porque cuentan con muchos pasos y/o rutas alternativas.

2.4. Pseudocódigo

El pseudocódigo es un tipo de algoritmo que representa los primeros pasos para iniciar la programación informática.

Se emplea cuando necesitas expresar los pasos que va a realizar un programa de la forma más parecida a un lenguaje de programación, aunque sin usar propiamente uno. Su principal función es representar paso a paso la solución a un problema, de la forma más detallada posible, utilizando un lenguaje cercano al de programación.

        		
      INICIO
          Edad: Entero
          ESCRIBA "¿Cuál es tu edad?"
          LEA Edad
          SI Edad >= 18 ENTONCES
            MUESTRA "Eres mayor de edad"
          FIN - SI
          ESCRIBA "Fin de algoritmo"
      FIN
          	
          

3. Código del programa

Es el conjunto de instrucciones que un desarrollador o desarrolladora ordena ejecutar a una computadora. Dicho código está estructurado o escrito según las reglas correspondientes a un lenguaje de programación específico como el lenguaje C++, PHP, HTML, Python, por mencionar algunos. (PIPELAB, s.f.)

3.1. Variables y tipos de datos

Las variables se pueden imaginar como cajas vacías donde se puede almacenar un valor temporal, estas cajas deben llevar un nombre e indicar qué tipo de dato contienen.

Variables (cc) elaborada por Gustavo, M.

Siguiendo la metáfora de la caja, cuando se define, es decir cuando se le pone un nombre y tipo de dato, es como si se le rotulara con un marcador indeleble: ya no se puede modificar. Si a una caja la etiquetamos como contenedora de libros, podríamos sacar los libros y reemplazarlos con otros, pero sólo podríamos guardar libros; no podríamos guardar hojas, ni cuadernos, ni carpetas, ni revistas… sólo libros, según está escrito en el rótulo de la caja; eso pasa con las variables en programación.

Los tipos de datos que pueden almacenar las variables son principalmente:

Enteros

Definición Números enteros (1, 2, 3, etc.).

Ejemplo 23, 55, 60, 1992, etc.

Caso de usoLa calificación de una asignatura o la edad de una persona.

Reales

Definición Números flotantes(con decimales) y signo.

Ejemplo 1.5, 5.2, -8.3, -2, etc.

Caso de uso La cantidad a favor o a pagar en una declaración de impuestos.

Carácter

DefiniciónUna sola letra.

Ejemplo M, F, N, E, etc.

Caso de uso Respuesta a una pregunta de una encuesta como género masculino (M) o femenino (F), nacional (N) o extranjero (E).

Cadenas de caracteres

Definición Frase corta o palabras, siempre se ponen entre comillas (").

Ejemplo ACA, MEX, GDL, MTY, OAX

Caso de uso Los códigos de los aeropuertos, nombres de personas, calles, etc.

Booleano

Definición Es un tipo de dato lógico, sólo es Verdadero o Falso.

Ejemplo V o F, 0 o 1, sí o no.

Caso de uso Responder una pregunta como: ¿Eres donante de órganos? Sí o no

Retomando el ejemplo del algoritmo para sacar una bebida del refrigerador, a fin de evitar tener que repetir una versión modificada cada vez que se quisiera obtener una bebida distinta, la solución más eficaz sería utilizar variables en el algoritmo. Al utilizar las variables podemos reutilizar algoritmos para ampliar las aplicaciones de uso. Un ejemplo muy común son las variables que almacenan los datos de inicio en un formulario, estas comúnmente se denominan user (usuario) y password (contraseña).

3.2. Operadores y funciones¹

En la vida cotidiana ocupamos diferentes herramientas para solucionar problemas, situaciones o contextos. Tan natural es usarlas que no siempre las identificamos ni estamos conscientes de ellas; un ejemplo de lo anterior es cuando calculamos el tiempo y dinero que requerimos para trasladarnos de un lugar a otro; cuando comparamos diferentes modelos de celular; cuando solicitamos permiso al jefe y nos lo otorga siempre y cuando cumplamos con dos o más condiciones. A continuación abordaremos estos temas desde lo cotidiano y cómo puede ello integrarse en una lógica de programación.

Operadores

Los operadores son signos o símbolos que especifican en una expresión qué tipo de acción se debe realizar.

Existen diferentes tipos de operadores; a continuación, mencionamos y ejemplificamos algunos:

Operador	Definición	Ejemplo
Aritmético	Permite realizar operaciones matemáticas	4 * 5 135 / 35 10 - 8
Comparación	Compara valores y realizar acciones con base en el resultado	Valor1 < Valor2 promedio > puntos contraseña = psswd
Lógicos	Son utilizados para combinar comparaciones devolviendo un valor de verdadero si se cumple, falso si no o nulo si se encuentra algún error en dicha comparación.	Los operadores booleanos son lógicos: "AND" devuelve "True" si ambos elementos son "True", es decir, si en un motor de búsqueda ingreso "competencia AND blanda", devuelve resultados donde se encuentren ambos términos, es decir, donde ambos términos den un valor verdadero.
Condicionales	Establecen si se realizará una acción si se cumple o no una regla.	Vas al cine si arreglas tu cuarto. No vas si repruebas la materia.

A partir de aquí analizaremos algunos ejemplos de programación, y para ello es necesario que conozcas una herramienta que te facilitará la visualización y la ejercitación del código, esta herramienta es Scratch (https://scratch.mit.edu), este es un programa gratuito diseñado para usuarios principiantes que quieran aprender a programar utilizando una interfaz amigable, intuitiva, y fácil de entender para personas de cualquier edad que estén dando sus primeros pasos en la programación. Además, propicia la creatividad, el aprendizaje autónomo y colaborativo. Para más información, consulta el siguiente video:

Primer ejemplo: Identificar si un nombre tiene la vocal 'a' en alguna de las letras que lo componen

Para resolver el ejemplo, realizaremos los siguientes pasos:

Paso 1. Planteamiento del problema o ejercicio

En este paso se identifica el problema o ejercicio a solucionar y, si consideramos necesario, podemos replantear para saber qué y cuántas acciones debemos realizar. Quedando un algoritmo escrito de la siguiente manera:

               
                 INICIO
                  1. Se pregunta el nombre
                  2. Cada letra del nombre se compara con la vocal ‘a’
                  3. Si el nombre cuenta con una vocal ‘a’ se indicará
                  4. Si el nombre no cuenta con una vocal ‘a’ se indicará
                FIN
               
            

Las acciones anteriores son las mínimas necesarias para solucionarlo, pero recordemos que podremos agregar más si así lo requerimos.

Paso 2. Desarrollar el diagrama de flujo

El siguiente paso representaremos las acciones a través de un diagrama de flujo, quedando de la siguiente manera:

Paso 3. Codificando en Scratch

El diagrama de flujo realizado permite tener claro los módulo a utilizar en Scratch, para ver cómo se resolvió interactúa con el siguiente programa:

Es momento de practicar con el ejercicio pasado, identifica que cambios te gustaría hacer y realizalos en el editor de Scratch a través del siguiente botón:

Identifica cada elemento del programa en Scratch a través del siguiente interactivo:

---

3.3. Estructuras de control: Casos

Las estructuras de control son aquellos operadores que llevan a cabo una acción a partir de una condición que funge como una solicitud o un permiso.

Los permisos son formas de controlar actividades, y lo podemos notar en la vida cotidiana a través de expresiones de condición o de control, por ejemplo:

Al revisar los ejemplos anteriores, identificamos que el si es el término que antecede a la condición para poder realizar las actividades (lavar, entregar, reponer), por lo que siempre que se cumpla la condición se realiza la actividad.

Otros ejemplos que se pueden considerar como estructuras de control, pero más cercanos a una programación, son los cuestionarios de opción múltiple; por ejemplo:

La respuesta correcta a esta pregunta es Pikachu por lo que, si la seleccionamos, obtendremos 2 puntos.

En este caso la estructura lógica quedaría de la siguiente manera:

Si respuesta = pikachu entonces puntaje = 2

Este es un ejemplo de condicional, donde “si” la respuesta es una, “entonces” la consecuencia es el puntaje, que puede ser 2 (cuando es correcta) o 0 (si es incorrecta).

Estructura para casos en programación

La estructura de control de casos permite evaluar una variable y realizar acciones dependiendo de su valor, por ejemplo:

En este ejemplo a diferencia del operador condicional, cada opción deriva en una acción específica, o sea que tenemos diferentes condicionales como si fuera una sucesión de “si”, pero agrupadas en una sola estructura de control. En el ejemplo, hay tres tipos de hamburguesa que se pueden elegir (estándar, sin cebolla y con doble queso) y en cada caso la acción varía, habiendo una cuarta opción que es cualquier otra solicitud diferente a las tres opciones contempladas, elección que deriva en su propia acción.

Segundo ejemplo: ¿qué hamburguesa quieres comer?

Para resolver este ejemplo, se generar un algoritmo para, después, realizar un diagrama de flujo y terminar con un programa en Scratch. La propuesta del algoritmo quedaría de la siguiente manera:

Paso 1. Planteamiento del problema o ejercicio

En este paso se identifica el problema o ejercicio a solucionar y, si consideramos necesario, podemos replantear para saber qué y cuántas acciones debemos realizar. Quedando un algoritmo escrito de la siguiente manera:

             
            INICIO
               1. Mostrar menú:
                   A. Hamburguesa estándar
                   B. Hamburguesa con tocino
                   C. Hamburguesa doble queso
               2. ¿Qué opción eliges?, guardar respuesta en variable respuesta
               3. Si respuesta = A
                  3.1 Pagar 50 pesos y recoger en el mostrador
               4. Si respuesta = B
                  4.1 Pagar 60 pesos y esperar en mostrador
               5. Si respuesta = C
                  5.1 Pagar 75 pesos y recoger en mostrador
               6. Si respuesta diferente A, B y C
                  6.1 Opción no válida
          FIN
             
          

Las acciones anteriores son las mínimas necesarias para solucionarlo, pero recordemos que podremos agregar más si así lo requerimos.

Paso 2. Desarrollar el diagrama de flujo

El siguiente paso representaremos las acciones a través de un diagrama de flujo, quedando de la siguiente manera:

Paso 3. Codificando en Scratch

El diagrama de flujo realizado permite tener claro los módulo a utilizar en Scratch, para ver cómo se resolvió interactúa con el siguiente programa:

Es momento de practicar con el ejercicio pasado, identifica que cambios te gustaría hacer y realizalos en el editor de Scratch a través del siguiente botón:

Identifica cada elemento del programa en Scratch a través del siguiente interactivo:

3.4. Estructuras de control: Ciclos

Las estructuras de repetición, también conocidas como ciclos, bucles o loops en inglés, permiten realizar una acción o una secuencia de pasos si se cumple una condición, es decir, esta estructura se apoya en los operadores lógicos y/o relacionales.

Hay escenarios donde repetimos las mismas acciones o actividades siempre y cuando se cumpla la condición, por ejemplo:

En el ejemplo anterior, se identifica que la condicional para repetir las acciones (condición de parada) es pelear y romper, eso detona un nuevo bucle que repite las acciones hasta que se da, nuevamente, la condición de parada, cuando pelean y rompen nuevamente, lo que inicia un nuevo ciclo.

Último ejemplo: Sábado de lavar ropa

En este último ejemplo, iniciaremos con un algoritmo para, después, realizar un diagrama de flujo y terminar con un programa en Scratch. La propuesta del algoritmo quedaría de la siguiente manera:

Paso 1. Planteamiento del problema o ejercicio

En este paso se identifica el problema o ejercicio a solucionar y, si consideramos necesario, podemos replantear para saber qué y cuántas acciones debemos realizar. Quedando un algoritmo escrito de la siguiente manera:

                     
                    INICIO
                      1. Iniciar el ciclo de lavado
                      2. Elegir el número de lavado y lenguaje a realizar.
                      3. Guardar decisión en variable respuesta
                      4. Repetir si vuelta < respuesta
                            4.1 Lavadora llena agua
                            4.2 Lavadora talla
                            4.3 Lavadora exprime
                            4.4 ciclo = ciclo + 1
                      5. Lavadora emite sonido que ha terminado
                      6. Sacar ropa y tender
                  FIN
                     
                  

Las acciones anteriores son las mínimas necesarias para solucionarlo, pero recordemos que podremos agregar más si así lo requerimos.

Paso 2. Desarrollar el diagrama de flujo

El siguiente paso representaremos las acciones a través de un diagrama de flujo, quedando de la siguiente manera:

Paso 3. Codificando en Scratch

El diagrama de flujo realizado permite tener claro los módulo a utilizar en Scratch, para ver cómo se resolvió interactúa con el siguiente programa:

Es momento de practicar con el ejercicio pasado, identifica que cambios te gustaría hacer y realizalos en el editor de Scratch a través del siguiente botón:

Identifica cada elemento del programa en Scratch a través del siguiente interactivo:

4. Funciones

Una función es un propósito o tarea particular que se le atribuye a una cosa o a un ser vivo. Las funciones se materializan a través de tareas o acciones. Por ejemplo, en un esquema simple y sólo para efectos de ilustrar el punto, podemos decir que la función de una mascota es dar compañía grata a su amo o ama. Esa compañía se materializa en acciones como salir de paseo, recibir un baño (para que no huela mal o tenga pulgas), cuidar la casa ante posibles extraños que puedan dañar a su amo/ama y/o su patrimonio, etc.

4.1. Funciones en la vida cotidiana

Limpiar tu recámara es una actividad que realizas de manera frecuente. Para cumplir el propósito de dejar limpio el espacio es necesario realizar varias actividades, tales como barrer, tender la cama, ordenar tu escritorio, poner la ropa sucia en el cesto, sacudir el librero, por mencionar algunas. En este ejemplo podemos anteponer la palabra ‘función’ a cada actividad, quedando de la siguiente manera:

1. Función barrer.
2. Función tender la cama.
3. Función ordenar escritorio.
4. Función poner ropa sucia en el cesto.
5. Función sacudir librero.

Todas estas actividades/funciones en conjunto permiten cumplir el objetivo, que es dejar la recámara limpia y ordenada. En programación es importante identificar las actividades/funciones implicadas en la solución o atención de una problemática y ordenarlas de forma lógica.

4.2. Funciones en programación

Una función en programación es un bloque de código que realiza alguna operación o acción en particular y que se usará dentro de un programa.

Las funciones son útiles para aislar las operaciones o acciones comunes en un sólo bloque reutilizable, idealmente con un nombre que describa claramente lo que hace la función.

Estos bloques de código incluyen operadores, variables, estructuras de control y/o repetición y sirven para realizar una acción en particular. Las funciones son útiles porque separan las operaciones y/o acciones comunes en bloques reutilizables, lo que también se conoce como programación modular. Las funciones se deben etiquetar idealmente con un nombre que describa claramente lo que realizan; por ejemplo una función que realiza la operación de repetir diez veces una acción, podría ser nombrada como clonar10.

No existe un límite para el número de operaciones que puede integrar una función, aunque se recomienda que las funciones realicen actividades simples o solamente una actividad, con la finalidad de que sean fáciles de codificar, entender, corregir e implementar en un programa.

Por lo regular los algoritmos complejos deben dividirse en funciones más sencillas y fáciles de comprender siempre que sea posible.

5. Programación modular

La complejidad de las actividades que realizamos cotidianamente varía. Por lo general, para organizarlas, optamos por dividirlas y atenderlas una a una, conforme a diferentes criterios, como pueden ser: grado de importancia /urgencia, nivel de complejidad, gusto, etc.

Procuramos separar o segmentar las actividades, que es lo mismo que hace la programación modular: dividir una gran actividad en actividades pequeñas, permitiendo realizarla de manera más sencilla y organizada.

La programación modular en informática se usa en los casos en que la cantidad de instrucciones en un algoritmo (problema o situación) se incrementa, dificultando corregir, modificar, optimizar o eliminar instrucciones. Así, un problema complejo se divide en varios subproblemas más pequeños.

Para profundizar en la lógica de programación es necesario que consultes y ejercites alguno de los siguientes tutoriales:

No importa si realizas uno, dos o más tutoriales, lo importante es que te familiarices con la manera en que Scratch funciona ya que esta experiencia será necesaria para realizar cualquier actividad donde se requiera identificar módulos, funciones y variables.

Referencias de contenido

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