Algoritmos e Programação

Transcrição

1 Algoritmos e Programação Aula 1 Apresentação da Disciplina Introdução a Algoritmos Profa. Marina Gomes marinagomes@unipampa.edu.br 1

2 Apresentação da Disciplina 2

3 Atividades Plano de Ensino - Conteúdos da disciplina, definição das datas, critérios de avaliação e bibliografia. Moodle: Algoritmos e Programação Site da Profa. Marina: Qualquer dúvida: gomes.marina93@gmail.com 3

4 Avaliações 3 Provas Teóricas Sem Consulta - P1 25% - P2 30% - P3 40% Para ser aprovado: - 75% de Frequência e Média >= Avaliações de recuperação poderão ocorrer durante o semestre, quando verificado a necessidade pelo professor (trabalhos, listas de exercícios, correção das avaliações). - Avaliação Recuperatória = 12 - média 4

5 Introdução a Algoritmos e Programação 5

6 Algoritmo Matemática - Descreve o processo de cálculo, ou de resolução de um grupo de problemas semelhantes, em que se estipulam, com generalidade e sem restrições, regras formais para a obtenção do resultado, ou da solução do problema Computação - Descreve o conjunto pré-determinado e bem definido de regras e processos destinados à solução de um problema, com um número finito de etapas - O conceito de programação está profundamente vinculado ao conceito de algoritmos 6

7 Lógica de Programação Técnica de desenvolver algoritmos (sequências lógicas) para atingir determinados objetivos dentro de certas regras baseadas na Lógica matemática Estes algoritmos depois são adaptados para a Linguagem de Programação utilizada pelo programador para construir seu software 7

8 Algoritmo Um algoritmo é uma sequência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique Mais especificamente, em matemática, constitui o conjunto de processos (e símbolos que os representam) para efetuar um cálculo 8

9 Algoritmo Utilizamos constantemente algoritmos em nosso 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 9

10 Algoritmo Um algoritmo poderia ser grosseiramente comparado à uma receita culinária Uma receita é um programa de atividades que deve ser respeitada e cumprida passo-a-passo - Caso um dos passos seja desconsiderado, a receita não dará certo 10

11 Algoritmo Eles podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões (tais como comparações ou lógica) até que a tarefa seja completada Um algoritmo não representa, necessariamente, um programa de computador, e sim os passos necessários para realizar uma tarefa Diferentes algoritmos podem realizar a mesma tarefa usando um conjunto diferente de instruções em mais ou menos tempo, espaço ou esforço do que os outros 11

12 Algoritmo Algoritmo não é a solução do problema, pois, se assim fosse, cada problema teria um único algoritmo Algoritmo é um caminho para a solução de um problema: - Em geral, os caminhos que levam a uma solução são muitos 12

13 Algoritmo Para o desenvolvimento de um algoritmo eficiente, é necessário obedecermos algumas premissas básicas no momento de sua construção: - Definir ações simples e sem ambiguidade - Organizar as ações de forma ordenada - Estabelecer as ações dentro de uma sequência finita de passos 13

14 Algoritmo Os algoritmos são capazes de realizar tarefas como: 1. Ler e escrever dados 2. Avaliar expressões algébricas, relacionais e lógicas 3. Tomar decisões com base nos resultados das expressões avaliadas 4. Repetir um conjunto de ações de acordo com uma condição 14

15 Algoritmo A importância do algoritmo está no fato de termos que especificar uma sequência de passos lógicos para que o computador possa executar uma tarefa qualquer, pois o mesmo por si só não tem vontade própria, faz apenas o que mandamos. Com uma ferramenta algorítmica, podemos conceber uma solução para um dado problema, não dependendo de uma linguagem específica e até mesmo do próprio computador. 15

16 Por que precisamos de Algoritmos? Abstração - Todo esforço é concentrado na resolução do problema e não em detalhes computacionais que podem ser acrescentados posteriormente Portabilidade - Uma solução algorítmica pode ser traduzida para qualquer linguagem de programação 16

17 Características Ser finito 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) 17

18 Representação de Algoritmos Existem diversas formas de representação de algoritmos, mas não há consenso com relação à melhor delas Algumas formas de representação de algoritmos tratam dos problemas apenas em nível lógico, abstraindo-se de detalhes de implementação muitas vezes relacionados com alguma linguagem de programação específica Por outro lado, existem formas de representação de algoritmos que possuem uma maior riqueza de detalhes e muitas vezes acabam por obscurecer a ideia principal, o algoritmo, dificultando seu entendimento 18

19 Representação de Algoritmos Dentre as formas de representação de algoritmos mais conhecidas, sobressaltam: - Descrição Narrativa - Fluxograma Convencional - Pseudocódigo, também conhecido como Português Estruturado ou Portugol - Linguagem de Programação 19

20 Descrição Narrativa Nesta forma de representação os algoritmos são expressos diretamente em linguagem natural Exemplo Receita de Bolo: Providencie manteiga, ovos, farinha, etc Misture os ingredientes Despeje a mistura na fôrma de bolo Leve a fôrma ao forno Espere 30 minutos Retire a fôrma do forno Deixa esfriar Prove 20

21 Descrição Narrativa Desvantagens - Imprecisão - Pouca confiabilidade (a imprecisão acarreta a desconfiança) - extensão( (normalmente, escreve-se muito para dizer pouca coisa) Esta representação é pouco usada na prática porque o uso de linguagem natural muitas vezes dá oportunidade a más interpretações, ambiguidades e imprecisões 21

22 Descrição Narrativa Problema: Calcular a média final dos alunos. Os alunos realizarão quatro provas: P1, P2, P3 e P4, onde MF = (P1 + P2 + P3 + P4)/4 Algoritmo: 1. Receba a nota da prova 1 2. Receba a nota de prova 2 3. Receba a nota de prova 3 4. Receba a nota de prova 4 5. Some todas as notas e divida o resultado por 4 6. Mostre o resultado da divisão 22

23 Descrição Narrativa Algoritmo Trocar uma lâmpada queimada: 1. Pegar uma escada 2. Posicionar a escada debaixo da lâmpada 3. Buscar uma lâmpada nova 4. Subir na escada 5. Retirar a lâmpada queimada 6. Colocar a lâmpada nova 23

24 Descrição Narrativa - Problemas O algoritmo não atingirá seu objetivo se a lâmpada nova estiver queimada. Para tal, acrescentamos um teste condicional (estrutura seletiva) Pegar uma escada Posicionar a escada debaixo da lâmpada Buscar uma lâmpada nova Subir na escada Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova... Até quando??? 24

25 Descrição Narrativa - Problemas O algoritmo não atingirá seu objetivo se a lâmpada nova estiver queimada. Para tal, acrescentamos um teste condicional (estrutura seletiva) Pegar uma escada Posicionar a escada debaixo da lâmpada Buscar uma lâmpada nova Subir na escada Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova Se a lâmpada nova não acender, então: Retirar a lâmpada queimada Colocar lâmpada nova... Por isso é necessário utilizar algumas estruturas próprias de algoritmos para facilitar a descrição Até quando??? 25

26 Descrição Narrativa - Problemas Algoritmo Trocar uma lâmpada queimada com o uso de estruturas de repetição: 1. Pegar uma escada 2. Posicionar a escada debaixo da lâmpada 3. Buscar uma lâmpada nova 4. Subir na escada 5. Retirar a lâmpada queimada 6. Colocar lâmpada nova 7. Enquanto lâmpada nova não acender, faça: 1. Retirar a lâmpada queimada 2. Colocar lâmpada nova 26

27 Descrição Narrativa Exercícios 1. Escreva uma sequência de passos (descrição narrativa) para escovar os dentes. 2. Escreva uma sequência de passos (descrição narrativa) para efetuar um saque em um caixa eletrônico 27

28 Fluxograma É uma representação gráfica de algoritmos onde formas geométricas diferentes implicam ações distintas Objetivo: facilitar o entendimento das ideias contidas nos algoritmos 28

29 Principais símbolos usados em Fluxogramas 29

30 Fluxograma Cálculo da média de um aluno: - Obter as notas da primeira e da segunda prova - Calcular a média aritmética entre as duas - Se a média for maior ou igual a 7, o aluno foi aprovado, senão ele foi reprovado 30

31 Linguagem Algorítmica (pseudocódigo) Também conhecida como português estruturado ou portugol Bastante rico em detalhes e, por assemelhar-se bastante à forma em que os programas são escritos, encontra muita aceitação Representação suficientemente geral para permitir que a tradução de um algoritmo nela representado para uma linguagem de programação específica seja praticamente direta 31

32 Linguagem Algorítmica (pseudocódigo) Algoritmo <nome_do_algoritmo> <declaração_de_variáveis> <subalgoritmos> Início <corpo_do_algoritmo> Fim 32

33 Linguagem Algorítmica Exemplo Algoritmo Media Var N1, N2, Media : real Início Leia N1, N2 Media = (N1+N2)/2 Se Media >= 7 Entao Escreva Aprovado Senao Escreva Reprovado Fim 33

34 Linguagem Algorítmica Vantagens - Independência física da solução (solução lógica apenas) - Usa o português como base - Pode-se definir quais e como os dados vão estar estruturados - Passagem quase imediata do algoritmo para uma linguagem de programação qualquer Desvantagens - Exige a definição de uma linguagem não real para trabalho - Não padronizado 34

35 Algoritmo Recapitulando: - Um Algoritmo é uma sequência de instruções ordenadas de forma lógica para a resolução de uma determinada tarefa ou problema 35

36 Construção de Algoritmos Ex: construir um algoritmo para fazer suco de laranja: Entrada: - laranja Processamento: - cortar a laranja - espremer a laranja Saída: - suco de laranja 36

37 Construção de Algoritmos Ex: Identificar dados de entrada, processamento e saída 1. Receber código da peça 2. Receber valor da peça 3. Receber quantidade de peças 4. Calcular valor total da peça = (quantidade *valor da peça) 5. Mostrar o código da peça e seu valor total 37

38 Programa Um Programa é um Algoritmo escrito em uma Linguagem de Programação 38

39 Linguagens de Programação São Softwares que permitem o desenvolvimento de programas Possuem um poder de criação ilimitado, desde jogos, editores e texto, sistemas empresariais até sistemas operacionais Existem várias Linguagens de Programação, cada uma com suas características próprias - Pascal, C, Visual Basic, Delphi, Fortran, Java, etc 39

40 Exercícios 1. Calcular a área de um triângulo. Recebe o valor da base. Recebe o valor da altura. Calcula a área. Mostra a área. 2. Descobrir quais os números adjacentes. Recebe um valor digitado pelo usuário. Mostra o seu sucessor. Mostra o seu antecessor. 3. Mostrar o quadrado de um número. Recebe o numero. Calcula o seu quadrado. Mostra seu quadrado. 4. Mostrar o cubo de um numero. Recebe o número. Calcula seu cubo. Mostra seu cubo. 5. Calculo percentual. Recebe o peso de uma pessoa. Recebe o percentual de emagrecimento. Calcula o novo peso. Mostra seu novo peso. 6. Conversão Celsius em Fahrenheit. Recebe a temperatura em Celsius. Converte a temperatura em Fahrenheit (celsius*1,8 + 32). Mostra a Temperatura convertida. 7. Em quantos meses o custo da transição para energia renovável será compensado? Recebe o Custo de implementação. Recebe o Custo mensal energia convencional. Calcula a quantidade de meses. Mostra a quantidade de meses. 40

41 Exercícios 8. Calcular o IMC. Recebe o valor do peso. Recebe o valor da altura. Calcule o IMC. Mostre o IMC. 9. Calcule o consumo médio do seu carro. Recebe a quantidade de quilômetros rodados. Recebe a quantidade de litros gastos. Calcule e o mostre o consumo médio. 10. Solicitar o valor do salário e o valor da prestação. Se a prestação for maior que 20% do salário, mostrar Empréstimo não pode ser concedido. Senão mostrar Empréstimo concedido. 41