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29
NOV
2017

Tipos de estructura de datos en informática

by estudiapuntes
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UNIDAD 3

Estructuras de datos

Intento: 1

Datos de información


En la unidad 2 aprendimos a reconocer un problema y a especificar todos los elementos del mismo. Seguramente estarás recordando que, dentro de esos elementos que identificamos, se encontraban los Datos de Entrada y los Datos de Salida.

En esta unidad, veremos cómo se representan esos datos y para eso introduciremos las ideas de tipos de datos, variables y constantes. También presentaremos los tipos de datos a utilizar en los algoritmos y las operaciones que podremos realizar con cada uno de ellos.

Cuando hablamos de datos, tanto de entrada como de salida y decimos que tienen que tener un nombre para poder identificarlos,  pero… 

¿Dónde se identifican los datos?

No entraremos en detalle sobre cuestiones físicas o carácterísticas de la memoria, ya que es un tema de otra asignatura.  Lo que nos interesa en esta materia, son los datos y sus posibles valores. Entonces: 

Volvamos al ejemplo que planteamos sobre nuestro viaje de vacaciones…

Recordemos que definimos varios datos, entre ellos DÍAS DE DURACIÓN y PRESUPUESTO. Ya habíamos determinado que ambos datos tendrán valores numéricos, pero no nos quedamos ahí, ya que establecimos que los DÍAS son números enteros y el PRESUPUESTO es un número real.

Ahora bien, ¿qué significa esto? Evidentemente un número real tiene carácterísticas distintas que un número entero, por ejemplo, la parte decimal. Del mismo modo que si nosotros escribimos un número entero o real en un papel, utilizamos distintos espacios, estos números ocuparán en memoria una cantidad de espacio diferente.

Estructura de datos primitivas

Además del espacio que ocupan estos números de distinto formato en la memoria, hay otras carácterísticas distintivas.

Es decir, con la edad, al ser un dato numérico, podremos hacer operaciones que se aplican a números, como por ejemplo sumar, restar, calcular promedios, obtener un máximo, entre otras operaciones.
Ahora bien, con el nombre de la persona, no podremos calcular el promedio, ya que no tiene sentido. Seguramente, usted ya se dio cuenta que con un nombre no se pueden hacer operaciones matemáticas, debido a que el dato no es un número.

En definitiva, seguramente pudieron identificar que hay dos carácterísticas que dependen del valor de los datos:

√ El espacio que ocupa en memoria.

√ Las operaciones disponibles.

 

Por lo tanto, es necesario poder identificar de alguna manera el conjunto de datos posibles para poder definir el espacio y las operaciones, y es debido a ello que surge la necesidad de tener un Tipo de Dato.

De este modo podemos definir al Tipo de Dato como la carácterística que tiene un valor que determina las operaciones que se pueden realizar y cómo es almacenado en la memoria.

En este módulo, en el momento de desarrollar un algoritmo, trabajaremos con los Tipos de Datos simples, también llamados primitivos o estándares, que se encuentran definidos en la mayoría de los lenguajes de programación. En las siguientes unidades veremos la posibilidad de crear nuevos Tipos de Datos.

Tipos de datos

Los tipos de datos estándares son los mismos que definimos en el Análisis previo, y son los siguientes: 

Tipo de Dato Valor
Entero (Integer) Números enteros
Real (Float) Números reales
Carácter (Character) Un solo símbolo (letra, dígito, signo, etc.)
Cadena (String) Un conjunto de caracteres (palabra, frase, etc.)
Lógico (Boolean) Verdadero o Falso

A continuación, explicaremos las carácterísticas de cada uno de ellos:

El dato de tipo
Entero será un valor numérico dentro del conjunto de los números enteros. Algunos ejemplos de valores enteros son:

5, 257, 0, -734, -1, 1

Recordemos que no nos interesan las cuestiones físicas de los lenguajes o del límite de memoria, por lo tanto, no pondremos límites a los valores, teniendo disponible el conjunto de números enteros desde -∞ hasta ∞.
En un lenguaje de programación los tipos de datos están acotados ya que ocupan una cantidad finita de espacio en la memoria, pero de este tema nos ocuparemos cuando veamos ejemplos de lenguajes.

El dato de tipo Real será de un valor numérico que forma parte del conjunto de los números reales. Algunos ejemplos de valores reales son:

2,25; 1429,1456; 0,0 -12,0; -27,34

El valor de tipo carácter está formado por un único elemento que puede ser un dígito, una letra o un símbolo de puntuación o de los llamados símbolos especiales, como por ejemplo, los de pregunta, exclamación, etc. Es decir, que un valor de tipo carácter está limitado por el conjunto de símbolos que se pueden escribir en una computadora. Algunos ejemplos de valores de tipo carácter son:

‘a’, ‘B’, ‘1’, ‘:’, ‘^’, ‘ ‘, ‘%’, ‘F’, ‘!’

Tené en cuenta que los valores están encerrados entre comillas simples. Esta notación la utilizamos para poder diferenciar los números de los caracteres. Por ejemplo, el número entero 1 es un valor distinto que el carácter que representa al número 1.
De esta forma indicamos que 1 es distinto del carácter ‘1’.
Este tipo de dato es muy útil cuando trabajamos con valores o códigos de una sola letra o dígito. Más adelante veremos algunos ejemplos para aclarar estas ideas.

Este valor de tipo cadena está formado por un conjunto de caracteres.
También se suele llamar cadena de caracteres, pero para simplificar, nosotros lo llamamos cadena. En nuestros programas no será necesario limitar a una cantidad máxima esta cadena de caracteres, ya que forma parte de una carácterística física de los lenguajes de programación que, como les contamos previamente, no nos preocupa.
Ejemplos de datos de cadena pueden ser nombres, direcciones y cualquier otro valor que esté representado por palabras o textos, como, por ejemplo:

“Juan Pérez”, “Av. Rivadavia 950”, “AUX-130”, “”

Este último dato es lo que conocemos como una cadena vacía (sin caracteres) y la representamos con dos comillas seguidas.

Un dato lógico está formado por alguno de los siguientes valores:

VERDADERO o FALSO

Estos datos los utilizaremos para realizar operaciones lógicas o para trabajar con condiciones. Por ahora solo lo mencionamos, ya que le dedicaremos bastante tiempo y realizaremos muchos ejercicios para afianzar este tema más adelante.
El tipo de dato lógico también se conoce como Boolean, en inglés.

Variables y constantes

Ahora es el momento de desarrollar los conceptos de programación para trabajar con los datos.

Para eso, recordemos que los datos se almacenan en la memoria, por lo tanto, habrá un espacio dedicado a guardar cada dato. 

Seguramente estarás pensando que, como todo algoritmo tendrá varios datos, habrá en la memoria varios espacios destinados al almacenamiento de todos los datos. Evidentemente deberá haber alguna forma de no confundir estos espacios y poder trabajar con los datos correctamente. Para evitar esas confusiones utilizaremos un nombre único para ese espacio de memoria a lo largo de todo el algoritmo.

De esta manera podemos definir lo que es una variable:

1. Variables

Gráficamente, podemos imaginarlo así:

Una variable tendrá un nombre y un tipo de dato asociado, es decir, que tendrá un nombre y un valor. Así, tendrás que prestar mucha atención porque es muy fácil confundir el nombre de la variable con su valor. Pero…

¿Cómo sabemos el espacio que ocupará el valor?

  

Las variables tienen este nombre porque el valor puede modificarse (variar) durante la ejecución del algoritmo

Variables en seudocódigo

Seguramente te estarás preguntando cómo definir una variable en un algoritmo.

Una variable se define declarando su nombre y el tipo de dato. De forma genérica, lo definimos como NOMBRE:TIPO DE DATO.

Por ejemplo, si queremos guardar la edad y el nombre de una persona, podemos definir dos variables de la siguiente manera:

SEUDOCÓDIGO
EDAD: ENTERO
NOMBRE: CADENA

2. Concepto de Constante

Una Constante, al igual que una Variable, tiene un nombre asociado a un valor de un tipo de dato. 

Ahora bien, ¿cuál es la diferencia? 

Ejemplos de constantes son las constantes matemáticas, por ejemplo, PI, e, etc.  Además, cada programa podrá tener sus propias constantes para ese problema.
Constantes en seudocódigo

Para definir una Constante tendremos que especificar su nombre y su valor. El tipo de dato no es necesario indicarlo ya que será deducido de acuerdo al valor de la constante.

De forma genérica lo definimos como NOMBRE=VALOR

Veamos algunos ejemplos de definiciones de Constantes:

SEUDOCÓDIGO
PI = 3,14
IVA = 0,21
VELOCIDAD = 200
SALIDA = 'X'

Operaciones

Hasta el momento, hemos podido especificar un problema algorítmico, y además conocer los tipos de datos con los que es posible definir los Datos de Entrada y los Datos de Salida. 

Continuando con nuestros temas presentamos las operaciones que podemos realizar con cada tipo de dato. Así, agruparemos las operaciones en tres categorías de acuerdo al tipo de operaciones. De esta manera tenemos:

A continuación describimos cada tipo de operación…

1. Operaciones aritméticas

Las operaciones aritméticas son las que se aplican a los datos numéricos.  Veamos…

Operando Operación Se aplica a…..
+ Suma  ENTERO Y REAL                
– Resta   ENTERO Y REAL 
* Multiplicación   ENTERO Y REAL 
/ División   ENTERO Y REAL 
 DIV División entera  ENTERO
RESTO Resto de la División entera  ENTERO

Las operaciones + – *
son las operaciones aritméticas que ya conocés. 

La División, cuyo operador es el signo / se conoce como División Real, ya que devuelve el cociente real entre dos números, ya sean Enteros o Reales. 
En cambio, la División Entera, cuyo operador es DIV devuelve el cociente entero entre dos números también enteros.
La operación RESTO es el módulo o resto de la división entre dos números enteros.

Veamos un ejemplo para aclarar estas operaciones:

7 / 2 = 3,5
7 DIV 2 = 3
7 RESTO 2 = 1

Las operaciones DIV y RESTO se aplican solamente a valores enteros.

2. Operaciones de relación

Estos operadores se utilizan para establecer relaciones de orden entre los datos. Son muy prácticas cuando queremos saber, por ejemplo, si dos variables tienen el mismo valor, o si alguna es mayor que otra. 

Pensemos que le estamos pidiendo datos a un usuario y le decimos que ingrese un

(asterisco) cuando quiera finalizar. Vamos a necesitar el operador = para comparar cada valor que ingresa el usuario con el carácter *
para poder determinar que el usuario ya no tiene datos para ingresar, de la siguiente manera:

DATO = '*'

Del mismo modo, podemos verificar que una nota tenga un valor mayor o igual a 4 para saber si un alumno está aprobado. La operación la escribimos como:

NOTA >= 4

El conjunto de operaciones de relación se presentan en la siguiente tabla:

Operando Operación Se aplica a…
Menor ENTERO, REAL, CARACTE0
<> Menor o igual ENTERO, REAL, Carácter
> Mayor ENTERO, REAL, Carácter
>= Mayor o igual ENTERO, REAL, Carácter
 = Igual ENTERO, REAL, Carácter, CADENA, LÓGICO
≠ Distinto ENTERO, REAL, Carácter, CADENA, LÓGICO

Veamos algunos ejemplos para aclarar estas operaciones: 

SEUDOCÓDIGO
4 <>
'C' = 'C'

VERDADERO = VERDADERO

'120' ≠ '1'

3. Operaciones lógicas

Son aquellas que se aplican a los valores booleanos y representan las operaciones de la lógica proposicional. Estas operaciones ya las conoce porque se utilizan en la vida diaria. 

Veamos algunos ejemplos:

Supongamos que tenemos ganas de salir un sábado a la noche, entonces podremos decir: «Vamos a ir al cine o a una pizzería.» Esta afirmación indica que vamos a ir a ver una película o iremos a comer a una pizzería, es decir, que realizaremos alguna de las dos cosas.

En cambio, si decimos: «Vamos a ir al cine y a una pizzería». Queremos indicar que vamos a hacer las dos cosas, veremos una película y también comeremos en una pizzería. 

Con este ejemplo habrán notado la diferencia entre el “o” y el “y”.
Estas son las operaciones lógicas de disyunción y conjunción, y que representamos en la siguiente tabla:

Operando Operación Se aplica a…
Y Conjunción LÓGICO
O Disyunción LÓGICO
NO Negación LÓGICO
Presentamos a continuación las operaciones y cuáles son las tablas de verdad correspondientes:

p q p Y q
VERDADERO VERDADERO VERDADERO
VERDADERO FALSO FALSO
FALSO VERDADERO FALSO
FALSE FALSO FALSO

p q p O q
VERDADERO VERDADERO VERDADERO
VERDADERO FALSO VERDADERO
FALSO VERDADERO VERDADERO
FALSO FALSO FALSO

p NO p
VERDADERO FALSO
FALSO VERDADEO

Actividad 1

Volvamos a las actividades que realizó en la Unidad 2.
Teplanteamos dos problemas para que hicieras el Análisis de enunciados.

Ahora, te proponemos que para cada uno de los problemas, presentes las definiciones de Variables y Constantes que consideres necesarias.

Antes de pasar a la página siguiente te recomendamos resolver la consigna y, cuando finalices, podrás comparar tu solución con la que nosotros proponemos.

Solución de la Actividad 1

Recordemos el enunciado del problema 1:

Ingresar un número entero positivo y calcular la suma de los números naturales hasta ese número. Por ejemplo, si ingresás 5, la suma de los naturales hasta 5 se calcula como: 1+2+3+4+5 = 15.
Las variables para este problema son:
SEUDOCÓDIGO
VARIABLES
    NÚMERO, SUMA: ENTERO
Ahora, el enunciado del problema 2:

Ingresar edad (en años) y sexo (F: femenino, M: masculino) de los alumnos de un curso. Se pide informar:
  • Total de alumnos, cantidad y porcentaje de alumnos de cada sexo.
  • Promedio general de las edades ingresadas.
  • Promedio de edad de los varones.
  • Promedio de edad de las mujeres.

Las variables para el problema 2 son:

SEUDOCÓDIGO
VARIABLES
    EDAD, TOTAL_ALU, TOTAL_M, TOTAL_F, PORC_M, PORC_F: ENTERO
    PROMEDIO_EDAD, PROMEDIO_EDAD_M, PROMEDIO_EDAD_F: REAL
    SEXO: Carácter

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