Ejercicios: Las estructuras de un programa

Explica qué es una variable en un programa y pon un ejemplo: qué nombre y qué contenido tendría una variable en un videojuego que guarda los puntos del jugador. ¿Qué operación cambiaría su valor al superar un nivel?

Explica qué es una estructura condicional (si... entonces... si no...) y escribe dos ejemplos de decisiones cotidianas expresadas con esa estructura, indicando la condición y las dos acciones posibles.

Explica qué es un bucle y qué problema resuelve frente a repetir las mismas instrucciones muchas veces. Escribe en pseudocódigo un bucle que escriba los números del 1 al 5.

Explica la diferencia entre una variable y una constante en un programa, con un ejemplo de cada una en un programa de facturación (el precio del producto frente al porcentaje de IVA).

Los datos de un programa tienen tipo: entero, decimal, texto o booleano. Indica el tipo más adecuado para cada dato y justifícalo: la edad de una persona, su altura en metros, su nombre y si ha pasado de curso o no.

Explica qué es una función en un programa y dos ventajas de dividir el código en funciones con nombre (reutilizar sin copiar, entender y probar cada parte por separado).

¿Qué es un comentario en el código fuente? Explica a quién van dirigidos los comentarios (no al computador, sino a quien leerá el código después) y qué debe explicar un buen comentario (el porqué de las decisiones, no lo que ya se ve).

Lee este fragmento y haz la traza:

inicio

    x ← 4

    x ← x + 2

    escribir x

fin

Indica qué valor se muestra en pantalla y explica por qué la segunda instrucción no es una ecuación matemática sino una asignación.

Lee este programa en pseudocódigo:

inicio

    suma ← 0

    n ← 1

    mientras n ≤ 5 hacer

        suma ← suma + n

        n ← n + 1

    fin mientras

    escribir suma

fin

Haz el seguimiento paso a paso (valor de suma y de n al final de cada vuelta) e indica cuántas veces se repite el ciclo y qué valor se escribe al final.

Escribe en pseudocódigo un programa que lea la nota de una prueba (un número de 0 a 10) y escriba «apto» si la nota es 5 o mayor, y «no apto» en caso contrario. Usa una variable, una lectura de dato y una estructura condicional.

El diagrama de flujo de la figura representa un programa con un bucle: lee un número n y, mientras n sea mayor que 0, escribe su valor y le resta 1, como se muestra en la figura.

Si el usuario introduce n = 3: (a) haz la traza indicando qué valores toma n y qué se escribe en cada vuelta; (b) indica cuántas veces se ejecuta el cuerpo del bucle; (c) explica qué ocurriría si el usuario introdujera n = 0.

Este programa clasifica a una persona según su edad:

inicio

    leer edad

    si edad ≥ 18 entonces

        escribir "mayor de edad"

    si no

        escribir "menor de edad"

    fin si

fin

Haz la traza para una entrada de 17 y para una de 21, indicando en cada caso qué condición se evalúa y qué se escribe en pantalla.

Escribe en pseudocódigo un programa que escriba la cuenta atrás del 10 al 1 y, al terminar el bucle, escriba «¡despegue!». Usa una variable y un bucle mientras.

Este programa suma los números que ingresa el usuario hasta que escribe un cero:

inicio

    suma ← 0

    leer n

    mientras n ≠ 0 hacer

        suma ← suma + n

        leer n

    fin mientras

    escribir suma

fin

Haz la traza para la secuencia de entradas 4, 3, 0: indica el valor de n y de suma tras cada lectura y qué se escribe al final. Explica además por qué el primer leer n está fuera del bucle.

El diagrama de flujo de la figura representa el control de acceso de un dispositivo: hay un máximo de tres intentos para introducir la clave correcta, como se muestra en la figura.

(a) Explica el recorrido completo del programa cuando el usuario falla la clave dos veces y acierta a la tercera. (b) Indica el número máximo de veces que el programa pide la clave. (c) Razona por qué la variable intentos se incrementa solo en una de las ramas del segundo rombo.

Este programa debería escribir los números del 1 al 5, pero tiene un fallo:

inicio

    n ← 1

    mientras n ≤ 5 hacer

        escribir n

    fin mientras

fin

1. a) Identifica el error: ¿qué le falta al cuerpo del bucle?

1. b) Explica qué ocurre al ejecutar el programa tal como está escrito.

1. c) Escribe el pseudocódigo corregido.

Diseña en pseudocódigo el algoritmo de control para un semáforo de cruce peatonal regulado por pulsador que gestione de forma segura el tráfico de una avenida con los siguientes requisitos:

1. En reposo, el semáforo vehicular permanece en verde.

2. Para evitar congestión provocada por llamadas continuas, debe garantizarse un tiempo mínimo de verde vehicular de $30$ segundos entre dos fases peatonales consecutivas.

3. Una vez transcurrido dicho tiempo mínimo y detectada la pulsación de un peatón, la secuencia obligatoria es: amarillo vehicular durante $3$ segundos, rojo vehicular y verde peatonal durante $15$ segundos, y finalmente verde peatonal parpadeante durante $4$ segundos antes de restablecer el verde vehicular.

(a) Escribe el pseudocódigo del sistema estructurado dentro de un bucle continuo de supervisión.

(b) Analiza qué fallo de bloqueo sufriría el cruce si el sensor se averiara en estado activo continuo (pulsador atascado) y justifica cómo tu diseño previene que la avenida quede colapsada indefinidamente.

(c) Justifica técnicamente por qué en sistemas de control concurrentes en tiempo real es preferible consultar una marca temporal de reloj (tiempo_actual()) en lugar de suspender la CPU mediante esperas bloqueantes pasivas (esperar()).

Un analista de ciberseguridad revisa el siguiente pseudocódigo diseñado para controlar el acceso con tarjeta y PIN en un terminal bancario:

inicio

    pin_secreto ← 3852

    intentos ← 0

    bloqueada ← falso

    mientras intentos < 3 y no bloqueada hacer

        leer pin_ingresado

        si pin_ingresado = pin_secreto entonces

            escribir "Bienvenido al sistema"

        si no

            intentos ← intentos + 1

            escribir "PIN incorrecto"

        fin si

    fin mientras

    si intentos = 3 entonces

        bloqueada ← verdadero

        escribir "Tarjeta bloqueada por seguridad"

    fin si

fin

(a) Identifica y justifica un fallo grave de control de flujo que ocurre cuando el usuario ingresa el PIN correcto en el primer intento.

(b) Predice el comportamiento del programa y el valor final de las variables intentos y bloqueada si el usuario ingresa la secuencia de entradas: 1111, 3852, 9999.

(c) Reescribe el algoritmo en pseudocódigo corrigiendo el flujo de ejecución para garantizar una salida limpia inmediata tras el acierto y el bloqueo estricto tras tres fallos consecutivos, asegurando que bajo ninguna circunstancia se muestre el mensaje de bienvenida si la tarjeta queda bloqueada.

En el diseño de una instalación hidráulica se utilizan bujes cilíndricos de fundición nodular de sección anular (corona circular) con una densidad $\rho = 7{,}2\text{ g/cm}^3$.

(a) Diseña en pseudocódigo una función area_anillo(radio_int, radio_ext) que calcule y devuelva el área de la corona circular ($\pi \cdot (r_{ext}^2 - r_{int}^2)$). La función debe validar que $radio\_ext > radio\_int > 0$; si los parámetros incumplen esta condición física, debe devolver $-1{,}0$ como código de error. Considera $\pi \approx 3{,}1416$.

(b) Diseña una segunda función masa_tubo(radio_int, radio_ext, longitud, densidad) que invoque a area_anillo para calcular el volumen y la masa total del tramo en kilogramos (considerando que las dimensiones se introducen en centímetros y la densidad en $\text{g/cm}^3$). Si area_anillo devuelve error o la longitud es menor o igual a cero, la función debe propagar el valor $-1{,}0$.

(c) Realiza la traza completa de la ejecución de masa_tubo(4{,}0, 5{,}0, 100{,}0, 7{,}2), indicando los valores que entran y salen de cada función y justificando el resultado numérico obtenido.

La comisión de garantía de calidad de un establecimiento evalúa el siguiente algoritmo, destinado a determinar la calificación final de un módulo técnico a partir de tres notas parciales ($N_1, N_2, N_3 \in [0{,}0; 10{,}0]$). La normativa oficial establece: «El alumno resulta 'Apto' si el promedio ponderado ($30\,\%$ para $N_1$, $30\,\%$ para $N_2$ y $40\,\%$ para $N_3$) es igual o superior a $5{,}0$, siempre y cuando ninguna de las notas individuales sea inferior a $4{,}0$; en caso contrario, resultará 'No apto'».

inicio

    leer N1, N2, N3

    promedio ← N1 · 0,3 + N2 · 0,3 + N3 · 0,4

    si promedio ≥ 5,0 o (N1 ≥ 4,0 y N2 ≥ 4,0 y N3 ≥ 4,0) entonces

        escribir "Apto"

    si no

        escribir "No apto"

    fin si

fin

(a) Explica detalladamente por qué el programa no genera ningún error de sintaxis y se ejecuta con normalidad a pesar de contener un error lógico crítico en la estructura condicional.

(b) Diseña dos tríos de notas de prueba $(N_1, N_2, N_3)$ que pongan en evidencia el fallo del algoritmo: uno que cause un falso positivo (el programa declare 'Apto' debiendo ser 'No apto') y otro que cause un falso negativo (o justifica si este último es posible con la expresión actual).

(c) Reescribe el algoritmo en pseudocódigo corrigiendo la condición lógica y añadiendo una comprobación previa que verifique que las tres notas introducidas se encuentren dentro del rango válido $[0{,}0; 10{,}0]$.