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UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A ESTRUCTURAS DE DATOS - Coggle Diagram
UNIDAD 1:
INTRODUCCIÓN A ESTRUCTURAS DE DATOS
DEFINICIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
.
Fundamentos
Propósito
Facilitar operaciones
como
búsqueda, inserción y eliminación
, haciendo el
código rápido, escalable y eficiente
Jerarquía Conceptual
Dato
Valor o símbolo aislado sin procesar o sin contexto
(ej.
19, 12, 2026
).
Información
Conjunto de datos organizados con sentido lógico
(ej.
"19 de diciembre de 2026 es la fecha límite"
)
Estructura de Datos
Mecanismo o formato
en computadora para
manipular y consultar dicha información.
Importancia de la
Selección Adecuada
La
elección correcta
determina la
velocidad, el consumo de memoria y la claridad del software.
Componentes de Almacenamiento
Registro
Colección de campos relacionados
que representan una entidad completa (ej.
Ficha de un estudiante
)
Archivo
Conjunto organizado de registros
consultables
Campo
Unidad básica o atributo individual
(ej.
Nombre, Edad
)
Clasificación
:
Según la Organización / Relación
Lineales:
Elementos ordenados secuencialmente
en relación 1 a 1 (un sucesor, un predecesor).
No Lineales
Elementos organizados jerárquicamente
o en red
con relaciones 1 a muchos o muchos a muchos.
Según la Gestión de Memoria
Dinámicas
Tamaño variable que crece o se reduce
en
tiempo de ejecución
reservando/liberando memoria según necesidad
Estáticas
Tamaño fijo reservado
desde la
compilación/inicialización
; no se puede alterar en ejecución
Según la Naturaleza de los Datos
Homogéneas
Almacenan exclusivamente un
mismo tipo de dato en espacios contiguos
Heterogéneas
Permiten
combinar distintos tipos de datos en una misma estructura
Operaciones Básicas
Inserción:
Añadir nuevos elementos
Eliminación:
Borrar datos existentes y reacomodar la estructura
Búsqueda:
Localizar datos por valor o índice
Recorrido:
Visitar y procesar cada elemento en un orden determinado
Eficiencia y Rendimiento
Complejidad Temporal
Mide la cantidad de operaciones básicas ejecutadas por un algoritmo
en función del tamaño de entrada (n).
Complejidad Espacial
Mide la
cantidad de memoria consumida por el algoritmo durante su ejecución
(distinguiendo entre memoria base y espacio auxiliar).
Notación Big O
Herramienta matemática que
describe la tasa de crecimiento del esfuerzo/recursos
conforme aumenta el volumen de datos
Complejidades típicas
: O(1)
(constante/ideal)
, O(log n)
(logarítmico)
, O(n)
(lineal)
, O(n^2)
(cuadrático/ineficiente)
Forma organizada
de
almacenar y manipular
datos en memoria RAM para
optimizar recursos y rendimiento.
TIPOS DE DATOS ABSTRACTOS
Fundamentos de los TDA
Concepto de TDA
Modelo lógico
que define un
conjunto de datos y las operaciones permitidas
, ocultando la forma interna de almacenamiento
Abstracción
Principio de diseño de software que
expone únicamente lo esencial
(qué hace) y
oculta los detalles técnicos internos
(cómo lo hace)
Diferencia entre TDA y Estructura de Datos
TDA (Interfaz - Qué hace)
Especificación conceptual y contrato de operaciones
(ej. Un TDA Cola define que el primero en entrar es el primero en salir)
Estructura de Datos (Implementación - Cómo lo hace)
La representación concreta en memoria
(ej. Implementar la cola usando un Arreglo o una Lista Enlazada).
TDA de Uso Común
Pila (Stack)
Operaciones clave:
push() (apilar), pop() (desapilar), peek() (consultar tope), isEmpty()
Principio:
LIFO
(Last In, First Out - Último en entrar, primero en salir)
Lista
Colección ordenada de elementos
accedidos por
posición o índice.
Operaciones clave:
insertar(), eliminar(), buscar(), consultar(), recorrer()
Diccionario / Mapa (Map / Dictionary)
Estructura asociativa de pares
clave-valor (Key-Value).
Acceso
ultrarrápido
a los valores mediante identificadores únicos
Cola ()
Operaciones clave:
enqueue() (encolar), dequeue() (desencolar), peek() / front()
Principio:
FIFO
(First In, First Out - Primero en entrar, primero en salir).
Conjunto (Set)
Colección de
elementos únicos
(sin duplicados) y no ordenados.
Operaciones clave:
add(), remove(), contains(), operaciones teóricas
(Unión, Intersección, Diferencia)
TDA y Aplicación Práctica
Aplicaciones Avanzadas / Ciencia de Datos
TDA (Análisis Topológico de Datos):
Estudio de la forma y conectividad de datos complejos multidimensionales (ej. para diagnósticos biomédicos o agrupamiento de perfiles)
Ventajas en el Diseño de Software
Encapsulamiento
Protege los datos internos
de
manipulaciones externas indebidas
Mantenibilidad
Permite
modificar o mejorar la implementación interna sin romper el software
que utiliza el TDA
Reutilización
Facilita usar componentes modulares
en distintos proyectos.