Informática I. Aula 19. Aula 19-31/10/2007 1

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1 Informática I Aula 19 Aula 19-31/10/2007 1

2 Ementa Noções Básicas de Computação (Hardware, Software e Internet) HTML e Páginas Web Internet e a Web Javascript e páginas dinâmicas Números e expressões em Javascript Formulários em HTML (Programação orientada a Eventos) Histórico dos Computadores Abstração e Definição de Funções Algoritmos e linguagens de programação Ciência da computação como disciplina Execução condicional Representação de dados Computação e sociedade Aula 19-31/10/2007 2

3 Tipos de Linguagens de Programação Linguagens de baixo nível: Assembler. Linguagens não estruturadas: Cobol e Basic. Linguagens procedurais: C, Pascal, Fortran, Ada, Modula 2 e Modula 3. Linguagens funcionais: Prolog, LISP e Scheme. Linguagens orientadas a objeto: Simula, Smalltalk, C++ e Java. Linguagens específicas: SQL, HTML, Perl. Restritas a um domínio de aplicação específicos. Não são propriamente linguagens de programação Linguagens visuais: Simulink, Visual Basic e Delphi. Aula 19-31/10/2007 3

4 Linguagens Procedurais Elas possuem estruturas de controle, organizando de forma mais eficiente e clara a sintaxe de um programa. Eliminam o uso de JUMPs ou GOTOs. Os programas são divididos em funções ou procedimentos. O programa principal sendo executado determina uma seqüência de chamadas de procedimentos. O mesmo procedimento pode ser chamado repetidas vezes. Aula 19-31/10/2007 4

5 Tipos de Estrutura 1. Estrutura de teste If (condição) then (comandos1) else (comandos2) end-if. Exemplo: a=1; b=3 If (a>b) then print(a); else print(b); end-if. Aula 19-31/10/2007 5

6 Tipos de Estrutura 2. Estrutura de repetição Repetição contada (FOR) FOR nome-var = início TO fim (comandos) END-FOR Repetição enquanto WHILE condição (comandos) END-WHILE Exemplo: FOR i=1 TO 10 j = i*i; print(j); END-FOR. Exemplo: i=0; WHILE (i<10) j = i*i; print(j); i=i+1; END-WHILE. Aula 19-31/10/2007 6

7 Tipos de Estruturas 3. Estrutura de seleção de alternativas SWITCH (expressão) CASE expressão-1 (comandos) CASE expressão-2 (comandos).. CASE expressão-n (comandos) END-SWITCH Exemplo: n=1; SWITCH (n) CASE 0: print( n é zero ); CASE 1: print( n é um ); CASE 2: print( n é dois ); END-SWITCH. Aula 19-31/10/2007 7

8 Funções e Procedimentos Funções São sub-programas que retornam um valor ao programa que o chama. Exemplo: FUNCTION Maior-de-Idade(int idade):lógico IF (Idade 18) RETURN true; ELSE RETURN false; END-IF END-FUNCTION Exemplo de chamadas: t = Maior-de-Idade(19); u = Maior-de-Idade(17); Aula 19-31/10/2007 8

9 Funções e Procedimentos Procedimentos São subprogramas que não retornam um valor ao programa que o chama. Exemplo: PROCEDURE Maior-de-Idade(int idade) IF (Idade 18) print( Maior ); ELSE print( Menor ); END-IF RETURN; END-PROCEDURE Exemplo de chamadas: Maior-de-Idade(19); Maior-de-Idade(17); Aula 19-31/10/2007 9

10 C Pascal Fortran Algol Ada Modula-2 Modula-3 Exemplos de Linguagens Procedurais Aula 19-31/10/

11 Linguagem C Foi desenvolvida no início da década de 1970 por Dennis Ritchie para uso no sistema operacional UNIX. Por gerar código muito eficiente, foi e continua sendo muito usada para a criação de programas de todo tipo tais como: Sistemas operacionais Processadores de texto Planilhas eletrônicas Gerenciadores de banco de dados Programas de comunicação É difícil para programadores iniciantes por ter algumas peculiaridades de sintaxe e por não detectar operações indesejadas. Aula 19-31/10/

12 Exemplo: Programa em C #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main(int argc, char *argv[]) { int n = 1; while ( n < argc ) { printf( Argumento %d é %s\n", n, argv[n]); n++; } return 0; } Aula 19-31/10/

13 Linguagem Pascal Foi criada em 1970 pelo suíço Niklaus Wirth, inicialmente para ensinar programação estruturada a estudantes. Foi baseada na linguagem ALGOL e seu nome é em homenagem ao matemático Blaise Pascal. Rapidamente tornou-se uma linguagem de propósito geral. Partes do sistema operacional do Macintosh foram implementadas em Pascal. Perdeu lugar para a linguagem C por não ser tão flexível e eficiente. Aula 19-31/10/

14 Linguagem Fortran Foi desenvolvida por John Backus a partir da década de 1950 e continua sendo usada até hoje. É usada principalmente para cálculos matemáticos. Manipula números complexos diretamente. Processa arrays eficientemente. Foi a primeira linguagem de alto nível. O nome tem origem na expressão FORmula TRANslation. Aula 19-31/10/

15 Exemplo: Programa em Fortran program cilindro! Calcula a area de um cilindro.!! Declara variables and constants. integer :: ierr real :: raio,altura,area real, parameter :: pi = do! Pede ao usuário o raio e a altura write (*,*) Digite o raio e a altura, 'q' para sair." read (*,*,iostat=ierr) raio, altura!! Se raio e altura não podem ser lidos corretamente, termina o programa. if (ierr /= 0) stop terminando o programa"!! Calcula a area. O ** significa eleve a potência". area = 2*pi*(raio**2 + raio*altura)!! Escreve as variáveis de entrada (raio, altura) e saída (área) na tela. write (*,"(1x, raio=',f6.2,5x, altura=',f6.2,5x,'area=',f6.2)") raio,altura,area end do end program cilindro Aula 19-31/10/

16 Tipos de Linguagens de Programação Linguagens de baixo nível: Assembler. Linguagens não estruturadas: Cobol e Basic. Linguagens procedurais: C, Pascal, Fortran, Ada, Modula 2 e Modula 3. Linguagens funcionais: Prolog, LISP e Scheme. Linguagens orientadas a objeto: Simula, Smalltalk, C++ e Java. Linguagens específicas: SQL, HTML, Perl. Restritas a um domínio de aplicação específicos. Não são propriamente linguagens de programação Linguagens visuais: Simulink, Visual Basic e Delphi. Aula 19-31/10/

17 Linguagens Procedurais vs. Linguagens Funcionais Nas linguagens procedurais, a programação é baseada na execução sequencial de comandos. Variáveis são definidas. Comandos alteram o valor das variáveis. Repetição é realizada através de comandos explícitos (for, while). Nas linguagens funcionais, a programação é feita somente através da definição de funções. Funções podem receber outras funções como parâmetro. A repetição é feita através da recursão: uma função chama a si mesma. Aula 19-31/10/

18 Exemplo: Números de Fibonacci Os números de Fibonacci são uma sequência definida recursivamente por: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, Aula 19-31/10/

19 Números de Fibonacci em Linguagem Procedural (Pascal) procedure Fibonacci(n:integer); var F : array[1...n] of integer; var i : integer; begin F[1] = 0; F[2] = 1; i := 3; while (i<=n) do begin F[i] := F[i-1] + F[i-2]; i := i+1; end; end. Aula 19-31/10/

20 Números de Fibonacci em Linguagem Funcional (LISP) (defun fib(n) (if (<= n 2) 1 (+ (fib (- n 1))(fib (-n 2))) ) ) Aula 19-31/10/

21 Exercício Programar a função fatorial em LISP: (defun fatorial(n) (if (<= n 1) 1 (* n (fatorial (-n 1))) ) Aula 19-31/10/

22 Linguagem Lisp Foi inventada em 1958 por John McCarthy no MIT. Segunda linguagem de programação de alto nível, veio depois de Fortran. O nome Lisp veio de List Processing = Processamento de Listas. Listas são objetos básicos em Lisp. Trocadilho Lisp = Lots of Irritant Stupid Parenthesis. A linguagem foi muito utilizada em pesquisas na área de Inteligência Artificial. Nos anos 80 e 90, vários dialetos de LISP foram unificados no dialeto Common Lisp. Outro dialeto que sobrevive é o Scheme. Aula 19-31/10/

23 Listas em Lisp Funções são chamadas através de listas. O primeiro elemento é o nome da função. Os outros elementos são parâmetros. (+ 3 4) 7 (* 5 (+ 2 5)) 35 (fatorial 4) 24 A função quote retorna os seus argumentos. (quote (1 2 3)) (1 2 3) (1 2 3) (1 2 3) A função first retorna o primeiro elemento de uma lista. (first (1 2 3)) 1 A função rest retorna a lista sem o primeiro elemento. (rest (1 2 3)) (2 3) Aula 19-31/10/

24 Prolog Foi criada em 1973 na França. O nome Prolog vem de programmation en logique. É baseada na lógica de primeira de ordem. O programa é uma declaração de fatos lógicos formando uma base de conhecimento à qual são feitas perguntas ( queries ). Aula 19-31/10/

25 Exemplo de programa Prolog irmão(x,y) :- mae(z,x), mae(z,y). irmão(x,y) :- pai(z,y), pai(z,y). mãe(maria, felipe). pai(joão, antonio). pai(joão, guilherme). pai(miguel, joão).? irmão(antonio,guilherme)? irmão(joão,guilherme) Aula 19-31/10/

26 Números de Fibonacci em Prolog Fib(0,0). Fib(0,1). Fib(n,F1+F2):-Fib(n-1,F1), Fib(n-2,F2).? Fib(10, F). F = 55. Aula 19-31/10/

28 Linguagens Orientadas a Objetos Surgiram na fim da década de 1960 e se tornaram populares a partir da década de Programação tradicional: Programa é uma coleção de instruções ou funções. Programação orientada a objeto: Programa é uma coleção de objetos independentes. Cada objeto é capaz de receber mensagens, processar dados e enviar mensagens. Aula 19-31/10/

29 Conceitos de Orientação a Objetos Classe: representa um conjunto de objetos com as mesmas características. Define o comportamento dos objetos através de métodos (ou funções) e o estado dos objetos através de atributos. Objeto: é uma instância de uma classe. Armazena estados através de seus atributos. Recebe mensagens de outros objetos. Envia mensagens a outros objetos. Mensagem: é uma chamada a um objeto para invocar um de seus métodos, ativando um comportamento descrito por sua classe. Herança: é o mecanismo pelo qual uma classe pode extender outra classe, aproveitando seus métodos e atributos. Aula 19-31/10/

30 Exemplo: Herança em Orientação a Objetos Classe Janela Tamanho Cor Título Texto -Abrir -Fechar -Escrever Exemplo de pseudo-código: J = novo objeto do tipo janela com scroll J.escrever( Texto dentro da janela... ) J.Abrir() J.RolarBarra() J.Fechar() Classe Janela com scroll Posição da barra de scroll -Rolar barra Aula 19-31/10/

32 Linguagens Específicas São linguagens que tem uma finalidade específica, ao contrário das linguagens de propósito geral. Linguagens para banco de dados: Clipper e SQL. Linguagens de simulação: Matlab, Mathematica, R. Linguagens de scripts: Perl, TCL/TK, awk. Linguagens de formatação de textos: HTML, PostScript, PDF. Aula 19-31/10/