Fundamentos de programación estructurada con PSeInt y Scratch

• Introducción a la programación
• ¿Qué es programar? Programación estructurada
• Diagramas de flujo
• Primeros pasos con PSeInt y Scratch
• ¿Qué es PSeInt y qué es Scratch?
• Instalación
• Interfaz
• Elementos básicos en programación
• Salidas
• Entradas
• Almacenamiento
• Procesamiento
• Funciones
• Permitidme un comentario...
• Ejercicios resueltos
• Secuenciación de ejercicios
• Ejercicios de conocimiento y comprensión
• Ejercicios de aplicación
• Ejercicios de análisis y evaluación
• Ejercicios de creación
• Y la LOMLOE "pa cuándo"?
• Créditos

Introducción a la programación

¿Qué es programar? Programación estructurada

Programar es proporcionar las instrucciones necesarias a una máquina o aparato para que realice su función de manera automática.

En todo programa existe una serie de elementos que siempre van a estar presentes:

• Entradas: datos o información que hay que suministrar a la máquina para que pueda realizar las operaciones deseadas.
• Salidas: información o resultado que la máquina muestra al exterior.
• Almacenamiento: los datos, mientras son procesados por la máquina, necesitan almacenarse de alguna forma para trabajar con ellos. Aquí hablaremos de variables, vectores, matrices u otras estructuras complejas de almacenamiento de datos, si bien en este curso nos limitaremos a trabajar con variables.
• Procesamiento: operaciones al que se someten los datos para obtener los resultados deseados. Pueden ser aritméticas, lógicas, repeticiones, condicionales, etc...

En programas extensos es probable que existan fragmentos de código que deban repetirse con alguna frecuencia. Para la automatización de ese proceso, y manteniendo un principio de programación llamado DRY explicado posteriormente, recurriremos a las funciones.

El desarrollo de un programa consta de los siguientes pasos:

1. Definición y análisis del problema.
2. Diseño del algoritmo mediante diagramas de flujo.
3. Codificación del programa: obtención del código fuente utilizando el lenguaje de programación elegido.
4. Compilación: conversión del código fuente al lenguaje máquina.
5. Depuración de errores y verificación del programa.
6. Explotación: documentación y mantenimiento. En este curso por la sencillez de los programas realizados no entraremos en este paso, si bien es fundamental que todo buen programa esté acompañado de una buena documentación y de un buen plan de actualizaciones.
   

Cuando hablamos de programación estructurada hablamos una forma de programar que se basa únicamente en la combinación de tres órdenes para el procesamiento de los datos:

La programación estructurada se contrapone habitualmente a la programación orientada a objetos. No obstante existen una serie de principios a la hora de diseñar el software que son comunes:

Para más información sobre las diferencias entre estos dos tipos de programación consultar aquí.

Para más información sobre los principios de diseño del software consultar aquí.

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Diagramas de flujo

Un algoritmo es una sucesión de pasos que se deben realizar para resolver un problema.

Un diagrama de flujo es una forma de representar un proceso o algoritmo de manera visual, estructurada y organizada. Es una herramienta muy útil para organizar y estructurar una tarea de programación antes de entrar directamente con el código.

Ejemplo de diagrama de flujo:

Aunque existen diversos programas informáticos para la realización de diagramas de flujo, en este curso utilizaremos una funcionalidad de PSeInt que lo permite. No obstante, y atendiendo a la cada vez más abundante evidencia científica al respecto, recomendamos que los diagramas de flujo se aborden con el alumnado en primer lugar con papel y boli, y si es pertinente de forma colaborativa, dejando para el software simplemente su edición final para incluir como documentación del programa.

Elementos del diagrama de flujo

Un diagrama de flujo está formado fundamentalmente por los siguientes elementos:

• Línea o flechas del flujo: Indica la instrucción que se va a realizar, o la dirección del flujo del proceso. Muestra el carácter secuencial del programa.
  
• Terminal o inicio y final: Es la forma en la cual se indica el “inicio del proceso” y “final del proceso”. Su icono suele ser un rectángulo con las esquinas redondeadas.

• Asignación/ definición: Permite asignar un valor o definir una variable, donde se almacenan los datos que se necesitan para resolver el problema. Suele representarse con un rectángulo.

• Datos de entrada: Indica la recepción de datos en la entrada. Se representa con un recuadro con las esquinas inclinadas y una flecha hacia dentro. 

• Datos de salida: Indica la impresión de datos en la salida. Se representa con un recuadro con las esquinas inclinadas y una flecha hacia fuera. 

• Decisión: Indica que desde el punto en que nos encontramos, puede haber más de un camino para seguir, según la condición dada. En este caso se usa un rombo.

• Otros: Como algunos tipos de bucles, los iremos viendo más adelante.
  

Ejemplos sencillos de diagramas de flujo

Ejemplo 1: Diagrama de flujo de un programa que a partir de dos números los suma y muestra el resultado en pantalla

SOLUCIÓN:

• Salidas: tiene que pedir los dos números a sumar, y luego tiene que mostrar el resultado.
• Entradas: los dos números a sumar.
• Almacenamiento: dos variables que almacenen los números a sumar (num1 y num2) , y una tercera que almacene el resultado (resultado)
• Operación: suma.

Diagrama de flujo:

Ejemplo 2: Diagrama de flujo de un programa que a partir de dos números compara cuál es mayor y lo muestra en pantalla.

• Salidas: tiene que pedir los dos números a comparar, y luego tiene que mostrar el resultado de la comparación.
• Entradas: los dos números a comparar.
• Almacenamiento: dos variables que almacenen los números a comparar (num1 y num2)
  
• Operación: comparación lógica.

Diagrama de flujo:

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Primeros pasos con PSeInt y Scratch

¿Qué es PSeInt y qué es Scratch?

PSeInt

PSeInt es una herramienta para ayudar al alumnado en sus primeros pasos en programación estructurada. Utiliza un pseudolenguaje en español (complementado con un editor de diagramas de flujo), que permite centrar la atención en los conceptos fundamentales de la algoritmia computacional, minimizando las dificultades propias de un lenguaje tales como el aprendizaje de un código y una sintaxis concreta y proporcionando un entorno de trabajo con numerosas ayudas y recursos didácticos.

PSeInt es software libre multiplataforma, por lo que es accesible para toda la comunidad educativa sea cual sea su capacidad económica y el tipo de Sistema Operativo que utilice.

Es una herramienta a mitad de camino entre la programación por bloques, en los que la sintaxis y la estructura se desdibujan completamente, y aprender un lenguaje de programación determinado con la dificultad y el grado de especificidad que eso conlleva.

La última versión es de Junio de 2021 por lo que sus creadores lo van actualizando regularmente. En la página http://pseint.sourceforge.net/ se puede encontrar aparte de los enlaces para descarga abundante documentación sobre sus funcionalidades y otras informaciones de interés.

Scratch

Scratch es al mismo tiempo un lenguaje de programación con una interfaz sencilla que permite a los jóvenes crear historias digitales, juegos y animaciones utilizando programación por bloques y es también la comunidad de programación para niños y niñas más grande del mundo. Scratch está diseñado, desarrollado y moderado por la Scratch Foundation, una organización sin ánimo de lucro, que lo ofrece de forma abierta y gratuita en más de 70 idiomas.

Scratch ha sido desarrollado específicamente para jóvenes de entre 8 y 16 años, si bien personas de cualquier edad pueden participar en el proyecto.

En su web está accesible una versión online de la herramienta, accesible sin necesidad de ningún tipo de registro. En los siguientes apartados veremos cómo proceder para descargarnos la herramienta offline si así lo deseamos.

En otros cursos de Aularagon se ha profundizado con más detalle en el manejo de esta herramienta, cursos que recomendamos visitar. Sin embargo, en este nos interesará más estudiarla en comparación con una herramienta de pseudocódigo como es PSeInt para ver cómo dar el salto de una a otra y empezar a introducir código con nuestro alumnado de secundaria.

De igual forma Scratch es software libre multiplataforma, garantizándose de esa forma la accesibilidad universal al mismo.

PSeInt vs Scratch

Está claro que Scratch es más atractivo, motivador y gamificador, pero la experiencia demuestra que el alumnado fácilmente va a concentrar su atención en la edición de elementos visuales que no tienen nada que ver con la programación. Es muy típico que el alumnado dedique mucho más tiempo a la edición de los escenarios que a la programación en sí.

Por otra parte PSeInt no tiene estos elementos de distracción, concentrándose el alumnado en la programación pura. Una similitud en robótica es utilizar Lego y Arduino. En el primer caso el alumnado se concentra en la construcción y tuneado con los Legos, fuera del objetivo del pensamiento computacional, mientras que con  Arduino no tiene esos elementos.

El docente tiene que elegir según su objetivo y la madurez del aula entre un camino u otro, que por supuesto no son excluyentes. Por ejemplo, se puede iniciar por PSeInt y avanzar con Scratch.

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Instalación

¿Cómo instalar PSeInt?

El programa está disponible en su página de descargas en http://pseint.sourceforge.net y existen versiones para Windows, Linux y MacOs.

En el caso de disponer de Vitalinux en el equipo, su instalación está disponible a través de la aplicación Vitalinux Play.

¿Por qué y cómo instalar Scratch offline?

La última versión disponible del programa es Scratch 3.0 accesible para los tres sistemas operativos mayoritarios desde el siguiente enlace. Allí también explica por qué puede ser beneficioso utilizar la versión Desktop en lugar de la online y que podemos resumir en los siguientes aspectos:

• No es necesario disponer de conexión a internet para trabajar en linea.
• Se tiene el completo control de los proyectos pues la posibilidad de haber dejado la cuenta online abierta en algún sitio es nula.
• No hay que registrarse en ninguna parte, lo que es especialmente sensible en el caso de nuestro alumnado, que de esta forma no tiene que introducir sus datos personales.
  
• Menos distracciones. Internet si bien nos da acceso a todo, también nos hace perder el foco cuando estamos realizando una tarea. Por ello es más posible centrarnos con la programación si no estamos conectados.

En el caso de disponer como Sistema Operativo Vitalinux, su descarga es directa a través de la aplicación Vitalinux Play, teniendo disponibles tanto la versión 2.0 (ficheros con extensión .sb2) como la 3.0 (ficheros de extensión .sb3)

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Interfaz

Pantalla de inicio de PSeInt

Una vez instalado el programa, al arrancar nos encontramos con la siguiente interfaz:

Se distingue en la ventana varias zonas diferenciadas:

• Barra de menús y de herramientas: en la barra de herramientas podemos encontrar las típicas herramientas de Archivo y Edición como Nuevo, Abrir, Guardar, Guardar como, Deshacer, Rehacer, Cortar, Copiar, Pegar y Buscar, y otras más específicas como la de Corregir Indentación, Ejecutar, Ejecutar paso a paso y Dibujar Diagrama de Flujo que explicaremos más adelante.
• Ventana de escritura del algoritmo: Es la zona más amplia. Por defecto lleva ya escritas las instrucciones de inicio y final del algoritmo. Es donde iremos incorporando nuestros comandos y operadores.
• Ventana de comandos: Ocupa la parte derecha de la pantalla e incluye los comandos más habituales que podemos utilizar en programación. Al hacer clic encima de cada uno de ellos, se abre una ventana en la parte inferior de Ayuda Rápida que nos explica la sintaxis y funcionamiento del mismo, al mismo tiempo que se incorpora en la ventana del algoritmo para ser completado.
• Pestañas Lista de variables y Operadores y Funciones: en la parte izquierda de la ventana. Al hacer clic sobre ellas abren sus ventanas correspondientes. En la primera se listan las variables empleadas en el programa. En la segunda nos muestra un listado de los operadores y funciones más utilizados que podemos emplear en los algoritmos.
• Pestaña Ejecución Paso a Paso: en la parte derecha de la ventana.

Cabe destacar como opciones de accesibilidad para alumnado con deficiencia visual que el menú Configurar, en la opción Presentación, nos permite modificar tipos y tamaños de fuente, colores de fondo, usar iconos grandes, etc...

Pantalla de inicio de Scratch

Para este curso hemos utilizado la versión Offline de Scratch 3.0 llamada Scratux, si bien la interfaz es similar en todas las versiones.

• Barra de menús: en la parte superior, donde podemos elegir el idioma, guardar o cargar nuestros proyectos o acceder a diversos tutoriales.
• Pestañas de código, disfraces y sonidos: a la izquierda, desde donde podemos elegir los  bloques de código a ejecutar y elegir y editar disfraces y sonidos asociados a nuestros diferentes objetos.
• Ventana de ejecución del programa: en la parte superior derecha. Allí veremos el resultado del programa.
• Ventanas de objetos y escenarios: en la parte inferior derecha. Allí elegiremos los diferentes objetos que queremos que tenga nuestro programa. Un objeto sería un elemento de nuestro programa al que se le asocia un comportamiento y por lo tanto un código. Pueden ser tanto personajes, como botones, flechas, etc...También los escenarios en los que queremos que nuestros objetos se sitúen, y que también pueden tener código asociado cambiando o sonando de una forma u otra según lo programemos.
  

Respecto a la accesibilidad de esta herramienta para alumnado con Necesidades Educativas Especiales, recomendamos consultar el siguiente artículo de la Universidad Complutense de Madrid, o esta presentación realizada por personal de ONCE para el caso específico de alumnado con deficiencia visual.

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Elementos básicos en programación

Salidas

Normalmente programamos porque queremos obtener un resultado. Ese resultado es lo que llamamos habitualmente SALIDA del programa, si bien todo aquello que el programa muestra a la persona usuaria recibe la misma denominación.

Cuando se están dando los primeros pasos en programación, se suele comenzar por la creación del programa Hola Mundo que no es más que un programa que muestra ese mensaje en pantalla. Este sencillo programa nos ayudará a familiarizarnos con las salidas. Veamos cómo hacerlo paso a paso:

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Hola mundo

Según lo visto en el primer apartado tendría los siguientes elementos:

- Inicio y fin del algoritmo.

- Una única salida que mostraría ese mensaje.

SOLUCIÓN:

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Hola mundo con PSeInt

PSeInt ya arranca por defecto con el inicio y final  del algoritmo escrito:

En primer lugar le cambiaríamos el nombre al algoritmo

y por último debemos encontrar el comando para mostrar una salida en pantalla. Eso lo realiza el comando Escribir.

 Si hacemos clic sobre Escribir, se añade automáticamente el código en la línea del programa donde tengamos el cursor, con la sintaxis correcta, y nos muestra en la parte inferior una ayuda para completar la sintaxis.

En este caso, al ser una frase, deberemos escribir el texto que queremos mostrar entrecomillado. También es conveniente terminar la línea con un punto y coma para acostumbrarnos puesto que así es en la mayor parte de los lenguajes de programación, si bien PSeInt al ser pseudocódigo no es tan estricto con este tipo de errores y nos ejecutará el programa igualmente.

Si ahora queremos ver el correcto funcionamiento del programa, haremos clic en la herramienta Ejecutar (el triángulo verde) y se nos abrirá la ventana de ejecución del programa o consola donde veremos el resultado. Esta instrucción realiza la compilación y la verificación en el mismo paso. En programas más complejos podremos utilizar la herramienta Ejecutar paso a paso, muy útil para la depuración de errores.

Si queremos comprobar que nuestro diagrama de flujo es correcto, simplemente deberemos hacer clic en la herramienta Dibujar diagrama de flujo y veremos que es el mismo que habíamos dibujado al principio.

Como se puede comprobar PSeInt es un programa que proporciona salidas muy simples de tipo alfanumérico. No obstante, su sencillez nos ayuda a comprender el funcionamiento básico. Ahora realizaremos la comparación con Scratch, un programa cuya potencia gráfica es muchísimo mayor.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Hola mundo con Scratch.

En primer lugar remarcar que Scratch es un programa muchísimo más complejo y completo que PSeInt. Para empezar en Scratch nuestros programas tienen varios objetos ejecutando código a la vez, y las Salidas que proporciona son mucho más complejas y sofisticadas.

Los bloques de código asociados a las salidas son:

• Movimiento: producen un movimiento en el objeto seleccionado.
• Apariencia: producen algún cambio en la apariencia del objeto seleccionado.
• Sonido: producen algún sonido asociado al objeto seleccionado.

En concreto para nuestro programa nos van a interesar un par de bloques de los de Apariencia:

Vemos que dichos bloques mostrarán al objeto diciendo un mensaje, en el primer caso durante un tiempo determinado, en el segundo de forma indefinida.

Por último nos quedará marcar el inicio y final del programa. En Scratch el inicio se marca haciendo clic sobre la bandera verde que hay en la parte superior de la ventana de programa, y esa orden se encuentra en el bloque Eventos. El final no se especifica.

Al hacer clic en la bandera verde, el objeto al que le hemos asignado el código saldrá diciendo ese mensaje.

En este caso hemos asociado la SALIDA a un objeto/personaje. De igual forma se lo podíamos haber asociado al escenario, simplemente cambiando el fondo a uno que incluyera ese mensaje, en el bloque Apariencia, y que previamente tendríamos que haber creado.

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Entradas

Un programa como el ejemplo del programa Hola mundo visto en el apartado anterior no es lo habitual en programación. Cada vez más, buscamos realizar programas que realicen acciones no meramente preprogramadas y automatizadas, sino que reaccionen en función de unos parámetros suministrados por la persona usuaria. Todos aquellos datos que se le proporcionan al programa de forma externa para su posterior procesamiento es lo que llamamos ENTRADAS.

Las entradas pueden ser suministradas de dos formas:

• De forma manual: se le solicitan a la persona usuaria y esta los introduce, normalmente vía ratón o teclado.
  
• De forma automatizada: mediante sensores que facilitan dicha información del entorno. Por supuesto con PSeInt no podemos hacer esto, pero con Scratch sí.
  

Para entender mejor el concepto de Entrada realizaremos una  variante del programa Hola mundo que llamaremos Transmito tu mensaje en el que el programa solicitará de la persona usuaria el mensaje que quiere transmitir, y a continuación lo mostrará en pantalla. Vayamos paso a paso:

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Transmito tu mensaje

. Veamos en primer lugar los elementos necesarios en dicho programa y su diagrama de flujo:

• Inicio y fin de programa.
• Salida: Se necesita una primera salida preguntando por el contenido del mensaje y una segunda mostrándolo.
• Entrada: el contenido del mensaje.
• En este programa aparece un nuevo concepto que es el de variable, es decir un "contenedor" que almacena los datos que recibe de la entrada, para su posterior procesamiento. Lo veremos con más detalle en el siguiente apartado dedicado a almacenamiento de datos.

El diagrama de flujo sería:

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Transmito tu mensaje con PSeInt

Partiremos de nuestro fichero Hola_mundo.psc, le cambiaremos el nombre al algoritmo y al fichero, y en este caso introduciremos una vez más el comando Escribir puesto que necesitamos dos salidas.

Para recibir entradas en PSeInt se utiliza el comando Leer seguido de la variable en la que se almacenará el contenido recibido. Nosotros le llamaremos simplemente mensaje.

PSeInt nos facilita el no tener que definir el tipo de contenido a recibir previamente (textual, numérico...) sino que se adapta a la respuesta, en este caso una cadena de caracteres.

Para comprobar su funcionamiento, haremos clic en el botón Ejecutar de la barra de herramientas y comprobaremos que realiza lo esperado.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Transmito tu mensaje con Scratch

En Scratch parte de los bloques relacionados con la entrada de datos en el programa se encuentran en el menú SENSORES, y tienen color azul claro. También proporcionamos entradas con el menú EVENTOS, con bloques para indicar qué acción exterior determinará el que el programa se ejecute de una forma u otra.

Como veíamos antes, en SENSORES se incluyen tanto bloques para preguntar y recibir respuestas directas de las personas usuarias, como otro tipo de entradas relacionadas con estar tocando algo (otros objetos, colores), estar a determinada distancia, alcanzar un volumen de sonido, encontrarse en una zona determinada del lienzo, pulsar una tecla o el ratón, etc...

Si quisiéramos programar algo similar al programa anterior tendríamos que utilizar los siguientes bloques:

Scratch almacena lo introducido por teclado en una variable predefinida llamada respuesta, disponible en el mismo bloque de sensores. Precisamente las variables y otras estructuras de almacenamiento de datos son el objetivo del siguiente punto.

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Almacenamiento

Ya hemos visto que para poder operar con los datos, previamente hemos debido reservar unos espacios de memoria en los que almacenarlos. A esto es a lo que llamamos estructuras de almacenamiento de datos.

Para que los datos puedan ser correctamente tratados, estas estructuras deben ser definidas mediante:

• Identificador: nombre que le damos al dato durante el programa para referirnos a él.
• Tipo: naturaleza y rango de valores que puede almacenar.
• Valor: contenido concreto del dato en ese momento.

En este curso introductorio vamos a conocer dos estructuras únicamente, variables y vectores (también llamados arrays), si bien solo vamos a deternos en profundidad en la primera.

Variables y constantes

Son espacios que almacenan un único DATO de diferente naturaleza, y al que se le asocia un nombre que lo identifica. Los datos que pueden almacenar son:

• Numéricos: pueden ser enteros (int) o reales (float), según si aceptan o no decimales, generalmente con notación anglosajona donde el decimal se marca con un punto.
• Caracteres (char): letras o signos tipográficos. Se definen entrecomillando el carácter con una comilla simple.
• Cadenas de caracteres (string): palabras o frases. Se definen entrecomillando el texto con doble comilla.
• Lógicos (boolean): admite los valores de VERDADERO o FALSO.

Las variables, como su nombre indica, son estructuras de datos que van a tomar diferentes valores a lo largo de la ejecución del programa, mientras que las constantes adoptan el mismo valor durante todo el programa (Por ejemplo el número PI, o el porcentaje del IVA).

Es muy importante seleccionar adecuadamente el nombre de las variables y constantes para que ayuden a la comprensión de los datos almacenados. Generalmente  las constantes se definen con nombres en mayúscula y las variables en minúscula.

Para conocer más de su funcionamiento, vamos a realizar un pequeño programa que solicite un precio, un porcentaje de oferta  y a partir de un porcentaje de IVA (Constante)  muestre un mensaje con el precio total a pagar. Le llamaremos CALCULADORA DE REBAJAS.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Calculadora de Rebajas

Los elementos implicados serán:

• Inicio y fin de programa.
• Salidas: Solicitar precio original y porcentaje de oferta, y mostrar el precio final.
• Entradas: Precio original, porcentaje de oferta.
• Almacenamiento: precio original (número real porque puede ser decimal), porcentaje de oferta (número entero porque usaremos el valor en tanto por ciento), precio final (número real), porcentaje de IVA (constante), y opcionalmente el mensaje a mostrar (constante)
• Procesamiento: sumas, multiplicaciones y divisiones.

El diagrama de flujo sería:

A las variables de igual forma también se les podrían asignar valores iniciales, aunque vayan a ser modificados a lo largo del programa. Si no se hace, asumen como valor inicial el 0 o vacío.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Calculadora de Rebajas con PSeInt

Como hemos visto en el ejemplo de Entradas, PSeInt es un programa menos "riguroso" con el código, y nos ha permitido utilizar variables sin haberlas definido previamente (como hacíamos con num1 y num2, variables que almacenaban los valores de los números introducidos)

No obstante, el procedimiento ordinario en todo programa es definir previamente las variables (y constantes) que vamos a necesitar, mediante la asignación de un identificador y un tipo de datos a almacenar. En PSeInt esto se realiza mediante la instrucción Definir. Al escribir dicha instrucción, la ayuda nos solicita el nombre de las variables que queramos definir, separadas entre comas.

Podemos también especificar el tipo de datos que van a contener, añadiendo después del nombre la instrucción como, que nos abrirá las cuatro opciones disponibles en PSeInt: entero, real, carácter o lógico, también llamado booleano. En el caso de las cadenas de caracteres, no permite su definición como tal, si bien veremos que mediante asignación podemos almacenarlas en variables de igual forma.

Realizamos este proceso tantas veces como necesitemos, por el tipo de datos que hemos definido en el problema. En el caso de las constantes, les asignaremos su valor (21% en el caso del IVA y el texto del mensaje que queramos)

Para almacenar un valor en una variable o constante se utiliza el comando Asignar, de la ventana de la derecha.

También se pueden escribir directamente el signo menor y el guión mediante el teclado.

En el momento en que definimos variables y constantes en el programa, si hacemos clic en la pestaña situada a la izquierda llamada Lista de Variables se nos abre una ventana con las variables definidas.

Una vez definidas las variables que van a contener la información necesaria, solicitaremos y almacenaremos los valores del precio inicial y el porcentaje de rebaja.

Por último, operaremos con ellos mediante operaciones aritméticas (ver siguiente punto) y asignaremos el valor obtenido a la variable precio_final que será la que mostraremos por consola.

Como se puede apreciar en la última fila del programa, la instrucción Escribir permite la concatenación de diferentes tipos de datos sin más que separarlos entre comas.

Ya solo nos quedará comprobar el correcto funcionamiento del programa dándole a Ejecutar. Debido a la mayor longitud de este programa puede ser un buen momento para comprobar como funciona la orden Ejecutar paso a paso.

En el paso de depuración de errores y verificación del programa puedes probar a introducir errores posibles, para ver cómo reaccionaría el programa: por ejemplo meter los decimales con una coma, o un porcentaje de descuento decimal. En programación es fundamental adelantarse a equívocos o posibles confusiones de la persona usuaria, para tener prevista una respuesta que no bloquee el programa o prevenirlas mediante mensajes de aviso.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Calculadora de Rebajas con Scratch

En Scratch, las estructuras de almacenamiento de datos se encuentran en el bloque Variables. Desde allí podremos crear tantas variables como necesitemos, y también asignarles el valor deseado mediante el bloque correspondiente.

Al crear una variable lo primero que nos solicita aparte de su identificador es saber si se define como local (solo de este objeto) o como global (común para todos los objetos) En este curso solo desarrollamos programas de un mismo objeto por lo que nos daría igual.

Una vez definidas las variables necesarias pasaremos a crear el código en el objeto utilizando sensores, apariencia y los operadores aritméticos y de concatenación que necesitemos, y que veremos con más detalle en el siguiente apartado. El código en bloques quedaría de la siguiente forma:

Pruébalo aquí:

Estructuras complejas de almacenamiento de datos

Aunque no es objeto de este curso, en programación se pueden almacenar conjuntos de datos siempre que sean del mismo tipo en otro tipo de estructuras complejas, los llamados arrays que en español se traducen como vectores o matrices, y en PSeInt se denominan dimensiones.

Para más información sobre cómo utilizar dimensiones en PSeInt se puede consultar el siguiente video.

En Scratch solo se contempla la utilización de listas que serían series ordenadas de datos del mismo tipo, y que se encuentran disponibles dentro del mismo bloque Variables.

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Procesamiento

Tipos de operaciones

Las operaciones a realizar con los datos  pueden ser de muy diversa naturaleza:

• Aritméticas: operaciones clásicas de suma, resta, multiplicación y división.
  
• Lógicas: comparaciones, negación, Y, O.
  
• Concatenación: unión de varios elementos (cadenas de caracteres o variables de diferentes tipos)
  
• Bucles: Implica la realización de acciones de forma repetida. En este caso convendrá distinguir dos tipos:
  
  • Número de veces a repetir la acción conocido previamente:  usaremos las estructuras  Para (en inglés For) o Repetir.
  • Número de veces a repetir dependiendo de valores obtenidos: usaremos las estructuras Mientras (While...do)  o Repetir hasta que (Do ...while), según deseemos evaluar la condición antes o después de la primera iteración. Estas estructuras veremos que son condicionales además de repetitivas.
    
• Condicionales: implica la realización de unas acciones u otras tomando decisiones. Estructuras Si-entonces (If-else), Según (Switch).
  

Los tres primeros tipos de operaciones ya los hemos ido viendo en los apartados anteriores. Nos centraremos ahora en las dos últimas , si bien introduciremos diversas operaciones en los ejemplos para profundizar en su uso.

Iteraciones y bucles

Para practicar con estas estructuras, realizaremos un pequeño programa que nos calcule el promedio de varios números. En primer lugar el programa solicita la cantidad de números a promediar, luego pide que se introduzcan los números tantas veces como le hayamos dicho (aquí está la repetición) Al final muestra el promedio. En este caso, como el número de iteraciones es conocido, usaremos la instrucción Para. Asimismo, utilizaremos operadores aritméticos y de concatenación.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Promedio de n números

Los elementos implicados serán:

• Inicio y fin de algoritmo.
  
• Salidas: Solicitar número de calificaciones, mostrar promedio.
  
• Entradas: cantidad de números y números a promediar.
  
• Almacenamiento: número de elementos (número entero),  números introducidos (número real), acumulado de la suma de números (número real) y promedio (número real)
  
• Procesamiento: iteraciones,  sumas y división.

El diagrama de flujo asociado a la instrucción PARA es el siguiente:

Diagrama de flujo:

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Promedio de n números con PSeInt

Como vimos en el apartado anterior, después de renombrar el algoritmo comenzamos por definir las variables implicadas escribiendo la expresión Definir

PSeInt permite definir varias variables del mismo tipo en la misma línea, separadas con comas. Como veis, hemos definido una única variable numi donde guardaremos el número introducido por la persona usuaria cada vez.

A continuación solicitamos la cantidad de números a promediar (Escribir), leemos la respuesta y la almacenamos en la variable correspondiente (leer) e inicializamos el valor de acum en 0, aunque en realidad no sería necesario puesto que es el valor asignado por defecto.

Con el valor de nnum definido por el usuario llega el momento de la repetición: solicitaremos al usuario que introduzca un número nnum veces. Para ello usaremos el comando  Para disponible en la ventana de la derecha.

Al hacer clic sobre el comando, se nos escriben las siguientes instrucciones en nuestra hoja de algoritmo

Como variable numérica habitualmente se define una variable local (i, j, k...) que hace de contador. El valor inicial es 1 y el valor final el número de veces que queremos repetir la instrucción. En paso se especifica el crecimiento del contador de una iteración a otra (en nuestro caso de uno en uno)

Por último en la secuencia de acciones hemos de poner que es lo que queremos que se repita en cada ocasión. En nuestro caso solicitar el número, leerlo y sumarlo a los anteriores guardando el resultado en la variable acum.

El valor de numi se refresca y varía en cada iteración, puesto que ya hemos guardado el valor del número anterior en el acumulado.

En un programa es muy importante usar el mínimo número de variables precisas para no añadir complejidad innecesaria al mismo. (Principio KISS de diseño de software)

Hemos concatenado en el mensaje de solicitud la variable numérica de contador. Eso nos permite mostrarle al usuario en qué iteración se encuentra. La instrucción Escribir seguida de los elementos a concatenar separados por comas los coloca en la misma línea y sin separación entre ellos. Por eso es preciso considerar los espacios de separación en las cadenas de caracteres que incluyamos.

Por último, asignamos el valor del promedio al cálculo correspondiente y mostramos el resultado nuevamente concatenando dos mensajes.

Finalmente le damos a Ejecutar y verificamos el proceso realizado.

Nuevamente en la verificación del programa podemos experimentar la robustez del programa frente a fallos, introduciendo números decimales con coma, negativos, etc...Invitamos a realizarlo e introducir las instrucciones necesarias para prevenir dichos fallos.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Promedio de n números con Scratch

En Scratch los bloques relacionados con las estructuras repetitivas se encuentran en Control y son Por siempre, Repetir y Repetir hasta que.

En nuestro caso, como el número estará definido, usaremos Repetir.

En primer lugar en el bloque Variables definiremos las variables necesarias.

De forma análoga, utilizando los bloques de Sensores, Apariencia, Variables explicados en los apartados de Entradas, Salidas y Datos, construimos el programa. En Operadores encontraremos los bloques necesarios para la realización de las operaciones aritmético, lógicas y de concatenación.

El programa finalmente con todos los elementos quedaría así:

Condicionales

Para practicar con estas estructuras, realizaremos un pequeño programa en el que tras solicitar una nota numérica, y verificar en primer lugar si el valor recibido es correcto, nos indicará si la nota corresponde a un APROBADO o un SUSPENSO.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Boletín

Los elementos implicados serán:

• Inicio y fin de algoritmo.
• Salidas: Solicitar calificación numérica, mostrar calificación textual o mensaje de error.
  
• Entradas: calificación numérica
  
• Almacenamiento: calificación numérica (número real, puede tener decimales)
  
• Procesamiento: lógicas (comparación,Y,O) y condicionales.
  

Diagrama de flujo:

En este caso hemos definido la condición de error mediante el operador lógico O, indicando que se considere errónea cualquier calificación menor que cero o mayor que 10. Este programa puede ser resuelto de forma análoga utilizando el operador Y, indicando que considere válida cualquier nota numérica mayor o igual que cero y menor o igual que 10.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Boletín con PSeInt

En primer lugar renombramos el algoritmo (boletin en nuestro caso) y definimos las variables implicadas que solo es la calificación numérica (nota_num)

A continuación solicitamos la calificación numérica (Escribir) y la introducimos en la variable definida (Leer)

Ahora vendría la aplicación de la condición. Los comandos encargados en PSeInt de introducir las condiciones son Si-entonces, Según, Mientras y Repetir. Un ejemplo de la sintaxis de cada una se puede apreciar en la siguiente figura

• Si-entonces: verifica que se cumple una condición o no y en función de ello ejecuta unas acciones. Se pueden anidar unas condicionales dentro de otras.
• Según: se utiliza cuando una variable puede adoptar un número discreto de opciones (tipo menú) y se define el comportamiento ante ellas y ante el caso de que no coincida con ninguna.
• Mientras: evalúa una condición en bucle y mientras es verdadera ejecuta una acción. Mezcla condicional y bucle.
• Repetir-hasta que : ejecuta una acción en bucle hasta que una condición se cumple en cuyo momento se interrumpe. Mezcla condicional y bucle.

En nuestro ejemplo la condición solo se evalúa una vez por lo que descartamos las dos últimas, y el valor numérico introducido puede tener infinitos valores entre 0 y 10 por lo que la segunda tampoco es válida. Usaremos entonces el comando Si-entonces.

Vamos a aprovechar para introducir dos nuevos operadores, el operador Y representado por el carácter & y el operador O representado por la doble barra || que se utilizan cuando queremos que se evalúe más de una condición simultáneamente. En nuestro caso podemos considerar dos opciones:

• Si la nota introducida es menor que 0 o mayor que 10, no tiene sentido,y  hay que dar un mensaje de error. En caso contrario habrá que distinguir (condicional anidada) si es menor que 5 y entonces el mensaje dicta suspenso, y si es mayor o igual que 5 que será aprobado.

• Si la nota introducida es mayor o igual que 0 y menor o igual que 10, es correcta y hay que distinguir (condicional anidada) si es menor que 5 o mayor. En caso contrario sacar el mensaje de error.

Las dos son correctas y elegir una u otra solo dependerá de la persona programadora y si prefiere usar operadores Y u O.

Finalmente sólo nos quedaría Ejecutar el programa y verificar su correcto funcionamiento.

Dejamos como ejercicio de ampliación el reformular este programa para que siga preguntando hasta que reciba una calificación válida. Como pista sugerimos explorar las posibilidades de la instrucción Repetir.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Boletín con Scratch

En Scratch los bloques relacionados con las estructuras condicionales se encuentran en Control, junto a los bucles.

Los operadores lógicos Y y O se encuentran en Operadores, junto con los de comparación y los ya vistos anteriormente: aritméticos, de concatenación...

Como en todos los programas empezaremos definiendo las variables necesarias, en nuestro caso sólo una desde los bloques de Variables.

A continuación solicitaremos la calificación mediante el bloque disponible en Sensores y almacenaremos su respuesta en la variable recién creada.

Por último evaluaremos la respuesta obtenida mediante el bloque correspondiente de Control y utilizando los operadores lógicos de Operadores, según sea su valor ofreceremos el mensaje de error o escribiremos la calificación final  con el bloque correspondiente de Apariencia.

El código resultante sería el siguiente:

En este caso hemos utilizado el operador O porque Scratch no dispone de los operadores combinados menor o igual y mayor o igual, y así nos ahorramos el tener que combinar ambos operadores con un operador lógico O. Recordad el principio KISS.

Por último, verificamos el correcto funcionamiento del programa y su robustez frente a los errores más comunes. En Scratch ejecutamos haciendo clic sobre la bandera verde.

Pruébalo aquí !!

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Funciones

A veces en nuestros programas existen acciones que hemos de realizar varias veces a lo largo de los mismos, y que nos resultaría farragoso tener que copiar el código una y otra vez. De igual forma, cualquier modificación en algún elemento tendría que buscarse y repetirse todas las veces en que ese código saliera. Para automatizar todo esto cumpliendo el principio DRY de programación nos ayudan las funciones.

Las funciones, también llamados métodos o procedimientos, empaquetan y ‘aíslan’ del resto del programa una parte de código que realiza alguna tarea específica de forma que nos sea muy sencillo de manipular y reutilizar. Se definen al principio como pequeños subprogramas y después se "invocan" desde el algoritmo principal cuando se necesitan.

Las funciones pueden pueden devolver o no un resultado y también ser con o sin parámetros.

• Funciones que devuelven resultado o no:
  • Si la función no devuelve resultado en ocasiones se denomina procedimiento y es un conjunto de código con algo de relación que se invoca en el algoritmo principal de forma autónoma. Por ejemplo, la función dibujarCuadrado (lado) puede realizar todas las operaciones necesarias para dibujar un cuadrado dado su lado. En el algoritmo principal escribiríamos.
  • dibujarCuadrado(5);
  • Si la función devuelve resultado se comportará como un valor y siempre habrá que almacenar dicho resultado en una variable, por lo que se habrá de invocar dentro de una asignación y no de forma autónoma. Por ejemplo, la función calcularAreaCuadrado(lado) calcula la superficie de un cuadrado dada la longitud de su lado, pero en el programa principal deberá aparecer asignándose a una variable u ocupando el lugar de ella.
  • Resultado=calcularAreaCuadrado(5);
• Parámetros de una función: valores que necesita la función para poder ejecutarse. Por ejemplo una función que dibuja un cuadrado necesita que le pasen el valor del lado para dibujarlo. Sin embargo una función que realice una cuenta atrás del 10 al 1 no necesita ningún parámetro.En ese caso se escribe el paréntesis pero vacío.
  
  • dibujarCuadrado(10);
  • contarAtras10a1();

Se podría parametrizar la función contarAtras (n) indicándole a la función el número a partir del que realizar la cuenta atrás. Te invitamos a explorar cómo sería.

Las funciones se suelen denominar con un verbo o un conjunto de varias palabras que comienza con un verbo en minúsculas; es decir, con la primera letra en minúscula y la primera letra de las palabras siguientes en mayúsculas. 

Por ejemplo, vamos a imaginar un programa que calcula el área de una figura geométrica plana compuesta como la de la figura.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagramas de flujo del programa Area compuesta

Los elementos serían:

• Inicio y fin del algoritmo.
  
• Salida: pedir las medidas del lado del cuadrado inferior incluyendo unidades.
• Entrada: longitud del lado (que coincide con diámetro del círculo) y unidad de medida.
  
• Almacenamiento: lado, unidad, area_total.
• Procesamiento: suma, multiplicación, concatenación.

Diagrama de flujo (sin funciones):

Otra forma de  abordar su solución  sería  predefinir unas funciones que nos calcularan por ejemplo el área de un rectángulo y el área de un círculo.  Veamos como quedaría el diagrama de flujo en ese caso.

Y habría que realizar de forma independiente los diagramas de flujos de cada una de las funciones.

Las funciones necesarias en este caso devuelven un resultado, y tienen parámetros. Como se puede deducir fácilmente, esto tendría mucho más sentido en programas donde fuera necesario calcular áreas de diferentes figuras de forma repetida.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Area_compuesta con PSeInt.

En PSeInt para introducir funciones se definen al principio del código y utilizando el comando Función.

En la ventana de ayuda rápida nos explica cada uno de los elementos que aparecen en el código.

• Variable de retorno: sólo tiene sentido si la función devuelve un valor. Si no, se borra.
  
• Nombre: con el que posteriormente se invocará a la función en el algoritmo principal.
• Argumentos: o parámetros necesarios para la función.

Cambiamos pues el nombre del fichero y definimos dos funciones al inicio, una para calcular el área de un rectángulo y otra para calcular el área de un círculo. Ambas devuelven resultado y necesitan parámetros, la primera la base y la altura, y la segunda el radio. En PSeInt existe de forma predefinida la constante PI con el valor  3.1415926536  por lo que podemos usarla y no habrá que definirla.

Una vez definidas las funciones, pasaremos a escribir el algoritmo principal. El argumento de las funciones será el valor introducido por el usuario y que corresponde con el lado del cuadrado.

Al ser funciones que devuelven un resultado hemos tenido que definir una variable areaTotal que almacene el resultado de lo obtenido por las funciones. De forma más correcta y generalizable tendríamos que haber predefinido previamente las variables lado y areaTotal como números reales, y unidad como string, si bien PSeInt nos permite ser un poco más laxos en el procedimiento.
La última línea es la concatenación del valor obtenido, la unidad introducida y un 2 puesto que la unidad será elevada al cuadrado.

Solo nos queda ejecutar el programa y verificar su funcionamiento.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Area_compuesta con Scratch.

En Scratch no existe de forma explícita la opción de crear funciones que devuelven un resultado. Solo existe lo que hemos llamado procedimientos, eso sí con o sin parámetros. Eso se hace mediante la creación de nuevos bloques. Para crear funciones que devuelvan un resultado tendremos que crear dichos bloques y asignarles dentro del mismo el valor calculado a una variable predefinida. Veámoslo con el ejemplo.

En primer lugar cargaremos la imagen de la figura cuyo área queremos calcular como fondo del escenario. Para ello en la parte inferior derecha hacemos clic sobre el botón verde y escogemos la opción de cargar un escenario.

A continuación crearíamos las variables necesarias. Como en este programa las únicas variables necesarias son el lado del cuadrado y su unidad, y eso hemos visto que va a ser almacenado por defecto como respuesta del usuario, no es necesario. Tampoco vamos a necesitar crear una variable areaTotal para almacenar el resultado puesto que lo mostraremos directamente concatenando operadores y así nos ahorraremos un bloque.

A continuación crearemos las funciones calcularAreaRect(base, altura) y calcularAreaCirc (radio) Para ello Scratch nos permite crear nuevos bloques a los que les asociemos un código. Eso se hace desde Mis Bloques y pinchando en Crear un bloque.

Al  clicar sobre Crear un bloque se nos abre una ventana donde elegir el identificador de la función/bloque, así como opciones de añadirle argumentos o parámetros a esa función. Pueden ser texto, número, variable booleana o simplemente una etiqueta de texto.

En nuestro caso crearemos dos nuevos bloques. El del área del rectángulo requiere dos entradas numéricas (base y altura), y el del área del círculo una única entrada numérica (radio).

En ese momento en nuestra área de código aparecen dos nuevos elementos para que definamos bajo ellos los bloques que van a componer cada uno de estos subprocedimientos.

Como hemos dicho antes, son funciones que devuelven un resultado, por lo que primero habremos de crear variables para poder almacenar en ellas ese resultado. Les llamaremos resultRect y resultCirc.

Mediante operadores aritméticos en este caso, añadiremos los bloques correspondientes al cálculo del área de cada figura, dados sus parámetros.

Por último, una vez definidas las funciones/bloques, solo nos quedará el algoritmo principal, que tendrá este aspecto:

La última línea incluye la concatenación de texto con los resultados parciales de las funciones creadas. Solo quedaría comprobar su funcionamiento y depurar posibles errores.

Prúebalo aquí.

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Permitidme un comentario...

A lo largo de los ejercicios y ejemplos anteriores habrás visto que en algunos casos han aparecido comentarios en los programas.

Un comentario en programación es un texto en nuestro código fuente que el compilador ignora. Y si lo ignora, ¿por qué lo ponemos? Habitualmente para darnos explicaciones internas de cuál es la función de cada parte del programa. También son muy útiles para descartar fragmentos de código de forma temporal, sin tener que borrarlos, y así facilitar su posterior recuperación.

Los comentarios en programación son fundamentales:

• Facilitan la comprensión: no solo de otros usuarios sino del mismo programador/a a lo largo del tiempo que dura el desarrollo del programa.
• Favorecen la colaboración: vuelven el código comprensible para otras personas coprogramadoras que de esa forma pueden participar también.
• Facilitan la depuración de errores: comentar y descomentar fragmentos de código nos permitirá detectar en qué lugar se están produciendo los fallos.

En muchas ocasiones bastará como ejercicio que a nuestro alumnado le propongamos un programa y le digamos que lo organice  y le coloque comentarios. Eso nos dará idea de si entiende realmente el funcionamiento del mismo, paso previo a que pueda más adelante adaptar ese programa a nuevas necesidades e incluso crear uno desde cero. Pero esto lo veremos con más detalle en el módulo siguiente.

Comentarios en PSeInt

Para realizar comentarios en PSeInt simplemente tendremos que encabezar el punto en el que queremos insertar el comentario con una doble barra. Eso nos pondrá el texto que viene a continuación en un gris pálido y en cursiva que nos indicará que el compilador no va a tomar en cuenta lo escrito de esta forma.

También se pueden introducir los comentarios al final de una línea de código.

PSeInt solo permite comentar líneas y no fragmentos enteros de código, por lo que si queremos descartar un conjunto de instrucciones deberemos comentar línea por línea todas las que constituyan el bloque. Eso obviamente no sucede en lenguajes estructurados de programación que sí poseen esta capacidad.

Esta capacidad es especialmente útil en las fases de depuración de fallos, para aislar los fragmentos de código donde se encuentran los errores.

Los comentarios por supuesto no aparecen en la ventana de ejecución del programa. Dónde sí son visibles es en el diagrama de flujo asociado.

Comentarios en Scratch

En Scratch se pueden añadir comentarios desde la ventana de edición de código asociado a cada objeto. Los comentarios pueden estar tanto asociados a un bloque como sobre la misma ventana de edición. Se añaden clicando con el botón derecho sobre el lugar donde queremos insertar el comentario.

Una vez añadidos, quedan como notas visibles en el área de edición del código.

Por supuesto en Scratch no existe la opción de comentar y descomentar bloques para que no sean tenidos en cuenta por el compilador. La opción disponible para realizar esto es separar el evento que determina la ejecución de ese bloque y el código quedará temporalmente desactivado.

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Ejercicios resueltos

Secuenciación de ejercicios

A la hora de plantear ejercicios con nuestro alumnado, con cada concepto nuevo que introduzcamos deberemos respetar una secuencia lógica que vaya poniendo en juego habilidades cognitivas de menor a mayor complejidad, según nos indica la Taxonomía de Bloom revisada por Anderson y Krathwohl. Para ello recomendamos:

1. Partir de programas realizados en los que tengan que analizar sus elementos, predecir su comportamiento, comentarlos, encontrar errores, etc... (CONOCER, COMPRENDER)
2. Continuar proponiendo modificaciones a programas proporcionados para personalizarlos (APLICAR)
3. Comparar programas propuestos para solucionar un mismo problema atendiendo a diferentes criterios: funcionalidad, complejidad, cantidad de código empleado... (ANALIZAR, EVALUAR)
4. Por último crear programas sencillos desde cero partiendo de problemas reales. (CREAR)

Proponemos a continuación algunos ejemplos para verlo de forma más concreta.

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Ejercicios de conocimiento y comprensión

EJEMPLO 1

ENUNCIADO:

Dado el siguiente código:

a) Explica para qué sirve este programa.

b) Detecta si existe algún error en el código y justifica por qué.

c) Realiza el diagrama de flujo del mismo.

d) Cópialo en un fichero de PseInt y comprueba si has contestado correctamente los apartados a), b) y c)

e) Introduce los comentarios necesarios para su mejor comprensión.

SOLUCION

a) Es un sencillo programa para comparar dos números introducidos por el usuario.

b) Al reproducirlo con PseInt se detectan dos errores:

1. Esto es erróneo, debería poner num1 es menor que num2 para ser cierta la condición de la línea anterior.

2. Falta un punto y coma al final

c) El diagrama de flujo es:

e) Un ejemplo de este programa comentado podría ser:

EJEMPLO 2

ENUNCIADO:

Dado el siguiente diagrama de bloques

a) Dí qué realiza este programa.

b) Identifica en el dibujo qué elementos pertenecen a Entradas, Salidas, Datos u Operaciones.

c) ¿Detectas algún error o imprecisión?

d) Realiza el diagrama de flujo del mismo.

e) Reproduce el programa en Scratch y comprueba tus respuestas anteriores.

f) OPCIONAL: ¿Se te ocurre alguna forma más sencilla de reescribir este programa?

SOLUCION:

a) Es un programa que muestra en pantalla un mensaje elegido por el usuario 5 veces, durante 2 segundos y dejando un espacio entre un mensaje y otro de 1 segundo.

b) 

c) El error es que la variable num no tiene un valor inicial predefinido, aunque sería más una imprecisión puesto que si no se asigna valor inicial, se asume el valor 0 que es el que nosotros queríamos poner.

d) Diagrama de flujo:

f) Si realmente se quiere repetir el mensaje 5 veces y no un número determinado por el usuario bastaría con este esquema.

El código inicial solo tiene sentido si el número de veces que se repite también quiere ser personalizado por la persona usuaria.

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Ejercicios de aplicación

EJEMPLO 1:

ENUNCIADO:

Dado el siguiente código,

a) Realiza su diagrama de flujo

b)  Realiza tres programas similares que realicen la RESTA, PRODUCTO y DIVISIÓN de DOS NÚMEROS dados.

SOLUCIÓN:

a)

b) ALGORITMO RESTA

ALGORITMO PRODUCTO

ALGORITMO DIVISIÓN

EJEMPLO 2:

ENUNCIADO

A partir del siguiente diagrama de bloques

a) Explica qué hace este programa

b) Realiza otros tantos programas que permitan dibujar un hexágono, un octógono y un dodecágono. Elige un color y un grosor deseado y añade las mejoras que quieras.

SOLUCIÓN

a) Dibuja un pentágono regular con el color y grosor predeterminado por el programa.

b) Posible código a implementar.

Como mejoras aparte de fijar el color y el tamaño, puede ser el marcar el lugar de inicio del dibujo, e incluso la orientación para asegurarse que siempre se dibuja en el centro del lienzo.

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Ejercicios de análisis y evaluación

EJEMPLO 1

ENUNCIADO:

Compara los siguientes procedimientos para realizar la misma acción

Escribe en cada caso como los utilizarías en un programa  que a partir de dos números nos devolviera su cociente.

SOLUCIÓN

• Opción 1: Es una función  que devuelve un valor, por lo que dentro del programa no se puede invocar por separado sino siempre dentro de una expresión.

Opción 2: Es una función que no devuelve un valor (procedimiento) por lo tanto puede ser invocada por separado, si bien necesita que se le pasen dos parámetros para realizarse, que el programa habrá tenido que proporcionar antes.

• Opción 3: Es un procedimiento que no tiene parámetros, por lo que los datos habrán de ser recabados por el propio procedimiento.

La elección entre unas u otras vendrá determinada por lo que sea más conveniente en el programa.  La opción 3 es la que resulta más conveniente cuando una misma expresión se va a utilizar repetidas veces a lo largo del código, mientras que la opción 1 puede resultar conveniente si ese resultado quisiéramos introducirlo en posteriores instrucciones para tomar decisiones o realizar otras operaciones.

EJEMPLO2

ENUNCIADO

Compara los siguientes programas.

Programa 1

Programa 2

a) ¿Hacen lo mismo?

b) Justifica sus diferencias y  explica cuál utilizarías tú y por qué.

SOLUCIÓN

a) Efectivamente hacen lo mismo. Es un programa que al introducir una calificación numérica evalúa que esté en el rango correcto y si no, devuelve un mensaje de error, y si está en el rango correcto evalúa si corresponde a un APROBADO o un SUSPENSO. Es el programa descrito en el último ejemplo del capítulo anterior.

b) La diferencia es:

• El programa 1 primero evalúa si la nota introducida está en el intervalo correcto mediante un operador Y, (ha de ser mayor O igual que cero Y menor O igual que 10) y en ese caso devuelve el mensaje de SUSPENSO si es menor que 5 y aprobado en el otro caso. Si no está en el intervalo devuelve un mensaje de error. Como en Scratch no existe el operador <= hay que ir concatenando operadores Y y O y acaba resultando un código complejo.
• El programa 2 primero evalúa si la nota introducida está fuera del intervalo correcto (cosa que sucede para valores estrictamente menores que 0 o mayores que 10) y en ese caso devuelve el mensaje de error, y en el contrario anida otro condicional donde devuelve el mensaje de SUSPENSO si es menor que 5 y aprobado en el otro caso.

En el programa 2 el código es más sencillo y por lo tanto es la opción más recomendable.

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Ejercicios de creación

EJEMPLO 1

ENUNCIADO

A partir de los ejercicios vistos anteriormente realiza un programa que simule ser una pequeña calculadora con las cuatro operaciones básicas (sumar, restar, multiplicar y dividir):

• Que muestre un menú inicial donde se elija la operación que se va a realizar.
  
• Si alguien escoge una opción no contemplada debe volver a mostrar las opciones iniciales.
• Que solicite los números implicados en cada operación y muestre el resultado.
• Que de opción a reiniciar el programa una vez realizada una operación.

SOLUCIÓN

Seguimos los mismos pasos vistos en el capítulo anterior en la creación de un programa.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Calculadora.

Los elementos implicados son

• Salidas: Mostrar menú inicial, preguntar por números implicados, mostrar resultado.
  
• Entradas: Operación a realizar (operac), números implicados (sumando1, sumando2....), reinicio.
  
• Almacenamiento de datos: operacion a realizar (operac), números implicados, resultado, reinicio (S/N)
  
• Operaciones: bucle y condicional (SEGUN, SI-ENTONCES, REPETIR hasta que), operaciones lógicas (comparaciones, Y, O), operaciones aritméticas.
  

En cuanto a la estructura del programa se propone realizar funciones parciales para cada una de las operaciones.

Para mostrar el menú se propone la estructura SEGUN ya que las opciones son discretas (4 operaciones) dentro de una estructura REPETIR hasta que la opción seleccionada sea la correcta.

El reinicio se realiza al finalizar cada operación, preguntando y si la respuesta es afirmativa, modificar la condición que volvía a mostrar el menú inicial (operac).

Diagrama de flujo:

Las dimensiones del diagrama no permiten distinguirlo bien, pero sí notar que hay una estructura REPETIR HASTA QUE la variable operac tenga un valor comprendido entre 1 y 4, que muestra el mensaje inicial con las operaciones a elegir.

Dentro de ella una estructura SEGÚN que abre 5 opciones posibles, la última la de que se haya elegido un número distinto del 1 al 4 que vuelve a iterar el proceso, y las otras 4 una por cada operación.

También que cada una de las 4 operaciones termina con un bloque condicional para preguntar por el reinicio, y en caso de querer reiniciar, le da a la variable operac un valor diferente de 1,2, 3 y 4 lo que reactiva el bucle repetir hasta que.

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Calculadora con PSeInt.

Empezamos por definir las funciones. La suma la haremos directamente dentro del algoritmo principal para ver la diferencia.

El algoritmo principal quedaría de la siguiente forma:

EJEMPLO2

ENUNCIADO

Crea un programa en Scratch para aprender las tablas de multiplicar. Las condiciones del programa son:

• Al inicio un personaje pregunta si quieres participar o no. Tiene que seguir preguntando hasta que se le diga que sí.
• Después preguntará del 1 al 10 qué tabla de multiplicar quiere practicar.
• A continuación mostrará en pantalla las operaciones de la tabla de multiplicar del número introducido.
• Al terminar se despedirá.

SOLUCIÓN

Seguimos los mismos pasos vistos en el capítulo anterior en la creación de un programa.

Pasos 1 y 2: Análisis y diagrama de flujo del programa Tabla de multiplicar

Los elementos implicados son

• Salidas: Saludar, preguntar si se participa, preguntar la tabla a recitar, recitar la tabla, saludar al final.
  
• Entradas: Respuesta Sí/No a participar, número de la tabla.
  
• Almacenamiento de datos: almacenamos las respuestas obtenidas, y una variable contador para recorrer la tabla del 0 al 10
  
• Operaciones: bucle condicional (repetir mientras la respuesta sea no), bucle con número prefijado (multiplicar del 0 al 10), multiplicaciones, comparaciones, concatenaciones.
  

Diagrama de flujo:

Pasos 3, 4 y 5: Codificación, compilación y verificación del programa Tabla de multiplicar con Scratch

Como siempre empezamos por definir las variables. Definimos una variable contador y le asignamos el valor 0 al inicio del programa. La otra variable no será necesario crearla puesto que al ser respuesta de una pregunta, la crea el programa por defecto.

Saludamos y realizamos la pregunta con los bloques correspondientes de Apariencia y Sensores ya que son Salidas.

Ahí comienza el primer bucle, en este caso condicional puesto que depende de la respuesta obtenida. En scratch el bloque que realiza esta operación es Repetir hasta que

Cuando realizamos comparaciones con textos, hay que tener en cuenta las variaciones de mayúsculas, minúsculas, tildes, etc...Lo mejor en ese caso sería usar el operador "O" que nos admite como válidas cualquiera de las posibilidades (Sí, Si, SI, si)

Una vez obtenida la respuesta afirmativa (ENTRADA), pasamos a preguntar de nuevo por el número del 1 al 10 del que se quiere usar la tabla (SALIDA).

Con la respuesta obtenida (ENTRADA) realizamos otro bucle en este caso del 0 al 10 por lo que son 11 veces, donde se va a mostrar en pantalla al personaje diciendo el numero de la tabla x contador = resultado y el valor del contador se va incrementando de uno en uno en cada iteración.

Tras una última salida con la despedida, el programa quedaría así.

Por último vendría el momento de verificación del funcionamiento.

Consideraciones finales:

• Este programita se podía haber hecho de muchas otras formas, como casi todos los programas. Se pueden utilizar estructuras condicionales anidadas, por ejemplo. Te invitamos a que explores algunas de ellas.
• Se ha escogido esta forma porque es una de las que menos bloques de código requiere. Es una buena práctica para nuestro alumnado exponerle a crear un programa de distintas formas y hacer un análisis crítico de cada una de ellas.
• Es bueno tener presente siempre en programación las siglas DRY (Don't Repeat Yourself) Si se repiten muchas líneas de código o muchos bloques iguales, probablemente hay una forma más eficiente de hacerlo.

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Y la LOMLOE "pa cuándo"?

En la nueva normativa educativa publicada el año 2022 se impulsa de forma decisiva la enseñanza de contenidos relacionados con la programación tanto desde las primeras etapas como por supuesto en Secundaria y Bachillerato.

En concreto los contenidos abordados en este curso corresponden a la Competencia Específica nº 5 de la materia de Tecnología y Digitalización desarrollada en la Orden ECD/1172/2022, de 2 de agosto, por la que se aprueban el currículo y las características de la evaluación de la Educación Secundaria Obligatoria . En concreto esta competencia consiste en "Desarrollar algoritmos y aplicaciones informáticas en distintos entornos, aplicando los principios del pensamiento computacional e incorporando las tecnologías emergentes, para crear soluciones a problemas concretos, automatizar procesos y aplicarlos en sistemas de control o en robótica."

Específicamente en los criterios de evaluación de dicha competencia, para el curso de 2º de ESO, se habla de:

• 5.1. Describir, interpretar y diseñar soluciones a problemas informáticos a través de algoritmos básicos y diagramas de flujo sencillos, aplicando los elementos y técnicas de programación de manera creativa.
• 5.2. Programar aplicaciones sencillas, de forma guiada con una finalidad concreta y definida, para distintos dispositivos (ordenadores, dispositivos móviles y otros) aplicando herramientas de edición y empleando los elementos de programación de manera apropiada.

Asimismo el currículo de dicha materia establece como uno de los bloques de saberes básicos de esta materia aquellos concernientes a Programación, pensamiento computacional y robótica, estableciendo como conocimientos, destrezas y actitudes a desarrollar con el alumnado en 2º de ESO las siguientes:

─ Algorítmica y diagramas de flujo.
─ Aplicaciones informáticas sencillas para ordenadores: Programación por bloques.
─ Autoconfianza e iniciativa: el error, la reevaluación y la depuración de errores como parte del proceso de aprendizaje

Por lo tanto tanto los ejercicios planteados en el curso así como la metodología encajan perfectamente en la programación de esta materia en 2º de ESO, siendo los contenidos de robótica tratados en otros cursos de Aularagón más propios de la misma materia pero en 3º.

A pesar de que en el currículo habla de programación por bloques, nos ha parecido interesante en este curso introducir en paralelo un programa de pseudocódigo como PSeInt para acompañar al alumnado en esa transición desde lo intuitivo de una programación por bloques, visual y con la que muchos ya vienen familiarizados desde Educación Primaria, con la sintaxis de los lenguajes de programación, con los que tendrán que empezar a manejarse en cursos posteriores.

Una vez que el alumnado se ha familiarizado con los conceptos básicos de la programación estructurada contenidos en este curso, es tiempo de plantearle situaciones de aprendizaje en los que aplicarlos, preferentemente en la resolución de problemas reales y aplicando metodologías de trabajo en equipo. Esto correspondería a la última fase de Ejercicios de Creación. descrita en el apartado de Ejercicios resueltos.

La Competencia arriba descrita también se encuentra en el Currículo de la materia optativa de 3º de ESO de Programación y Robótica como Competencia Específica nº 4 de esa materia, pudiendo aplicarse todo lo dicho anteriormente también en el desarrollo de dicha materia.

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Créditos

Curso creado en Octubre de 2022 por:

Ana Mª López Floría

Cualquier observación o detección de error en soporte.catedu.es

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