Estrutura e funcionamento básico de um computador

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1 Estrutura e funcionamento básico de um computador O que é um computador? Um computador é uma máquina composta por um conjunto de dispositivos electrónicos e electromecânicos capazes de processar informação. 1

2 Estrutura e funcionamento básico de um computador (cont.) Unidade Central de Processamento (CPU) Dispositivos de Input Memória Primária Dispositivos de Output Memória Secundária 2

3 Linguagens de programação Linguagem de programação são conjuntos de palavras formais, utilizadas na escrita de programas, para enunciar a execução de operações em computador. Objectivos de uma linguagem de programação Proporcionar os meios de expressão para uma solução computacional de um dado problema. Linguagem máquina é a única linguagem que o computador entende e tem por base sequências de zeros e uns (sistema binário). É orientada para a máquina cujas instruções podem ser directamente utilizadas pelo computador. 3

4 Programa Informático / Algoritmo Programa - é um conjunto de instruções frases com uma sequência lógica e previamente estabelecida que permite a execução de tarefas pelo computador. Ou seja, um programa é a tradução de uma solução de um problema na forma de um algoritmo, tendo em vista uma resolução informática. Algoritmo é então, a uma forma ou fórmula para a resolução de um problema, mediante o estabelecimento de determinadas regras ou procedimentos. A fórmula de resolução do problema traduz-se numa sequência finita de acções. 4

5 Linguagens de Alto-nível / baixo nível As linguagens de programação podem ser classificadas como linguagens de alto nível, de acordo com a proximidade que têm ou não das linguagens humanas. Deste modo as linguagens de baixo nível são as que se encontram orientadas para a máquina (computador) enquanto as linguagens de alto nível não reflectem a estrutura de nenhum computador. 5

6 Linguagens de Alto-nível / baixo nível Linguagem Assembly, C Algol, Apl, Pascal, C, Fotran, Basic COBOL, PL/1, basic LOGO, ADA, LISP, RPG, PROLOG Nível Baixo, Médio Médio, baixo Alto Alto Classificação Linguagem máquina e assembler Linguagens científicas Linguagens Comerciais Linguagens Inteligentes Função Desenvolvim ento de sistemas Trabalhos académicos e investigação científica Programas de gestão e comércio Trabalhos académicos e investigação científica 6

7 Interpretadores e Compiladores Para converter um programa escrito numa linguagem de alto nível para código máquina, executável pelo computador, torna-se também necessária a intervenção de software de tradução ou um programa-tradutor, que pode ser de dois tipos diferentes: Interpretador Compilador 7

8 Interpretadores e Compiladores Interpretador que traduz instrução por instrução, á medida que o programa vai sendo lido e executado, ficando assim o programa dependente do software que executa essa interpretação. Compilador que traduz na totalidade das instruções de alto nível para um programa em código máquina, o qual poderá ser executado autónoma ou independentemente do software que faz a compilação.isto é, é criado um executável (.EXE). 8

9 Interpretadores e Compiladores Programa Fonte Compilador Programa Objecto Entradas Saídas Programa Fonte Interpretador Entradas Saídas Programa fonte é o programa original, escrito numa qualquer linguagem de programação evoluída. Programa objecto é o programa gerado após o programa fonte ter sido compilado, por um compilador e escrito em linguagem máquina ou assembly. 9

10 Interpretadores e Compiladores Interpretação Compilação 10

11 Programação O conceito de programação engloba todo o conjunto de trabalhos de concepção, escrita e teste de programas. O modo de realizar esses trabalhos vai determinar o sucesso dos resultados, pelo que têm sido desenvolvidos diversos métodos a utilizar em programação. PROGRAMAÇÃO ESTRUTURADA (TOP-Down) é a técnica de programação utilizada com o objectivo de reduzir o número de erros e o tempo de testes de um programa, com recurso a módulos e figuras lógicas padrão. 11

12 Abordagem ao problema Como abordar um problema? Da abordagem do problema depende quase sempre o sucesso da resolução. Tradicionalmente considera-se a aproximação ideal a descendente TOP-DOWN, em que se divide o problema nas suas grandes fases e sucessivamente se vai incrementando o nível de detalhe até se atingir um grau que se considere razoável. A discussão gera-se sempres em torno do grau de detalhe requerido. Pode-se dizer que o nível de detalhe será aquele em que não baixando ao nível que se considera próprio da elaboração do algoritmo. Se assim fosse, o top-down e o algoritmo consideravam-se iguais na prática. 12

13 Abordagem ao problema (cont.) Exemplo: Programar um robôt para desatarraxar uma lâmpada. Neste exemplo pretende-se programar o robôt, de forma que este se desloque ao centro de uma sala, suba a uma escada e desatarraxe a lâmpada. 13

14 Abordagem ao problema (cont.) 1. Caminhe até á escada; 2. Suba até ao topo da escada; 3. Desatarraxe a lâmpada; Com o aumento da complexidade dos problemas cada um dos passos deve ser subdividido dando origem a passos numerados da forma 1.x, 2.x, 3.x, etc. 14

15 Abordagem ao problema (cont.) Assim neste caso, à a considerar: 1. Caminhe caminhar para onde? 2. Suba Subir até onde? 3. Desatarraxe? E assim subdividir-los nos seguintes passos: 15

16 Abordagem ao problema (cont.) 1. Caminhe 1.1 Indicar a direcção 1.2 Deslocar-se até à escada 2. Suba 2.1 Enquanto não alcançar a lâmpada subir o degrau. 3. Desatarraxe 3.1 Agarrar a lâmpada (sem partir) 3.2 Rodar até soltar 16

17 Fases de elaboração de um programa Apresentação e análise do problema; Formulação e representação de um algoritmo; Codificação do algoritmo numa linguagem de programação; Compilação e interpretação do programafonte; Testes do programa de forma a verificar erros de lógica; 17

18 Fases de elaboração de um programa (cont.) Análise da situção / problema Yes Formulação de um algoritmo (diagrama/fluxogramas/pseudocódigo) Tradução do algoritmo numa linguagem de programação ou escrita do programa-fonte Detecção de erros de escrita No Testes de verificação lógica do programa Yes Yes Detecção de erros de lógica No Programa terminado 18