Algoritmos. Cláudio Barbosa

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1 Algoritmos

2 Partes básicas de um sistema computacional: Hardware, Software e Peopleware Hardware - Componentes físicos de um sistema de computação, incluindo o processador, memória, dispositivos de entrada, dispositivos de saída e dispositivos de armazenamento. São as partes físicas de um computador. Processador - É o centro de controle de todo o sistema, onde os cálculos são feitos e as decisões são tomadas. É esta parte que interpreta, executa e controla todas as instruções do computador. CPU (Central Processing Unit) Unidade Central de Processamento

3 Memória Usada pela CPU para ler e escrever os dados com os quais trabalha, incluindo os códigos dos programas, resultados de cálculos, valores de variáveis, dentre outros. RAM (Random Access Memory) Memória de Acesso Randômico Volátil os dados são perdidos quando o computador é desligado ROM (Read-Only Memory) Memória Somente de Leitura Não-volátil os dados não são perdidos ao desligar o computador Só pode ser gravada (queimada) uma vez

4 Cache Memória parecida com a RAM, mas muito mais rápida. Usada pela CPU para agilizar a execução de programas. Dispositivos de Entrada são dispositivos através dos quais o computador recebe dados dos usuários ou de outros dispositivos. Alguns exemplos são o teclado, o mouse e o scanner. Dispositivos de Saída recebem dados enviados pelo computador. São exemplos o monitor, a impressora e os alto-falantes. Alguns dispositivos podem ser considerados ao mesmo tempo de entrada e de saída, tais como as placas de rede e portas USB.

5 Dispositivos de Armazenamento são dispositivos onde são guardados os dados que não estão sendo usados atualmente pela CPU. São extremamente úteis para serem usados como arquivos eletrônicos. Meios de armazenamento discos magnéticos, fitas magnéticas, memórias flash, cd-rom. Dispositivos de E/S unidades de disco, unidades de fita, unidades de cd-rom. As capacidades de armazenamento das memórias e dos dispositivos de armazenamento são medidas em bytes.

6 Software instruções escritas para dizer ao hardware o que fazer. Sem essas instruções, os computadores seriam apenas caixas sem utilidade. Programas conjunto de instruções com função específica. Quando um computador está usando um programa, dizemos que ele está executando ou rodando aquele programa. Categorias de software Software básico ou Sistema Operacional Software aplicativo

7 Sistema Operacional software que diz ao computador como ele deve se comunicar com os dispositivos e como interagir com os usuários. As principais responsabilidades de um S.O. são: Tratamento de entrada e saída de dados; Definição de espaço para armazenamento de dados na memória; Administração da transição entre programas; Controle de autenticação de usuários; Gerência de Execução de programas; Implementação de segurança das informações.

8 Softwares Aplicativos são programas desenvolvidos para realizar, em combinação com a atividade humana, tarefas ou processos específicos, em geral, relacionados com o processamento de dados para a geração de informações. Dentre as várias categorias possíveis estão as aplicações comerciais, softwares utilitários, aplicações pessoais, softwares de comunicação e aplicações de entretenimento. Linguagens de Programação usadas pelo programador para fornecer instruções ao computador através de comandos ou sentenças, escritas em uma linguagem próxima à linguagem humana, permitindo a criação de novos softwares. Ex.: BASIC, Cobol, Java, C, Pascal, PHP.

9 Peopleware integração de pessoas, software e hardware. É um complexo envolvendo as pessoas da organização e os diversos elementos estruturais intimamente ligados a elas: políticas e sistemas de recursos humanos (recrutamento e seleção, avaliação de desempenho, remuneração, premiação, carreira), papéis e responsabilidades, lógica da estruturação dos objetivos e estrutura organizacional. O hardware e software evoluíram com o passar dos anos. O peopleware, a parte relativa às pessoas, se tornou o ponto fraco do sistema.

10 Desenvolvimento de programas análise, algoritmo e codificação. Análise etapa onde o problema a ser resolvido pelo programa de computador é estudado em detalhes para definição dos dados de entrada, do processamento e dos dados de saída. Algoritmo utilização de ferramentas para descrever o problema com suas soluções. Ferramentas descrição narrativa, fluxograma ou português estruturado Codificação etapa onde o algoritmo é transformado em códigos da linguagem de programação.

11 Definições de algoritmo Sequência de passos que visa atingir um objetivo bem definido Descrição de uma sequência de passos que devem ser seguidos para a realização de uma tarefa Regras formais para a obtenção de um resultado ou da solução de um problema, englobando fórmulas de expressões aritméticas

12 Algoritmo Trocar o pneu do carro Passo 1 Retirar o estepe da mala. Passo 2 Retirar as ferramentas e o macaco. Passo 3 Folgar os parafusos da roda. Passo 4 Posicionar o macaco. Passo 5 Levantar o carro. Passo 6 Remover a roda com pneu furado. Passo 7 Encaixar o estepe. Passo 8 Aperto inicial nos parafusos. Passo 9 Descer o carro. Passo 10 Apertar os parafusos. Passo 11 Guardar roda e ferramentas.

13 Algoritmo Método para construção entender o problema; definir os dados de entrada; definir o processamento; definir os dados de saída; construir o algoritmo usando descrição narrativa, fluxograma ou pseudocódigo; realizar testes.

14 Exemplo 1 Calcular a área de um retângulo. Dados de entrada base e altura Processamento (cálculo) Área do retângulo = base x altura Dados de saída Área do retângulo

15 Exemplo 2 Calcular a média de um aluno e verificar aprovação. Dados de entrada notas e pesos correspondentes, média para aprovação Processamento (cálculo) Média do aluno = [(N1 x P1) + (N2 x P2) (Nn x Pn)] / (P1 + P Pn) Se média do aluno for maior ou igual à média para aprovação, aluno aprovado. Caso contrário, aluno reprovado. Dados de saída Média do aluno, aprovação

16 Descrição narrativa Analisar o problema e escrever, usando linguagem natural, os passos a serem seguidos para a sua solução. Vantagem a linguagem natural já é bastante conhecida. Não é necessário aprender nenhum conceito novo. Desvantagem possibilidades de várias interpretações, gerando dificuldade na codificação. Fluxograma Descrição dos passos para a resolução do problema utilizando símbolos gráficos definidos previamente. Vantagem entendimento mais fácil do que a leitura de textos. Desvantagens necessidade de aprender a simbologia. Poucos detalhes, dificultando a codificação.

17 Fluxograma Simbologia Início e fim do algoritmo Sentido do fluxo de dados Cálculos e atribuição de valores Entrada de dados Saída de dados Tomada de decisão

18 Pseudocódigo (portugol) Descrição dos passos a serem seguidos através de regras definidas previamente. Vantagens codificação mais rápida. Inexistência de dúvidas na interpretação. Desvantagem necessidade de aprender o pseudocódigo para escrever e também para entender o algoritmo.

19 Exemplo 1 Criar um algoritmo para ler largura e altura de um retângulo, calcular e mostrar a sua área Descrição narrativa Passo 1 Receber largura do retângulo Passo 2 Receber altura do retângulo Passo 3 Multiplicar a largura pela altura Passo 4 Mostrar o resultado da multiplicação

20 Exemplo 1 Criar um algoritmo para ler largura e altura de um retângulo, calcular e mostrar a sua área Fluxograma Início b, h A = b * h A Fim

21 Exemplo 1 Criar um algoritmo para ler largura e altura de um retângulo, calcular e mostrar a sua área ALGORITMO Pseudocódigo DECLARE A, h, b NUMÉRICO ESCREVA Informe a largura do retângulo LEIA b ESCREVA Informe a altura do retângulo LEIA h A <- b * h ESCREVA Área =, A FIM_ALGORITMO.

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