La resolución de problemas es una parte
clave de los cursos de ingeniería, y también de los de ciencias de la
computación, matemáticas, físicas y química. Por lo tanto, es importante tener
una estrategia consistente para resolver los problemas. También es conveniente
que la estrategia sea lo bastante general como para funcionar en todas estas áreas
distintas.
La metodología para resolver problemas que
usaremos tiene cinco pasos.
1. Plantear el problema claramente.
2. Describir la información de entrada y
salida.
3. Resolver el problema a mano (o con una
calculadora) para un conjunto de datos sencillo.
4. Solución
5. Probar el programa con diversos datos.
Analizaremos cada uno de estos pasos con un
ejemplo sencillo.
“Suponga que hemos recabado una serie de
temperaturas de un sensor de cierto equipo que se está usando en un
experimento. Se tomaron mediciones de temperatura cada 30 segundos, durante 5
minutos, en el curso del experimento. Queremos calcular la temperatura media y también
graficar los valores de temperatura.”
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El primer paso es plantear el problema
claramente. Es en extremo importante preparar un enunciado claro y conciso del
problema para evitar cualquier malentendido. Para el ejemplo, el enunciado del problema
es el siguiente:
“Calcular la media de una serie de
temperaturas. Graficar los valores de tiempo y temperatura”
2. DESCRIPCIÓN DE ENTRADAS/SALIDAS
El segundo paso consiste en describir
cuidadosamente la información que se da para resolver el problema y luego
identificar los valores que se deben calcular. Estos elementos representan las
entradas y salidas del problema y pueden llamarse colectivamente entrada/salida
o E/S. En muchos problemas resulta útil hacer un diagrama que muestre las entradas
y salidas. En este punto, el programa es una “abstracción” porque no estamos
definiendo los pasos para determinar las salidas; sólo estamos mostrando la
información que se usará para calcular la salida.
Éste es el diagrama de E/S para el presente
ejemplo:
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3. EJEMPLO A MANO
El tercer paso es resolver el problema a
mano o con una calculadora, empleando un conjunto sencillo de datos. Se trata
de un paso muy importante y no debe pasarse por alto, ni siquiera en problemas sencillos.
Éste es el paso en que se detalla la solución del problema. Si no podemos tomar
un conjunto sencillo de números y calcular la salida, no estamos preparados
para continuar con el siguiente paso; debemos releer el problema y tal vez
consultar material de referencia. Para este problema, el único cálculo consiste
en calcular la media de una serie de valores de temperatura. Supongamos que
usamos los siguientes datos para el ejemplo a mano:
Tiempo (minutos) Temperatura (grados ºF)
0.0 105
0.5 126
1.0 119
Calculamos a mano la media como
(105+126+119)/3
4. SOLUCIÓN
Una vez que podamos resolver el problema
para un conjunto sencillo de datos, estamos listos para desarrollar un
algoritmo: un bosquejo paso a paso de la solución del problema. Si el problema
es complejo puede ser necesario escribir a grandes rasgos los pasos y luego
descomponer esos pasos en otros más pequeños.
En este paso estamos preparados para
realizar el programa correspondiente.
5. PRUEBA
El paso final de nuestro proceso de
resolución de problemas es probar la solución. Primero debemos probar la solución
con los datos del ejemplo a mano porque ya calculamos la solución antes.
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