Conceptos Fundamentales de Programación: Estructuras, Algoritmos y Datos

1. Tipos de Estructuras de Control

• Secuencial: Las instrucciones se ejecutan en el orden en que están escritas.
• Decisión: Permite seleccionar entre diferentes caminos basados en condiciones (ej.: if, switch).
• Repetición: Ejecuta un bloque de código varias veces (ej.: for, while, do-while).

2. Diferencias entre Estructuras de Datos Simples y Compuestas

• Simples: Contienen un solo dato por vez (ej.: variables escalares como enteros, flotantes).
• Compuestas: Agrupan varios datos relacionados (ej.: arreglos, registros, listas).

3. Clasificación de Estructuras Compuestas

• Homogéneas: Todos los elementos son del mismo tipo (ej.: arreglos, matrices).
• Heterogéneas: Los elementos pueden ser de diferentes tipos (ej.: registros).

4. Características de un Algoritmo

• Finito: Termina en un tiempo limitado.
• Preciso: Detalla los pasos a realizar.
• Definido: Produce el mismo resultado bajo las mismas condiciones.

5. Métodos de Ordenamiento

• Selección: Encuentra el elemento más pequeño y lo coloca en su posición final.
• Burbuja: Intercambia elementos adyacentes desordenados.
• Inserción: Inserta elementos en su posición correcta durante cada iteración.

6. Diferencias entre Pilas y Colas

• Pilas: Operan bajo el principio LIFO (Last-In, First-Out).
• Colas: Operan bajo el principio FIFO (First-In, First-Out).

7. Uso de Punteros

• Definición: Una variable que almacena la dirección de memoria de otra variable.
• Aplicaciones:
  • Crear estructuras dinámicas como listas enlazadas.
  • Manipular matrices y arreglos.
  • Pasar parámetros por referencia en funciones.

8. Etapas del Diseño de Programas

1. Definición del Problema: Identificar entrada, salida y restricciones.
2. Diseño del Algoritmo: Crear una solución lógica paso a paso.
3. Codificación: Traducir el algoritmo a un lenguaje de programación.
4. Depuración: Identificar y corregir errores en el código.
5. Documentación: Incluir comentarios y explicaciones sobre el programa.

9. Concepto y Ventajas de los Subprogramas

• Definición: Unidad de código reutilizable que realiza una tarea específica.
• Ventajas:
  • Modularidad: Divide problemas complejos en partes pequeñas.
  • Reutilización: Pueden ser usados en múltiples programas.
  • Mantenimiento: Facilitan la modificación del código.

10. Aplicaciones de Archivos

• Cuando la RAM es insuficiente: Manejo de grandes volúmenes de datos.
• Persistencia de Datos: Guardar información para usarla en otro momento.
• Intercambio entre Programas: Salida de un programa que sirve como entrada a otro.

11. Características de los TAD (Tipos Abstractos de Datos)

• Encapsulamiento: Oculta la implementación interna.
• Reutilización: El código puede ser usado en diferentes programas.
• Independencia: Se pueden modificar sin afectar al resto del programa

12. Tipos de Archivos

• Secuenciales: Los registros se procesan uno tras otro, sin posibilidad de saltear.
• Indexados: Se accede directamente a los registros mediante un índice o clave.
• Particionados: Combinación de acceso secuencial e indexado, donde los registros están agrupados en subconjuntos.

13. Operaciones Básicas con Archivos

1. Abrir: Prepara el archivo para lectura, escritura o ambas.
2. Cerrar: Libera los recursos asociados al archivo después de procesarlo.
3. Leer: Recupera datos desde el archivo.
4. Grabar: Almacena datos en el archivo.
5. Modificar: Cambia datos existentes en un archivo.

14. Estructuras de Datos Homogéneas

• Definición: Almacenan elementos del mismo tipo.
• Ejemplos:
  • Vectores: Arreglos unidimensionales.
  • Matrices: Arreglos bidimensionales organizados en filas y columnas.

15. Características de Vectores

• Definición: Conjunto finito y ordenado de elementos homogéneos.
• Propiedades:
  • Tamaño fijo.
  • Elementos almacenados en posiciones contiguas de memoria.
  • Se acceden mediante un índice.

16. Matrices

• Definición: Estructura homogénea que organiza datos en una tabla de doble entrada.
• Acceso a Elementos: Se utiliza una combinación de índices para filas y columnas.

17. Variables

• Definición: Referencia a una celda de memoria que almacena un valor cambiante.
• Atributos:
  • Nombre: Identificador único.
  • Tipo de Datos: Conjunto de valores que puede almacenar.
  • Tiempo de Vida: Duración durante la ejecución del programa.
  • Alcance: Líneas del programa donde la variable es conocida.

18. Constantes

• Definición: Objetos cuyo valor no cambia durante la ejecución del programa.
• Declaración: Se define con un nombre y un valor fijo.

19. Lectura y Escritura en Memoria

• Lectura Destructiva: Almacena un nuevo valor en la variable, eliminando el valor anterior.
• Escritura no Destructiva: Transfiere el valor de la variable a un dispositivo externo, conservando el valor original.

20. Estructuras de Control Repetitivas

• Incondicionales: Se conoce de antemano el número de iteraciones (ej.: bucle for).
• Condicionales: Las iteraciones dependen de una condición evaluada (ej.: bucle while).

21. Repetición Pre y Post-condicional

• Pre-condicional: Evalúa la condición antes de ejecutar el cuerpo del bucle (ej.: while).
• Post-condicional: Ejecuta primero el cuerpo y luego evalúa la condición (ej.: do-while).

22. Registros

• Definición: Estructura de datos compuesta y heterogénea que agrupa elementos relacionados bajo un único nombre.
• Componentes:
  • Campos: Elementos individuales con nombre y tipo.

23. Subprogramas

• Definición: Unidades de programa independientes que realizan tareas específicas.
• Tipos:
  • Procedimientos: No devuelven valor.
  • Funciones: Devuelven un único valor.

24. Parámetros

• Actuales: Valores enviados al subprograma en el momento de la invocación.
• Formales: Variables definidas en el subprograma para recibir los valores de los parámetros actuales.

25. Métodos de Búsqueda

• Secuencial: Recorrido completo del arreglo hasta encontrar el elemento deseado.
• Binaria: Divide el conjunto ordenado en mitades, buscando el elemento en una de ellas.

26. Características de TAD (Tipos Abstractos de Datos)

• Encapsulamiento: Los datos y las operaciones están ocultos de los usuarios.
• Interfaz de Usuario: Define qué operaciones se pueden realizar sobre el TAD.

27. Punteros

• Definición: Variables que almacenan la dirección de memoria de otra variable.
• Aplicación: Se utilizan para crear estructuras dinámicas como listas y árboles.

28. Pilas

• Definición: Estructura de datos LIFO donde el último elemento ingresado es el primero en salir.
• Operaciones:
  • Apilar: Agregar un elemento.
  • Desapilar: Retirar el último elemento.

29. Colas

• Definición: Estructura de datos FIFO donde el primer elemento ingresado es el primero en salir.
• Operaciones:
  • Encolar: Insertar un elemento al final.
  • Desencolar: Retirar el primer elemento.

30. Estructuras Dinámicas

• Definición: Estructuras que se crean y destruyen en tiempo de ejecución, como listas enlazadas.
• Ventaja: Uso eficiente de memoria, adaptándose a las necesidades del programa.

31. Tipos de Errores en un Programa

• Sintácticos: Violaciones a las reglas del lenguaje.
• Lógicos: El programa no produce el resultado esperado.
• De Ejecución: Fallos durante la ejecución, como acceso a memoria no válida.

32. Recursión

• Definición: Técnica donde una función se llama a sí misma.
• Componentes:
  • Caso Base: Condición que detiene la recursión.
  • Llamada Recursiva: Autoinvocación de la función con datos más simples.