Programação II. Aula 1

Transcrição

1 Programação II Aula 1

2 Programação II Objetivo: O aluno deverá ser capaz de construir algoritmos de forma organizada segundo o programação procedural utilizando a linguagem de programação C.

3 Introdução John Von Neumann, pesquisador envolvido no projeto do ENIAC, construiu para o Instituto de Estudos Avançado de Princeton (Princeton Institute of Advanced Studies IAS) a máquina IAS. Ele imaginou que os programas poderiam ser representados em formato digital na memória, junto com os dados. Arquitetura de Von Neumann:

4 Introdução Para que serve programação? Resolver problemas computacionalmente. Desenvolver um programa de computador (solução) cuja execução leve a um resultado (aceitável) de um dado problema. Nem todos os problemas têm solução computacional viável. Entender a natureza do problema e estar atento aos requisitos da solução desejada Escolha do paradigma de programação; Escolha do método/estrutura de dados (procedural); Escolha da linguagem de programação;

5 Paradigmas de Programação Visões sobre a estruturação da solução do problema. Prog. Funcional: consiste em representar a solução em forma de funções (matemáticas). Prog. Procedural: consiste em representar a solução em forma de uma série de ações/procedimentos que são executados sequencialmente para produzir a solução. Prog. Orientada a Objetos: consiste em representar a solução em forma de objetos que enviam e recebem mensagens entre si e assim produzem a solução. Prog. em Lógica: consiste em representar o problema em forma de lógica simbólica e usar um processo de inferência para produzir resultados.

6 Prog. Procedural X Funcional Descreve como computar (manipulando variáveis) Fatorial(n) begin a := 1; while n>0 do begin a := a*n; n := n-l end; return n; end;

7 Prog. Procedural - Conceitos Básicos Programa: solução computacional para um dado problema. Programa correto: implementação (correta) de um algoritmo (correto) em uma dada linguagem de programação (adequada). Algoritmo: qualquer procedimento computacional bem definido que toma algum valor como entrada e produz algum valor como saída. [Cormen] Algoritmo correto é tal que para cada instância de entrada ele termina e produz a saída esperada (no tempo esperado) para um dado problema. Análise de algoritmos (antes de implementar): Corretude: mostrar que o algoritmo sempre produz a saída esperada. Complexidade: envolve prever os recursos necessários como tempo, espaço (memória), hardware, largura de banda. Testes (alternativa** à análise depois de implementar)

8 Algoritmo para escovar dentes 1.Pegar a escova e a pasta de dentes; 2.Colocar um pouco de pasta sobre as cerdas da escova; 3.Escovar os dentes do maxilar inferior; 4.Escovar os dentes do maxilar superior; 5.Expelir da boca o excesso de espuma; 6.Bochechar um pouco de água; 7.Lavar a escova e guardá-la; 8.Enxugar o rosto.

9 Algoritmo para escovar dentes Onde está a escova a ser usada? Quanto, exatamente, se deve colocar de pasta sobre as cerdas? O que fazer se não houver pasta? Escovar mesmo sem a pasta ou interromper o processo de escovação?

10 Melhorando o Algoritmo para escovar dentes Algoritmo: qualquer procedimento bem definido que toma algum valor como entrada e produz algum valor como saída. Entrada: Dentes sujos com restos de alimentos, uma escova dental em condições de uso, 90 gramas de creme dental e 300 mililitros de água tratada. Saída: Dentes limpos (sem restos de alimentos visíveis), uma escova dental em condições de uso e 85 gramas de creme dental. Toda a quantidade de água deve ser utilizada.

11 Melhorando o Algoritmo para escovar dentes Técnica de refinamentos sucessivos: dividir um processo complexo em processos-componentes menores, especificando-se a entrada e a saída de cada um deles. Processo-componente pegar a escova e a pasta de dentes : 1. Enquanto não encontrar a escova e o tubo de pasta, continuar procurando por cada gaveta do armário; 2. Caso tenham acabado as gavetas e não tenha encontrado a escova e o tubo, interromper a tarefa.

12 Etapas de programação Entendimento do problema a ser resolvido; Planejamento de uma solução => algoritmo; Formalização da solução usando uma linguagem de programação; Verificação da conformidade da solução obtida com o problema proposto.

13 Algoritmo para ordenar lista de números Construir uma lista ordenada à partir de uma lista original Entrada: lista qualquer Saída: lista ordenada 1. Se a lista tem menos de 2 elementos, termina; 2. Senão, para cada posição da lista, Percorre-se a lista do final até a posição atual, efetuando a troca dos elementos quando o valor da posição à frente for menor que o valor da posição atual.

14 Linguagem C Histórico Algol (60) CPL (67) BCPL (67) B (70) C (72). Criada por Dennis Ritchie e Ken Thompson. Em 1985 estabeleceu-se uma padrão oficial C ANSI Características Principais Eficiência Flexibilidade (permissiva) Portabilidade

15 Linguagem C Código fonte Código Código Compilador Montador Ligador Assembly Objeto Programa Executável Manipulação de variáveis manipulação de memória

16 Linguagem C Erros comuns de implementação: Loop infinito problema na condição de parada de alguma estrutura de repetição; Segmentation fault tentativa de acesso não permitido à uma área de memória; Memory overflow tentativa de utilizar mais memória do que há disponível no momento. Má previsão da quantidade de memória necessária Utilização de técnica apropriada. Má utilização da memória Memory leak (vazamento de memória)

17 Partes de um Programa Nome da receita; Ingredientes: descreve todo o material necessário para o preparo da receita; Modo de preparo: descreve a forma de trabalhar com os ingredientes para que se obtenha o resultado esperado; Comentários sobre certos procedimentos ou ingredientes a fim de detalhar alguma peculiaridade que o cozinheiro poderia não conhecer previamente.

18 Partes de um Programa Cabeçalho: contém informações sobre o programa, como o seu nome; Dicionário de dados: define quais são os dados manipulados pelo programa; Corpo: define os procedimentos que o programa deve executar; Documentação: explica certos aspectos não muito claros do programa, tanto no corpo do programa quanto no cabeçalho ou no dicionário de dados.

19 Partes de um Programa

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21 Exercícios Use o conceito de algoritmos e a técnica de refinamentos sucessivos para detalhar as seguintes atividades: Trocar o pneu de um carro Preparação de um bolo de aniversário Cálculo da distância entre dois pontos no plano cartesiano.