ALGORITMO: FASE 1 PARTE 1

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1 1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA CAMPUS CAMPINA GRANDE ALGORITMO: FASE 1 PARTE 1 Rhavy Maia Guedes rhavy.maia@gmail.com

2 Algoritmo e Programação 2 Precisamos saber o que realmente vamos fazer com algoritmo e programação: Queremos e precisamos ter controle do computador para fazer novas coisas nele? Então precisamos de: DEDICAÇÃO Algoritmo e Programação

3 Algoritmo 3 A palavra algoritmo, à primeira vista, parece-nos estranha; Cotidiano: Instruções para se utilizar um aparelho eletrodoméstico; Uma receita para preparo de algum prato; Guia de preenchimento para declaração do imposto de renda; A regra para determinação de máximos e mínimos de funções por derivadas sucessivas; A maneira como as contas de água, luz e telefone são calculadas mensalmente; etc.

4 Algoritmo 4 Um conjunto finito de regras que provê uma seqüência de operações para resolver um tipo de problema específico [KNUTH] Seqüência ordenada, e não ambígua, de passos que levam à solução de um dado problema [TREMBLAY] Processo de cálculo, ou de resolução de um grupo de problemas semelhantes, em que se estipulam, com generalidade e sem restrições, as regras formais para a obtenção do resultado ou da solução do problema [AURÉLIO]

5 Para quê? 5 A noção de algoritmo é básica para toda a programação de computadores. [KNUTH - Professor da Universidade de Stanford, autor da coleção The art of computer programming ] O conceito central da programação e da ciência da computação é o conceito de algoritmo. [WIRTH - Professor da Universidade de Zurique, autor de diversos livros na área e responsável pela criação de linguagens de programação como ALGOL, PASCAL e MODULA-2]

6 Importância 6 Seqüência de passos lógicos para que o computador possa executar uma tarefa qualquer; O computador não tem vontade própria, faz apenas o que mandarmos; Com uma ferramenta algorítmica, podemos conceber uma solução para um dado problema, independendo de uma linguagem específica e até mesmo do próprio computador.

7 Características 7 Todo algoritmo deve apresentar algumas características básicas: ter fim; não dar margem à dupla interpretação (não ambíguo); capacidade de receber dado(s) de entrada do mundo exterior; poder gerar informações de saída para o mundo externo ao do ambiente do algoritmo; ser efetivo (todas as etapas especificadas no algoritmo devem ser alcançáveis em um tempo finito).

8 Formas de Representação 8 Descrição narrativa Utiliza-se de português para narração Vantagens Domínio do português; Desvantagens imprecisão; pouca confiabilidade (a imprecisão acarreta a desconfiança); extensão (normalmente, escreve-se muito para dizer pouca coisa).

9 Representação Narrativa 9 Exemplo: Preparar um bolo Providencie manteiga, ovos, farinha de trigo, etc; Misture os ingredientes; Quem precisa de mais passo? Despeje a mistura na fôrma de bolo; Leve a fôrma ao forno; Espere 20 minutos; Retire a fôrma do forno; Deixe esfriar; Prove; Diga que está delicioso para não decepcionar o cozinheiro! O português é bastante conhecido por nós; Imprecisão; Pouca confiabilidade; Extensão.

10 Exercícios Linguagem Narrativa 10 Faça um algoritmo para somar dois números e multiplicar o resultado pelo primeiro número. Descreva com detalhes a sequência lógica para trocar um pneu de um carro. Faça um algoritmo para trocar uma lâmpada. Descreva com detalhes. Faça um algoritmo que detalhe a realização de uma chamada telefônica. Calcular a média final dos alunos da 3ª Série. Os alunos realizarão quatro provas: P1, P2, P3 e P4.

11 Formas de Representação 11 Fluxograma Utiliza-se de símbolos gráficos padronizados para representar algoritmos. Início, entrada de dados, cálculos, saída de dados, fim Vantagens Uma das ferramentas mais conhecidas; Figuras dizem muito mais que palavras; Padrão mundial Desvantagens Pouca atenção aos dados, não oferecendo recursos para descrevê-los ou representá-los; Complica-se à medida que o algoritmo cresce.

12 Fluxograma 12 Exemplo: A solução do problema é clara. Pouca atenção as variáveis; Extenso.

13 Exercícios Fluxograma 13 Calcular a média final dos alunos da 3ª Série. Os alunos realizarão quatro provas: P1, P2, P3 e P4. Calcular o valor total em Reais de celulares de uma loja. Considere que o valor total é igual a quantidade de celulares vezes o valor unitário por aparelho.

14 Mini-teste 14 De acordo com seu entendimento o que é algoritmo e quais são as características mais importantes? Descreva com suas palavras como é realizado o cálculo do valor a pagar de uma conta de água.

15 Formas de Representação 15 Linguagem Algorítmica Consiste na definição de uma pseudolinguagem estruturada de programação, cujos comandos são em português ou inglês, para representar algoritmos. Pseudolinguagem ou Pseudocódigo.

16 Linguagem Algorítmica 16 Exemplo: // Calcular a idade através das variáveis: ano de nascimento e ano corrente. algoritmo calcula_idade var ano_nascimento, ano_corrente, idade : inteiro inicio escreva ("Entre com o ano de nascimento e o corrente:") leia (ano_nascimento, ano_corrente) idade := ano_corrente - ano_nascimento escreva ( Sua idade atual é: ", idade) fim Exige a definição de uma linguagem não real para trabalho; Não padronizado. Padrão universal pré-definido que pode ser escrito em inglês ou português; Pode definir quais e como os dados serão estruturados; Passagem quase imediata do algoritmo para uma linguagem de programação qualquer.

17 Programa 17 Entrada de dados; Processamento; Saída. Entrada Programa Saída Estado

18 Arquitetura de um computador 18 Arquitetura fundamental de um computador:

19 Operações básicas do Computador 19 Computador pode executar quatro operações básicas: Operações de Entrada e Saída; Operações Aritméticas; Adição, subtração, multiplicação e divisão. Operações Lógicas Têm aplicabilidade em comparações, testes de condições lógicas como: 6>4 ou 5<10 ou Valor1 = Valor2. Movimentação dos dados entre os componentes.

20 Programar O que é? 20 Programar consiste em dividir qualquer problema em muitos pequenos passos, usando uma ou mais das quatro operações básicas citadas.

21 21 Exercícios Pseudolinguagem ou Pseudocódigo 1. Faça um algoritmo para somar dois números e multiplicar o resultado pelo primeiro número. 2. Crie um algoritmo que receba quantidade de uma peça numa oficina e exiba a quantidade. 3. Adicione à questão anterior a leitura e exibição do código da peça. 4. Crie um algoritmo para calcular a média final dos alunos da 3ª Série. Os alunos realizarão quatro provas: P1, P2, P3 e P4. 5. Crie um algoritmo para calcular o valor total em Reais de um determinado tipo de celular de uma loja. Considere que o valor total é igual a quantidade de celulares x valor unitário por aparelho.

22 22 Exercícios Pseudolinguagem ou Pseudocódigo Faça um algoritmo para Calcular o estoque médio de uma peça, sendo que EstoqueMédio = (QuantidadeMínima + QuantidadeMáxima) / 2

23 Comandos 23 Programar consiste na divisão de um problema qualquer em um conjunto de passos; Comandos são os passos que compõe um algoritmo; Podem estar próximos da máquina ou próximos da linguagem do homem. Alto nível Baixo nível

24 Novamente Características Os passos que compõem o algoritmo devem ser simples, claros e sem ambigüidade; Os passos devem estar numa ordem (numa seqüência) cuidadosamente definida; O algoritmo deve ser efetivo, isto é, deve resolver o problema num número finito de passos; O algoritmo deve tratar todas situações não previstas (eventos extraordinários) Exemplo: O algoritmo para trocar uma lâmpada

25 Resolução 25 Problema: Trocar a lâmpada. Resolução: Remova a lâmpada queimada; Coloque a lâmpada nova. Nesta primeira versão, usamos o conceito de seqüenciação. Todo algoritmo é uma seqüência de passos; Os comandos do algoritmo fazem parte de uma seqüência, onde é relevante a ordem na qual se encontram os mesmos; Cada um dos comandos será executado um de cada vez, estritamente, de acordo com essa ordem definida.

26 Análise 26 O que vocês acharam deste algoritmo? Verifique se ele atende a todas as características discutidas há pouco. Prevê todos os problemas durante a troca da lâmpada? Vamos voltar as características e verificar. Não! Este algoritmo, apesar de parecer claro, na verdade, está muito genérico. Vamos melhorá-lo.

27 Refinamento 27 Podemos tornar os passos da resolução do problema mais detalhados para torná-los mais claros e precisos; A este desdobramento dar-se o nome de Refinamento Sucessivo: Programadores tendem a escrever primeiro os passos gerais e, só depois, aplicar um desdobramento dos passos até que se atinja o resultado desejado. Comandos e Estruturas de controles são usados para provê refinamento.

28 Cuidado! 28 Você deve estar se perguntando: Como saber se o algoritmo está detalhado o suficiente? A resposta é: depende de quem vai executá-lo. Não devemos definir os passos de forma muito genérica (ou abstrata), nem tampouco detalhar demasiadamente os passos a ponto de tornar o algoritmo óbvio e grande demais.

29 Estruturas de controle (construção) 29 Seqüencial: a mais simples estrutura de controle. Os comandos devem ser executados um após o outro, na mesma ordem em que aparecem escritos; Decisão ou seleção: também conhecida por Seleção, pode provocar ou não a realização de uma ação; Repetição ou iteração: os comandos e as estruturas de controle abrangidos devem ser executados repetidamente até que se verifique uma condição para que se interrompa a repetição.

30 Questões 30 Lógica: Um frasco contém um casal de melgas. As melgas reproduzem-se e o seu número dobra todos os dias. Em 50 dias o frasco está cheio. Em que dia o frasco esteve meio cheio? Três gatos comem três ratos em três minutos. Cem gatos comem cem ratos em quantos minutos?

31 Dúvidas 31 Perguntas?

32 Exercícios 32 Apostila: Algoritmo e Pascal P1.01 até P1.15 A pergunta P1.15 será discutida em sala de aula.