Tipos de diagramas de flujo

• Formato vertical: En él, el flujo y la secuencia de las operaciones, va de arriba hacia abajo. Es una lista ordenada de las operaciones de un proceso con toda la información que se considere necesaria, según su propósito.
• Formato horizontal: En él, el flujo o la secuencia de las operaciones, va de izquierda a derecha.
• Formato panorámico: El proceso entero está representado en una sola carta y puede apreciarse de una sola mirada mucho más rápido que leyendo el texto, lo que facilita su comprensión, aun para personas no familiarizadas. Registra no solo en línea vertical, sino también horizontal, distintas acciones simultáneas y la participación de más de un puesto o departamento que el formato vertical no registra.
• Formato Arquitectónico: Describe el itinerario de ruta de una forma o persona sobre el plano arquitectónico del área de trabajo. El primero de los flujogramas es eminentemente descriptivo, mientras que los utilizados son fundamentalmente representativos.
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Ejemplo de algoritmo

Descripción de alto nivel

Dado un conjunto finito ${\displaystyle C}$ de números, se tiene el problema de encontrar el número más grande. Sin pérdida de generalidad se puede asumir que dicho conjunto no es vacío y que sus elementos están numerados como ${\displaystyle c_{0},c_{1},\dots ,c_{n}}$.

Es decir, dado un conjunto ${\displaystyle C=\{c_{0},c_{1},\dots ,c_{n}\}}$ se pide encontrar ${\displaystyle m}$ tal que ${\displaystyle x\leq m}$ para todo elemento ${\displaystyle x}$ que pertenece al conjunto ${\displaystyle C}$.

Para encontrar el elemento máximo, se asume que el primer elemento (${\displaystyle c_{0}}$) es el máximo; luego, se recorre el conjunto y se compara cada valor con el valor del máximo número encontrado hasta ese momento. En el caso que un elemento sea mayor que el máximo, se asigna su valor al máximo. Cuando se termina de recorrer la lista, el máximo número que se ha encontrado es el máximo de todo el conjunto.

Descripción formal

El algoritmo puede ser escrito de una manera más formal en el siguiente pseudocódigo:

Algoritmo Encontrar el máximo de un conjunto

función max(${\displaystyle C}$) //${\displaystyle C}$ es un conjunto no vacío de números// ${\displaystyle n}$ ← ${\displaystyle |C|}$ //${\displaystyle |C|}$ es el número de elementos de ${\displaystyle C}$// ${\displaystyle m}$ ← ${\displaystyle c_{0}}$ para ${\displaystyle i}$ ← ${\displaystyle 1}$ hasta ${\displaystyle n}$ hacer si ${\displaystyle c_{i}>m}$ entonces ${\displaystyle m}$ ← ${\displaystyle c_{i}}$ devolver ${\displaystyle m}$

Sobre la notación:

• "←" representa una asignación: ${\displaystyle m}$ ← ${\displaystyle x}$ significa que la variable ${\displaystyle m}$ toma el valor de ${\displaystyle x}$;
• "devolver" termina el algoritmo y devuelve el valor a su derecha (en este caso, el máximo de ${\displaystyle C}$).

Algoritmos como funciones

Un algoritmo se puede concebir como una función que transforma los datos de un problema (entrada) en los datos de una solución (salida). Más aún, los datos se pueden representar a su vez como secuencias de bits, y en general, de símbolos cualesquiera.^1 9 11 Como cada secuencia de bits representa a un número natural (véase Sistema binario), entonces los algoritmos son en esencia funciones de los números naturales en los números naturales que sí se pueden calcular. Es decir que todo algoritmo calcula una función ${\displaystyle f:\mathbf {N} \to \mathbf {N} }$ donde cada número natural es lacodificación de un problema o de una solución.

En ocasiones los algoritmos son susceptibles de nunca terminar, por ejemplo, cuando entran a un bucle infinito. Cuando esto ocurre, el algoritmo nunca devuelve ningún valor de salida, y podemos decir que la función queda indefinida para ese valor de entrada. Por esta razón se considera que los algoritmos son funciones parciales, es decir, no necesariamente definidas en todo su dominio de definición.

Cuando una función puede ser calculada por medios algorítmicos, sin importar la cantidad de memoria que ocupe o el tiempo que se tarde, se dice que dicha función es computable. No todas las funciones entre secuencias datos son computables. El problema de la parada es un ejemplo.

Definición de datos del pseudocódigo

La definición de datos se da por supuesta, sobre todo en las variables sencillas, si se emplea formaciones: pilas, colas, vectores o registros, se pueden definir en la cabecera del algoritmo, y naturalmente cuando empleemos el pseudocódigo para definir estructuras de datos, esta parte la desarrollaremos adecuadamente.

Funciones y operaciones

Cada autor usa su propio pseudocódigo con sus respectivas convenciones. Por ejemplo, la instrucción "reemplace el valor de la variable ${\displaystyle x}$ por el valor de la variable ${\displaystyle y}$" puede ser representado como:

• asigne a ${\displaystyle x\,}$ el valor de ${\displaystyle y\,}$

${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {x}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {\gets }}}\;{\color {OliveGreen}{\mathit {y;}}}}$ ${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {x}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {:=}}}\;{\color {OliveGreen}{\mathit {y;}}}}$ ${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {x}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {=}}}\;{\color {OliveGreen}{\mathit {y;}}}}$

Las operaciones aritméticas se representan de la forma usual en matemáticas.

${\displaystyle {\color {Gray}{\mathit {\{Esto\;es\;un\;comentario\;normalmente\;matem{\acute {a}}tico\}}}}}$ ${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {volumen}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {\gets }}}\;{\color {Red}{\mathit {\pi }}}{\color {OliveGreen}{\mathit {r}}}{}^{2}{\color {OliveGreen}{\mathit {h}}}}$ ${\displaystyle {\color {Gray}{\mathit {//y\;este\;es\;otro\;comentario\;normalmente\;de\;texto//}}}}$ ${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {hipotenusa}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {\gets }}}\;{\sqrt {{\color {OliveGreen}{\mathit {a}}}{}^{2}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {+}}}\;{\color {OliveGreen}{\mathit {b}}}{}^{2}\;}}}$ ${\displaystyle {\color {OliveGreen}{\mathit {resultado}}}\;{\color {BlueViolet}{\mathit {\gets }}}\;{\color {Tan}{\mathit {sin}}}({\color {OliveGreen}{\mathit {a}}})}$

Aplicaciones Pseudocodigos 

Generalmente se utiliza pseudocódigo en los libros de texto y publicaciones científicas relacionadas con la informática y la computación numérica, para la descripción de algoritmos, de manera que todos los programadores puedan entenderlo, aunque no todos conozcan el mismo lenguaje de programación. Generalmente, en los libros de texto se adjunta una explicación que acompaña a la introducción y que explica las convenciones particulares en uso. El nivel de detalle del pseudocódigo puede, en algunos casos, acercarse a la de formalizar los idiomas de propósito general.

Un programador que tiene que aplicar un algoritmo específico, sobre todo uno desfamiliarizado, generalmente comienza con una descripción en pseudocódigo, y luego "traduce" esa descripción en el lenguaje de programación meta y lo modifica para que interactúe correctamente con el resto del programa. Los programadores también pueden iniciar un proyecto describiendo la forma del código en pseudocódigo en el papel antes de escribirlo en su lenguaje de programación, como ocurre en la estructuración de un enfoque de Top-down y Bottom-up arriba hacia abajo.

Medios de expresión de un algoritmo

Los algoritmos pueden ser expresados de muchas maneras, incluyendo al lenguaje natural, pseudocódigo, diagramas de flujo y lenguajes de programación entre otros. Las descripciones en lenguaje natural tienden a ser ambiguas y extensas. El usar pseudocódigo y diagramas de flujo evita muchas ambigüedades del lenguaje natural. Dichas expresiones son formas más estructuradas para representar algoritmos; no obstante, se mantienen independientes de un lenguaje de programación específico.

La descripción de un algoritmo usualmente se hace en tres niveles:

1. Descripción de alto nivel. Se establece el problema, se selecciona un modelo matemático y se explica el algoritmo de manera verbal, posiblemente con ilustraciones y omitiendo detalles.
2. Descripción formal. Se usa pseudocódigo para describir la secuencia de pasos que encuentran la solución.
3. Implementación. Se muestra el algoritmo expresado en un lenguaje de programación específico o algún objeto capaz de llevar a cabo instrucciones.

Clasificación y Tipos de algoritmos

Se ha clasificado a los algoritmos de diversas formas, de acuerdo con algunos de sus atributos. Por ejemplo:

A) Según el sistema de signos con el que describen los pasos a seguir, se reconocen:

–Algoritmos cualitativos: cuando se hace a través de palabras, es decir, las instrucciones son verbales. Sucede, por ejemplo, con recetas de cocina.

–Algoritmos cuantitativos: cuando se hace a través de cálculos numéricos. Se puede hacer un algoritmo, por ejemplo, para obtener la raíz cuadrada de un número.

B) Según su función, los algoritmos pueden ser:

–Algoritmos de ordenamiento: secuencian los elementos que ingresan a partir de un cierto orden, en general, según un orden numérico o léxico.

–Algoritmos de búsqueda: al contrario de realizar operaciones o secuenciar elementos, se dedica a encontrar dentro de una lista que ingresa, uno o varios elementos en particular que cumplan con el conjunto de condiciones dadas.

–Algoritmos de encaminamiento: deciden de qué modo se deberá transmitir algo que llega, y cómo seguirá un conjunto de pasos encadenados. Se dividen fundamentalmente entre adaptativos y estáticos, los primeros con cierta capacidad de aprendizaje y ajuste a la circunstancia, mientras que los segundos funcionan mecánicamente, siempre del mismo modo. Es importante decir que los algoritmos de encaminamiento cuentan con una propia subdivisión, según el camino que se toma para que la transmisión llegue de manera efectiva (ejemplos de estos tipos son: por el camino más corto, de manera óptima, basado en el flujo, etc.).

C) También los algoritmos han sido clasificados según la estrategia que se utiliza para llegar al resultado. Veamos algunos ejemplos:

–Algoritmos probabilísticos: no se puede estar seguro de la exactitud de la respuesta que darán. Se agrupan en distintos subtipos, pero con esa premisa: o bien presentan soluciones aproximadas del problema, o bien presentan soluciones que pueden ser correctas pero también erróneas.

–Algoritmo cotidiano: es el que se da en la vida común de las personas, no se aplica en sistemas informáticos ni en nada ajeno al día a día. Muchas de las decisiones que se toman desde que uno se despierta por la mañana pertenecen a este grupo.

–Algoritmo heurístico: abandona alguno de los objetivos como recurso para terminar llegando a la solución. En general, son utilizados cuando no existe una solución mediante las vías tradicionales.

–Algoritmo de escalada: se comienza con una solución insatisfactoria (que no cumple la entrada y la salida), y se la va modificando aproximándose a lo que se busca. En algún momento, estaremos cerca de (o llegaremos a) la solución correcta.

–Algoritmo voraz: Con la idea de llegar a una solución óptima definitiva, elige analizar cada paso como único y elegir la solución óptima para ese paso.

–Algoritmo determinista: es completamente lineal (cada paso tiene un paso sucesor y un paso predecesor) y por lo tanto predictivo, si se conocen sus entradas y su forma de proceder. El algoritmo de Euclides, que permite averiguar el máximo común divisor entre dos números, responde a este tipo. Se distinguen de los no deterministas, donde el algoritmo tiene un comportamiento en forma de árbol.

Diferencia entre Diagramas de Flujo, Algoritmos y Pseudocodigos 

Diferencia entre Algoritmo y Diagramas de Flujo 
 Por algoritmo se entiende “una lista de instrucciones donde se especifica una sucesión de operaciones necesaria para resolver cualquier problema de un tipo dado”, y los diagramas de flujo, como su nombre lo indica, son gráficas que representan la dirección que sigue la información que contiene un algoritmo. Los datos se encierran en diferentes figuras, llamadas: figuras lógicas.


Los algoritmos, para llegar a ser tales, deben reunir ciertas características: que el procedimiento (pasos a seguir) debe estar estrictamente descripto, cada acción debe ser precisa y general, es decir, que pueda ser aplicable a todos los elementos de una misma clase.

Los diagramas de flujo, como su nombre lo indica, son gráficas que representan la dirección que sigue la información que contiene un algoritmo. Los datos se encierran en diferentes figuras, llamadas: figuras lógicas. 
Existen cinco figuras lógicas únicas utilizadas en el diagrama de flujo: inicio, proceso, ciclo y fin.