Ejercicios: Las estructuras de un programa

Explique qué es una variable en un programa y ponga 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?

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

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

Explique 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 del impuesto de ventas).

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

Explique 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? Explique a quién van dirigidos los comentarios (no a la computadora, 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).

Lea este fragmento y haga la traza:

inicio

    x ← 4

    x ← x + 2

    escribir x

fin

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

Lea este programa en pseudocódigo:

inicio

    suma ← 0

    n ← 1

    mientras n ≤ 5 hacer

        suma ← suma + n

        n ← n + 1

    fin mientras

    escribir suma

fin

Haga la traza paso a paso (valor de suma y de n al final de cada vuelta) e indique cuántas veces se repite el bucle y qué valor se escribe al final.

Escriba en pseudocódigo un programa que lea la nota de un examen (un número de 0 a 10) y escriba «apto» si la nota es 5 o mayor, y «no apto» en caso contrario. Use 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) haga la traza indicando qué valores toma n y qué se escribe en cada vuelta; (b) indique cuántas veces se ejecuta el cuerpo del bucle; (c) explique 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

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

Escriba en pseudocódigo un programa que imprima la cuenta regresiva del 10 al 1 y, al terminar el ciclo, imprima «¡despegue!». Use una variable y un ciclo mientras.

Este programa suma los números que introduce 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

Haga la traza para la secuencia de entradas 4, 3, 0: indique el valor de n y de suma tras cada lectura y qué se escribe al final. Explique 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) Explique el recorrido completo del programa cuando el usuario falla la clave dos veces y acierta a la tercera. (b) Indique el número máximo de veces que el programa pide la clave. (c) Razone 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) Identifique el error: ¿qué le falta al cuerpo del bucle?

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

1. c) Escriba el pseudocódigo corregido.

Diseñe 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 retenciones provocadas 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: ámbar 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) Escriba el pseudocódigo del sistema estructurado dentro de un bucle continuo de supervisión.

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

(c) Justifique 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) Identifique y justifique un fallo grave de control de flujo que ocurre cuando la persona usuaria introduce el PIN correcto en el primer intento.

(b) Prediga el comportamiento del programa y el valor final de las variables intentos y bloqueada si la persona usuaria introduce la secuencia de entradas: 1111, 3852, 9999.

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

La comisión de garantía de calidad de un colegio 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 estudiante resulta 'Apto' si la media ponderada ($30\,\%$ 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

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

    si media ≥ 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) Explique 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) Diseñe dos ternas de notas de prueba $(N_1, N_2, N_3)$ que pongan en evidencia el fallo del algoritmo: una que cause un falso positivo (el programa declare 'Apto' debiendo ser 'No apto') y otra que cause un falso negativo (o justifique si este último es posible con la expresión actual).

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