INF Prof. Daltro José Nunes Profa. Renata de Matos Galante. Estruturas de Dados. tica

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1 INF Estruturas de Dados Prof. Daltro José Nunes Profa. Renata de Matos Galante UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

2 Dados Gerais Prédio: 72 (43.424) Sala: 221 Ramal: UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

3 Conteúdo Objetivo da disciplina Pré-requisitos Conceitos de Estruturas de Dados Estruturas a serem estudadas Organização da Disciplina e Critérios de Avaliação UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

4 Tipos de Dados Tipos Primitivos Inteiro, real, lógico e caractere Tipos Construídos Vetores e matrizes Registros Seqüências (conjuntos) Referências (ponteiros) UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

5 Tipos e Estruturas de Dados Representação dos funcionários e alunos da UFRGS Tipo de dado????? Representação hierárquica rquica UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

6 Estruturas de Dados Diretor Hierarquia Chefe Depto INA Chefe Depto INT Professores Funcionários Professores Funcionários Alunos Alunos Como representar com os tipos da LP? UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

7 Tipos e Estruturas de Dados Tipos de Dados Construção (hierárquica) de tipos Fornecido pelo LP Estruturas de Dados Estruturação conceitual dos dados Reflete um relacionamento lógico entre dados (no problema considerado) UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

8 Exemplo em LP Programa de Computador Algoritmos + Dados Devem estar organizados de alguma forma!!!! UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

9 Aplicação Programa de Computador Sistema de matrícula Programa para geração de folha de freqüência da disciplina UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

10 Aplicação Folha de freqüência Disciplina: INF Estruturas de Dados Semestre: Turma: U Professor: Renata Galante matricula nome XXXX ZZZZ YYYY Ana Maria Pedro Programa: manipula dados a respeito dos alunos matriculados UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

11 Aplicação Folha de Freqüência Exemplos de operações sobre os dados dos alunos Buscar os nomes dos alunos e armazenar na memória Ordenar os nomes Pesquisar os nomes ordenados para imprimir a folha de freqüência UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

12 Aplicação na LP Estruturação de uma Estrutura de Dados Um ponto de partida Uma relação de acessibilidade Operações de caminhamento Atribuição de valores Esses níveis n não estão disponíveis na LP!!!! UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

13 PROBLEMA! Como organizar (estruturar) esses dados para que possam ser manipulados pelos algoritmos dos programas? MODELAGEM DE DADOS UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

14 Objetivo da Disciplina Estudo das principais técnicas de representação e manipulação de dados na memória principal UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

15 Objetivo da Disciplina Estudo das principais técnicas de representação e manipulação de dados na memória principal MODELOS OPERAÇÕES UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

16 Modelagem de Dados mundo real Identificação dos Dados Abstração do mundo real MODELO LÓGICOL Relacionamentos entre os dados DADOS + OPERAÇÕES MODELO FÍSICOF Alternativas de implementação ALGORITMOS PARA AS OPERAÇÕES UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

17 1 Identificação dos Dados REALIDADE ABSTRAÇÃO DADOS ABSTRAÇÃO = OMISSÃO DE DETALHES IRRELEVANTES ANIMAL <PESO> <PESO,MEIO> <PESO,MEIO,ESPÉCIE> Exemplos PESSOA <NOME> <NOME,D.NASC.> <NOME,D.NASC.,CIC,RG> <NOME,ALTURA,PESO> C1 C2 MALHA RODOVIÁRIA C5 C4 C3 UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

18 2 Modelo LógicoL relações lógicasl 1. Entender as rela existentes entre os dados, relevantes ao problema Ordem linear pai / filhos Identificar as operações sobre estes dados Criação Manutenção Inserção de componente Remoção de componente Alteração de componente Consulta Destruição Outras UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

19 3 Modelo FísicoF Escolher a representação física Preservar as relações lógicas Permitir operações através de procedimentos simples e eficientes As operações definidas sobre os dados influenciam decisivamente na escolha da representação física a ser adotada UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

20 Níveis de Abstração Mundo Real Objetos reais sem omissão de detalhes Informações relevantes para o sistema Tipos Abstratos de Dados (TAD) Selecionadas aquelas informações relevantes para as aplicações consideradas Depto, Emp, Veículo, etc. Componentes e operações dos diversos Tipos de Dados, abstraídos detalhes e implementação: CADASTRO(insere, remove,... ) Estrutura Lógica e Algoritmos Esquemas de representação dos dados e detalhamento das operações definidas sobre tais esquemas Estrutura Física e Programas UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá Representação física dos dados e programas que implementam as operações (o nível físico pode corresponder a tipos primitivos de uma linguagem de programação)

21 Exemplos Identificar as estruturas de dados apropriadas para as seguintes aplicações: Tele-entregas de uma pizzaria? Linhas de ônibus? Lista telefônica? UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

22 Estruturas de Dados A serem vistas Listas Lineares Árvores Grafos formas de estruturar os dados opções para armazenamento físico algoritmos de manipulação UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

23 Lista Linear Relação de ordem Linear - seqüencial a b c d Ex: aplicação: empresa problema: dados dos funcionários UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

24 Árvore a Relação de subordinação b c d e f g h Ex: i j aplicação: empresa problema: organograma de funções k l UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

25 Grafos 1 2 Possibilidade de relacionamento entre quaisquer nodos 4 3 Ex: 5 aplicação: empresa problema: circulação de documentos na empresa UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá 6

26 Alternativas de Representação Física Contigüidade física posicional - implícita Encadeamento posições aleatórias - ordem explícita A posição do componente na estrutura lógica determina sua posição na estrutura física UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

27 De volta ao Exemplo... Folha de freqüência Disciplina: INF Estruturas de Dados Semestre: Turma: U Professor: Renata Galante matricula nome XXXX ZZZZ YYYY Ana Maria Pedro UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

28 De volta ao Exemplo... Folha de freqüência Modelo Lógico Estrutura abstrata para manter o relacionamento entre os dados UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

29 De volta ao Exemplo... Folha de freqüência Modelo Lógico Estrutura abstrata para manter o relacionamento entre os dados: LISTA Ana Maria Pedro UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

30 De volta ao Exemplo... Folha de freqüência Modelo Físico Implementa a estrutura lógica em uma estrutura de armazenamento (estrutura física) em uma linguagem de programação UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

31 De volta ao Exemplo... Folha de freqüência Modelo Físico Implementa a estrutura lógica em uma estrutura de armazenamento (estrutura física) em uma linguagem de programação: ARRAY vetor de alunos Ana Maria Pedro UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

32 Modelo FísicoF Diversas alternativas de estruturas físicas podem implementar uma mesma estrutura lógica Vetores Matrizes Conjuntos Ponteiros UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

33 Modelo FísicoF A escolha pela melhor alternativa de estrutura física depende de alguns fatores Volume de dados Número (quantidade) de dados Fixo ou variável Operações realizadas sobre os dados UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

34 Estruturas de Dados Estruturas de dados no contexto de construção de programas Formas diferentes de estruturar os dados Dados e Operações UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

35 Pré-requisitos requisitos programação básica segundo paradigma procedimental incluindo programação fluente usando funções, procedimentos e passagem de parâmetros variáveis simples inteiro, real, caracter, lógico,... variáveis estruturadas arranjo registro conjunto arquivo ponteiro (e alocação dinâmica de memória) recursividade UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá

36 Regras para a Disciplina ww.inf.ufrgs.br/~galante/ Teaching Graduação: INF Mantenha-se atualizado! UFRGS NF Estruturas de Dados Matemá