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Proceso para la Solución de Problemas

 

 

Objetivos

Etapas para la solución de problemas

Tipos de problemas

Solución de problemas con computadora

Preguntas de discusión

Aplicación de conocimiento

Gosario

 

Objetivos

 

  1. Describir la diferencia entre la solución de problemas algoritmica y herística.
  2. Presentar y describir las seis etapas para resolver un problema.

 

Etapas para la solución de problemas

 

  1. Identificar el problema.

¿Cuál es el problema?

  1. Comprender el problema.

¿Qué se sabe del el problema? Antes de continuar hacia delante, es necesario comprender los aspectos que conlleva el problema, como la base de conocimiento de la persona o de la máquina para quien se va a resolver el problema.

    1. Comenta sobre aquello que ayuda a entender el problema.
    2. Describe el conocimiento básico y lo que se espera debe conocerse para resolver el problema.
  1. Identificar las distintas alternativas (vias alternas) para resolver el problema.

¿De cuántas formas se puede resolver el problema? Indica los:

    1. Aspectos a favor de cada alternativa
    2. Aspectos en contra de cada alternativa
  1. Seleccionar la mejor alternativa de la etapa anterior.

¿Con qué alternativa me quedo? Para seleccionar la mejor via, se requiere establecer los criterios de evaluación.

  1. Hacer una lista de instrucciones que faciliten la solución del problema.

¿Cómo resolver el problema? Dar instrucciones, paso por paso, a partir de la base de conocimiento establecida en la etapa 2. No se pueden dar instrucciones que el ser humano o la máquina no pueda entender. En el caso de las computadoras, la base de conocimiento es muy limitada.

Lista de instrucciones, etapa por etapa:

    1.  
    2.  
    3.  
  1. Evaluar la solución.

¿Cuál fue el resultado? ¿Funcionó? Si el resultado es incorrecto o insatisfactorio, hay que volver a empezar.

 

Tipos de problemas

 

Algunos problemas, como hacer café o cambiar la rueda de un automoviel, se resuelven con una serie de actividades claras y específcas. Esta forma de solución se conoce como solución algorítmica.  En este caso, las distintas actividades se ejecutan en un orden lógico, etapa por etapa. Estas etapas se llaman algoritmo, entre los cuales se encuentran los ordinogramas (flujogramas), las tablas de decisión y los pseudocódigos. La solución a otros problemas menos sistemáticos como qué computadora comprar, dónde invertir el capital, cuándo mover las acciones de una cuenta a otra, requiere mayor conocimiento, experiencia e inmiscuirse en un proceso de intento y error. La solución a este tipo de problemas que no resite la simpleza y claridad de ir etapa por etapa se conoce como solución heurística.

Las computadoras están construidas para trabajar con soluciones algorítmicas. El campo de la computadora que trabaja con soluciones herísticas se conoce como inteligencia artificial (IA).

 

Solución de problemas con computadoras

 

En el campo de las computadoras se entiende por solución las instrucciones que se dan a la computadora, paso por paso (etapa 5 del proceso de solución de problemas) con el propósito de obtener el mejor resultado. El resultado es la salida (output) o la respuesta asistida por la computadora. Se entiende por programa el grupo de instrucciones que, una vez codificadas en un lenguaje de computadora,  hacen posible la solución.

 

Modelo de solución de problemas

En general un problema de información es posible entenderlo, analizarlo y descomponerlo en todos sus componentes o partes que de una u otra manera intervienen tanto en su planteamiento como en su solución.

Una herramienta rápida que nos permite descomponer en partes un problema para su solución, es el llamado modelo de solución, este consiste de una pequeña caja que contiene los tres elementos más básicos en que se puede descomponer cualquier problema sencillo de información, estas tres partes son:

 

 

 

  1. LA PRIMERA PARTE son todos los datos que el computador ocupa para resolver el problema, estos datos son almacenados internamente en la memoria del computador en las llamadas variables de entrada.
  1. LA SEGUNDA PARTE son todas las operaciones generalmente algebraicas necesarias para solucionar el problema, generalmente esta parte del modelo es una fórmula (o igualdad matemática, ej.:  X= y + 5).
  1. LA TERCERA PARTE es el resultado o solución del problema que generalmente se obtiene de la parte de operaciones del modelo y dichos datos están almacenados en las llamadas variables de salida. El resultado se conoce también como Información.

En resumen para todo problema sencillo de información es necesario plantearse las siguientes preguntas:

Qué datos ocupa conocer el computador para resolver el problema y en cuales variables de entrada se van a almacenar ?

Qué procesos u operaciones debe realizar el computador para resolver el problema planteado ?

Qué información o variables de salida se van a desplegar en pantalla para responder al problema planteado originalmente?

Como nota importante no confundir los términos datos, variables e información;

Datos se refiere a información en bruto, no procesada ni catalogada, por ejemplo "Tijuana", "calle primera # 213","15 años", " $2,520.00", etc.

Variables es el nombre de una localidad o dirección interna en la memoria del computador donde se almacenan los datos, ejemplo de variables para los casos del inciso anterior, CIUDAD, DIRECCION, EDAD, SUELDO, ETC.

Información son datos ya procesados que resuelven un problema planteado.

EJEMPLO DE MODELO DE SOLUCION

Construir un modelo de solución que resuelva el problema de calcular el área de un triángulo con la fórmula área igual a base por altura sobre dos.

Variable(s) de Entrada

Proceso u Operación

Variable(s) de Salida

BASE

ALTURA

ÁREA= BASE * ALTURA / 2

ÁREA

Pero recordar también que existirán problemas sencillos donde:

·         No se ocupan entradas o no se ocupan operaciones, pero todos ocupan salida.

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GLOSARIO

 

Algoritmo

Solución algorítmica

Solución herística

Programa

Resultados

Input

Proceso

Output

Solución

 

Ejercicios

 

Preguntas de discusión

  1. ¿Cuá;es son las seis etapas para resolver un problema?
  2. ¿Qué es una solución de problemas algorítmica?
  3. Menciona dos problemas de solución algorítmica.
  4. ¿Qué es una solución de problemas heurística? Menciona dos problemas de este tipo.
  5. ¿Cuáles de estos problemas puede resolver de forma eficiente la computadora?

 

Aplicación de conocimiento

 

  1. Completa las seis etapas del proceso de solución de problemas con uno de los problemas mencionados en el número 3 de las "Preguntas de discusión".
  2. Por cada una de las siguientes tareas, escribe una cadena numerada de instrucciones (una solución), paso por paso, de tal forma que cualquier persona pueda realizarlas sin necesidad de preguntar. Define el conocimiento básico que esperas debe poseer esa persona (prerrequisitos) para poder seguir las instrucciones. Por ejemplo, para hacer una taza de café, se debe conocer a priori qué es leche, taza, agua, harina de café, y así sucesivamente.
    1. Hacer una taza de café
    2. Reponer una rueda del automóvil.
    3. Estudiar en la universidad.

 

  1. Construir los modelos de solución de los siguientes problemas:

PROBLEMA 1 - CONVERTIR LA EDAD EN AÑOS DE UNA PERSONA A MESES.

PROBLEMA 2 - CONVERTIR DOLARES A EUROS.

PROBLEMA 3 - EVALUAR LA FUNCION PARA CUALQUIER VALOR DE X.

PROBLEMA 4.- Convertir millas a kilómetros(caso normal)

PROBLEMA 5.- Convertir 125 metros a centímetros(no ocupa entradas)

PROBLEMA 6.- Se calcula que en promedio hay 4.7 nidos en cada árbol en la UABC, también se calcula que en cada nido existen un promedio de 5.8 pájaros, se pide calcular la cantidad total de nidos y de pájaros en los 227 arboles que existen en la UABC. (no ocupa entradas)

PROBLEMA 7.- La gorda Sra. López y sus 8 hijos sólo compran una vez al mes su mandado en conocido supermercado, en dicha tienda el kilogramo de frijol cuesta $8.75, el paquete de tortillas cuesta $3.55 y el frasco de café vale $14.25, si solo compran estos tres productos para su mandado, calcular su gasto total.

PROBLEMA 8 - Capturar y desplegar los cinco datos más importantes de un automóvil (no ocupa operaciones)

PROBLEMA 9 -Evaluar la función para cualquier valor de x.(caso normal).

PROBLEMA 10 -Evaluar la función para cuando x vale 4 . (no ocupa entradas).

 

 

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