Algoritmos, pseudocódigos y diagramas de flujo: objetivos similares, diferentes técnicas

Describir procesos, acciones o comportamientos de la vida real en un software conlleva aplicar diferentes herramientas y técnicas que favorezcan el inicio del desarrollo.

Antes de iniciar la implementación, la parte de escribir el código fuente mediante un lenguaje seleccionado, debe dibujarse esa idea de alguna forma, fácil de entender después.

Esas técnicas varían, y aunque el objetivo es similar, los pasos a seguir y el momento en que se aplican son diferentes. Hoy le comparto alguna de estas técnicas, su definición, características y diferencias.

  • Algoritmos
  • Pseudocódigos
  • Diagrama de flujo

Algoritmos

Los algoritmos se conocen como un conjunto de pasos ordenados y con una cantidad de elementos finitos para representar una o varias operaciones.

A pesar de que su aplicación puede ser en varias áreas, la tendencia creciente de su uso en el mundo del desarrollo de software lo enmarcado como una técnica inseparable de esta área del conocimiento.

En el desarrollo de software la función de un algoritmo es la misma de su definición: describir los pasos necesarios para ejecutar funciones, actividades o los comportamientos que se desean dentro de los productos y/o sistemas informáticos.

Es un conjunto finito de líneas de código que se ejecutan de manera secuencial o cíclica, teniendo en cuenta las estructuras de código que se describan.

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Esta ejecución puede ser muy compleja, pues algunas líneas dentro de un algoritmo pueden llamar a otros algoritmos, y crear dependencia entre varios de ellos. Al final, el resultado debe ser una acción concreta que cumple con los requisitos esperados.

En cualquier caso, y de manera general, un algoritmo se caracteriza por:

  • Ser exactos: el orden de los pasos a ejecutar debe ser muy claro y sin ambigüedad para lograr resultados concretos y confiables.
  • Bien definidos: sin importar el orden de los pasos o instancias dentro del algoritmo, si la entrada es la misma, en cualquier caso, debe generar una misma salida.
  • Completo: al describir un algoritmo debe considerar todas las opciones posibles del problema para ser incluido en la solución.
  • Limitado: debe tener una cantidad de pasos finito.
  • Claridad en las instrucciones: sin importar el tipo de algoritmo o su aplicación, las instrucciones que lo describen deben ser claras y correctamente estructuradas, para garantizar su entendimiento.

Las variables básicas de un algoritmo son:

  • Entrada: información, dato o variable que un algoritmo necesita como punto inicial para procesar.
  • Proceso: pasos aplicados por el algoritmo sobre la entrada recibida para poder obtener la solución de un problema.
  • Salida: resultado logrado por el algoritmo una vez procesada la entrada y concluida la ejecución del proceso. Debe asociarse normalmente con la resolución del problema.

Existen diferentes tipos de algoritmos que se han hecho populares por el problema que resuelven, y se utilizan frecuentemente en el desarrollo de software. Algunos de estos son:

  • Algoritmos voraces: Buscan elementos que puedan ser candidatos como solución, dentro de un conjunto de datos.
  • Algoritmos paralelos: Dividen los problemas en subproblemas, ejecutando cada parte del algoritmo a la vez para diferentes entornos.
  • Algoritmos probabilísticos: Busca elementos al azar, resultando que como promedio la solución se encuentra entre ellos.
  • Algoritmos determinísticos: Se conocen los pasos a ejecutar y siempre que la entrada es igual se genera la misma salida.
  • Algoritmos no determinísticos: Cada paso del algoritmo puede dividirse en un nuevo camino, con nuevos problemas y nueva información asociada.
  • Divide y vencerás: Divide el problema en subconjuntos donde cada uno de ellos genera una solución. Al unir los resultados de los subconjuntos se obtiene la solución general del problema.
  • Metaheurísticas: Se basa en conocimientos obtenidos para generar una solución aproximada de un problema.
  • Programación dinámica: Algoritmos enfocados a disminuir el coste computacional al ejecutarse.
    • Ramificación y acotación: Se busca en un árbol las mejores soluciones de manera controlada, construyendo a la vez la solución final del problema.
  • Vuelta atrás: Se recorre primero el árbol buscando las mejores soluciones y luego se regresa construyendo la solución final.

Todos estos algoritmos y otros no mencionados, o de áreas diferentes al desarrollo de software, tiene varias formas de describirse o representarse.

Algoritmo 1 Algoritmos, pseudocódigos y diagramas de flujo: objetivos similares, diferentes técnicas

Pseudocódigos

Aunque su aplicación se relaciona con una técnica particular para representar un problema, es también un tipo de descripción de algoritmos comúnmente usada.

Esta opción se utiliza para indicar la secuencia de pasos para generar la solución de un problema en un lenguaje más coloquial o natural.

A pesar de no caracterizarse por estar asociado a un lenguaje de programación específico, existen formas de escribir pseudocódigo y etiquetas claves para facilitar su comprensión.

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Específicamente suelen ser conocidos como algoritmos de alto nivel y ser un punto inicial para poder compartir la posible solución con los clientes u otros miembros del equipo.

En este tipo de representación no se llega al mismo nivel de detalle y pueden omitirse pasos que no se consideran relevantes.

En su transcripción al código, esas brechas deben ser más específicas para generar la solución óptima.

Entre las características de los pseudocódigos se encuentran las estructuras de control. Estas incluyen:

  • Estructuras secuenciales: los pasos de describen uno debajo de otro y se ejecutan de manera lineal.
  • Estructuras selectivas: se ejecutan algunos pasos u otros no, en dependencia del cumplimiento de una condición.
  • Selectiva múltiple: similar a la selectiva, pero incluye varias opciones de condiciones a probar.
  • Estructuras iterativas: se ejecutan las instrucciones de manera cíclica mientras se cumple una condición, que habitualmente se asocia a la generación de un resultado.
pseudocodigo Algoritmos, pseudocódigos y diagramas de flujo: objetivos similares, diferentes técnicas

Diagrama de flujo

Similar al pseudocódigo esta técnica se utiliza como una herramienta de representación de un algoritmo.

En este caso, el tratamiento es mediante artefactos visuales que describen cómo debe ejecutarse cada operación para generar la solución.

Incluye, por supuesto, bifurcaciones o vueltas atrás, siempre mediante elementos gráficos asociados a lenguajes de modelado como UML.

Debido a sus características tienden a ser comúnmente utilizado para mostrar soluciones o procesos a personas ajenas al desarrollo de software.

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Representa algoritmos pequeños y de poca complejidad por lo complejo de su elaboración y el espacio que puede ocupar su diseño.

La etapa donde se utiliza en el análisis y diseño del software, como un mecanismo de intercambio con los clientes, tanto para el levantamiento de requisitos como para la representación de diferentes soluciones posibles.

Existen algunas clasificaciones de estos diagramas, como son:

  • Formato vertical
  • Formato horizontal
  • Formato panorámico
  • Formato arquitectónico.
  • Diagrama de bloques de modelo matemático
  • Diagrama de bloques de procesos de producción

Este tipo de diagrama debe estudiarse especialmente pues los símbolos que se utilizan en su construcción son específicos, y sus significados son relevantes para poder transmitir correctamente el diseño del algoritmo.

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Diferencias entre algoritmo, pseudocódigo y diagrama de flujo

La forma más eficiente de generar una solución a un problema es el algoritmo, pues con él se llega hasta el final de la ejecución y se muestra un resultado concreto.

Algo que no sucede con el pseudocódigo o el diagrama de flujo, que solo muestran posibles soluciones.

Desde el punto de vista de la elaboración de estas técnicas, todas llevan un nivel de preparación apropiado, siendo más complejo el algoritmo. Este último puede escribirse en diferentes lenguajes, mientras que el resto sigue una forma específica para ser descritos.  

De ellos el que genera más espacio es el diagrama de flujo, seguido por el pseudocódigo.

El algoritmo, como tal debe ser el más óptimo pues mientras menos líneas de código posea más alto es el nivel de programación que muestra.

Si pudiera definirse un orden para utilizar las tres técnicas, sería:

  1. El diagrama de flujo, para mostrar de manera general como sería la posible solución al problema existente.
  2. El pseudocódigo, para especificar en detalles los pasos y las estructuras necesarias a incluir en la solución
  3. El algoritmo, para ejecutar los pasos de diferentes maneras hasta encontrar la solución acertada al problema planteado.

Elija el nivel que prefiera, pero de cualquier forma espero que haya sido de utilidad la información que comparto. ¡Hasta la próxima!

Neybis Lago

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