OFICINA DA PESQUISA. Prof. Msc. Carlos José Giudice dos Santos

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1 OFICINA DA PESQUISA DISCIPLINA: LÓGICA MATEMÁTICA E COMPUTACIONAL APOSTILA 7 FLUXOGRAMA Prof. Msc. Carlos José Giudice dos Santos carlos@oficinadapesquisa.com.br

2 Conceitos de Algoritmo [1] Desde que o homem percebeu a utilidade de criar ferramentas para aumentar a eficiência do trabalho humano, ele certamente pensou também em criar máquinas. O propósito da criação de máquinas, com ou sem o uso da força humana, é diminuir o esforço humano e principalmente economizar tempo. O computador foi a primeira máquina criada pelo homem a utilizar uma das principais características intelectuais do ser humano: a lógica. As máquinas atuais ainda não são capazes de raciocinar logicamente com o intuito de aprender algo em proveito próprio, mas ajudam muito o homem em tarefas lógicas repetitivas que dependam da lógica.

3 Conceitos de Algoritmo [2] Enfatizando esse aspecto, Ascencio e Campos (2007, p. 1) nos ensinam que [...] o computador pode auxiliálo em qualquer tarefa. É consciente, trabalhador, possui muita energia, mas não tem iniciativa, nenhuma independência, não é criativo nem inteligente, por isso precisa receber instruções nos mínimos detalhes. Para que um computador possa nos auxiliar, é necessário escrever um programa (aplicativo ou software). De acordo com as mesmas autoras, são três as etapas para se desenvolver um programa: análise, algoritmo e codificação.

4 Conceitos de Algoritmo [3] Análise: etapa em que se estuda o problema, colocandoo sob a forma de um enunciado para se definir dados de entrada, processamento e dados de saída. Algoritmo: etapa em que se representa o problema sob a forma de uma descrição narrativa, um fluxograma ou um pseudocódigo (também conhecido como linguagem estruturada ou portugol) para se chegar a uma ou mais soluções. Codificação: o algoritmo é transformado em códigos de programação da linguagem escolhida para se trabalhar.

5 Conceitos de Algoritmo [4] De acordo com Saliba (2005), o conceito de algoritmo não foi criado para satisfazer às necessidades da computação. O mesmo autor acrescenta que a programação de computadores é apenas um dos campos de aplicação dos algoritmos. Podemos concluir que toda tarefa humana com princípio (entrada de dados), meio (processamento) e fim (saída dos dados) pode ser colocada sob a forma de um algoritmo. O mesmo autor afirma que para que um computador possa desempenhar uma tarefa, é necessário que esta seja detalhada passo a passo, em uma forma compreensível pela máquina, utilizando aquilo que se chama de programa.

6 Conceitos de Algoritmo [5] A partir desse contexto, apresento algumas definições de algoritmos: Algoritmo é uma sequência de passos que visa atingir um objetivo bem definido (FORBELLONE; EBERSPÄCHER, 2005) Algoritmo é uma sequência de passos que deve ser seguida para a realização de uma tarefa. (ASCENCIO; CAMPOS, 2007). O objetivo desta apostila é apresentar problemas que possam ser colocados sob a forma de uma descrição narrativa e sob a forma de um fluxograma. Logo, devemos aprender os símbolos utilizados em um fluxograma.

7 Fluxograma [1] Fluxograma é uma representação gráfica de uma descrição narrativa (um processo). Esse processo pode ser uma tarefa organizacional ou um descritivo de um programa de computador. Existem vários tipos de fluxogramas, além de vários graus de complexidade, que depende do objetivo do fluxograma. Nas organizações, o uso de fluxogramas possibilita: Preparação para o aperfeiçoamento de processos organizacionais (conhecer para melhorar);

8 Fluxograma [2] Identificar atividades críticas do processo; Conhecer a sequência e o encadeamento das atividades, dando uma visão geral do fluxo do processo; Documentar o processo para futuras análises, adequação a normas e certificações; Esclarecer dúvidas de processos organizacionais para pessoas recém admitidas na organização por meio da representação visual fornecida por um fluxograma; Fortalecer o trabalho em equipe a partir do momento em que o desenvolvimento de um fluxograma é feito com a participação de todos os envolvidos.

9 Fluxograma [3] O diagrama de blocos é o tipo mais simples de fluxograma, pois indica apenas as atividades, sem diferenciar as atividades por tipos. Os diagramas de blocos são utilizados para uma visualização rápida do processo que se quer conhecer. Os diagramas de blocos podem ser horizontais ou verticais, e geralmente são utilizadas frases curtas que servem para identificar as atividades realizadas. Vejamos alguns exemplos de diagramas de blocos organizacionais.

10 Exemplo de Diagrama de Bloco [1] Diagrama de blocos para o preenchimento de um cargo em uma organização.

11 Exemplo de Diagrama de Bloco [2] Diagrama de blocos para a realização de um churrasco

12 Algoritmo [1] Fazendo uma pequena revisão do conteúdo da nossa disciplina, podemos concluir que a lógica nos ajuda a resolver problemas e a realizar tarefas. A lógica ordena e dá coerência ao pensamento, para que possamos chegar à verdade. Outra conclusão importante que podemos chegar e que todo problema (que tenha uma solução possível) pode ser resolvido por meio de um algoritmo. Assim, chegamos a mais um conceito de algoritmo, baseado nas definições anteriores: algoritmo é uma sequência (lógica) de passos para se resolver um problema ou realizar uma tarefa. Todo algoritmo deve ser composto por instruções (regras ou ações a serem executadas) para que possa ser executado.

13 Algoritmo [2] Fazendo uma pequena revisão do conteúdo da nossa disciplina, podemos concluir que a lógica nos ajuda a resolver problemas e a realizar tarefas. Outra conclusão importante que podemos chegar e que todo problema (que tenha uma solução possível) pode ser resolvido por meio de um algoritmo. Assim, chegamos a mais um conceito de algoritmo, baseado nas definições anteriores: algoritmo é uma sequência (lógica) de passos para se resolver um problema ou realizar uma tarefa. Todo algoritmo deve ser composto por instruções (regras ou ações a serem executadas) para que possa ser executado.

14 Algoritmo [3] Vamos ver um exemplo de algoritmo: Algoritmo: Tomar um banho 1. Entrar no banheiro 2. Tirar a roupa 3. Abrir o chuveiro 4. Molhar o corpo 5. Passar sabonete no corpo 6. Molhar o corpo para retirar a espuma do sabonete 7. Fechar o chuveiro 8. Enxugar o corpo com uma toalha 9. Vestir a roupa

15 Algoritmo [4] No algoritmo anterior temos uma série de instruções, colocadas sob a formar de verbos de ação no infinitivo. Estas instruções foram: entrar, tirar, abrir, molhar, ensaboar, fechar, enxugar, vestir. Repare que existe uma sequência lógica de ações, e que para o algoritmo seja executado, devemos conhecer o significado dessas ações (compreender as instruções). Vamos ver mais um exemplo de algoritmo em que existe uma repetição de ações para que o algoritmo chegue ao final (seja executado).

16 Algoritmo [5] Algoritmo: Descascar batatas de uma cesta 1. Pegar a cesta de batatas 2. Pegar uma bacia para colocar as batatas descascadas 3. Pegar uma faca na gaveta 4. Pegar uma batata na cesta 5. Descascar a batata 6. Colocar a batata descascada na bacia 7. Se existir batatas na cesta, então voltar ao passo 4 8. Fim. Instruções realizadas: pegar, descascar, colocar

17 Algoritmo [6] O segundo exemplo de algoritmo possui duas novidades em relação ao primeiro exemplo. A primeira novidade é a existência de um laço de repetição, que faz que uma instrução seja executada novamente. A segunda novidade é a existência de uma estrutura condicional (Se Verdadeiro Então). Sabemos que todo algoritmo tem um objetivo. Para que esse objetivo seja atingido, uma série de ações deve ser executada. Como essa série de ações deve ser ordenada seguindo uma sequência lógica, podemos concluir que deve existir um ou mais métodos para a criação de algoritmos.

18 Algoritmo [7] Neste slide propõe-se um método de seis etapas para se construir um algoritmo, a saber: 1. Compreender completamente o problema; 2. Definir os dados de entrada (input); 3. Definir o processamento (cálculos e ações); 4. Definir os dados de saída (output); 5. Construir o algoritmo; 6. Testar o algoritmo. Como exemplo para testarmos esse método, vamos calcular a nota final de um aluno para saber se o aluno foi aprovado ou reprovado.

19 Algoritmo [8] O cálculo da nota final de um aluno será uma média ponderada de duas notas: a nota do primeiro bimestre, que vale 10 mas que corresponde a 40% da nota final, e nota do segundo bimestre, que vale 10 mas corresponde aos restantes 60% da nota final. Será considerado aprovado o aluno que obtiver nota final maior ou igual a 6,0. Será considerado reprovado qualquer aluno que obtiver nota final menor que 6,0. A partir desse enunciado, podemos resolver esse problema construindo um algoritmo utilizando uma descrição narrativa ou um diagrama de blocos.

20 Algoritmo [9] Uma vez que compreendemos completamente o problema, a primeira das seis etapas foi concluída. Nós devemos passar agora para as próximas etapas: Nota do 1º bimestre Nota do 2º bimestre Multiplicar a primeira nota por 0,4 Multiplicar a segunda nota por 0,6 Somar os dois resultados Avaliar se esse último resultado é maior ou igual a 6,0. Aprovado se a nota for igual ou maior que 6,0 Reprovado É importante perceber que existem várias maneiras diferentes de se resolver um problema usando algoritmos, ou seja, vários algoritmos diferentes podem chegar ao mesmo resultado.

21 Algoritmo [10] Outro conceito importante quando se trata de programação é o fato de que um algoritmo não é a solução final de um problema, mas apenas um planejamento para se chegar a um resultado. Um programa de computador é sempre escrito em uma linguagem de programação. O algoritmo é o mapa para nortear a escrita em uma determinada linguagem de programação. Isso significa que um mesmo algoritmo serve como base para qualquer linguagem de programação. Logo, podemos concluir que todo programa de computador corresponde a um algoritmo escrito em alguma linguagem de programação. Assim, Algoritmo + Linguagem de Programação = Programa

22 Algoritmo [11] Já vimos anteriormente que um algoritmo pode ser colocado sob três formas, ou seja, existem três tipos de algoritmo: 1. Descrição narrativa; 2. Fluxograma (ou Diagrama de Blocos); 3. Pseudocódigo (português estruturado ou Portugol). Para os objetivos desta disciplina, estamos interessados no segundo tipo de algoritmo (diagrama de blocos ou fluxograma). Entretanto, para termos mais facilidade na construção do diagrama de blocos, é importante (embora não seja obrigatório) conhecermos um pouco da construção de algoritmos por meio de uma descrição narrativa.

23 Descrição Narrativa [1] A descrição narrativa utiliza a língua portuguesa usada normalmente em nosso dia-a-dia para elaborar o algoritmo que vai resolver um problema ou tarefa. A grande vantagem em se utilizar a descrição narrativa é o fato dela ser simples. Não é necessário aprender uma nova língua para se entender as instruções de um algoritmo escrito sob a forma de uma descrição narrativa. Se você sabe português então consegue compreender as ações que serão executadas. Entretanto, há uma desvantagem: pode ser ambíguo, dando margem a diferentes interpretações de acordo com a pessoa que está lendo as instruções. Assim, pessoas diferentes podem entender coisas diferentes ao ler uma mesma instrução.

24 Descrição Narrativa [2] Vejamos um exemplo de uma descrição narrativa: Descrição narrativa: Calcular a média de dois números 1. Receber os dois números 2. Somar os dois números 3. Dividir o resultado obtido por 2 4. Apresentar esse último resultado Instruções utilizadas: receber, somar, dividir, apresentar. Como podemos observar, a descrição narrativa é muito simples, mas pode, em alguns casos, dar margem a uma interpretação errada caso não seja bastante detalhada em cada um de seus passos.

25 Diagrama de Blocos [1] Um fluxograma pode ser representado de várias formas: diagrama de blocos, organograma, lotacionograma, etc. Na computação, fluxograma e diagrama de blocos são palavras sinônimas. Um algoritmo representado como um fluxograma ou um diagrama de blocos é aquele que é representado sob a forma de símbolos gráficos. A grande vantagem do uso de diagrama de blocos é o fato de usar poucas palavras escritas, uma vez que parte delas será representada como símbolos gráficos. A desvantagem é a necessidade de se saber o significado dos símbolos gráficos. Outra desvantagem se refere ao tamanho do fluxograma. Quanto maior, mais complexo ele será, e mais difícil será entendê-lo também.

26 Diagrama de Blocos [2] Os principais símbolos utilizados em fluxogramas são: = Início ou Final do fluxograma = Operação de entrada de dados = Operação de saída de dados = Processamento ou operação de atribuição ou = Operação de retorno de uma subrotina = Decisão = Indica o fluxo de dados

27 Diagrama de Blocos [3] Outros símbolos utilizados em fluxogramas são: = Entrada de dados (cartão) = Entrada de dados manual (teclado) = Conector = Conector para outra página = Saída de dados ou Exibir saída

28 Diagrama de Blocos [4] Geralmente os fluxogramas computacionais seguem uma das seguintes estruturas:

29 Diagrama de Blocos [5] Exemplo de diagrama de blocos para somar 3 números:

30 Diagrama de Blocos [6] Exemplo de diagrama de blocos: Calcular a média aritmética de 3 notas e verificar se o aluno foi aprovado (Nota 6)

31 Exemplo de fluxograma na gestão de processos de negócios Início Fonte: Imagem modificada de Laudon e Laudon (2010, p. 92). Fim

32 Exemplo de fluxograma na gestão de processos de negócios Fonte: Imagem modificada de Laudon e Laudon (2010, p. 92). Processo redesenhado para a compra de livro on-line

33 Subrotinas em Fluxogramas Alguns fluxogramas são complexos demais. Quando isso acontece, sempre é possível dividir programas grandes e complicados em problemas menores e mais simples. Solucionando esses problemas menores e mais simples separadamente. Assim, um algoritmo complexo é dividido em um algoritmo principal e diversos subalgoritmos. Estes subalgoritmos são chamados em alguns textos de subrotinas. Todo subalgoritmo é formado de duas partes: corpo e cabeçalho. No cabeçalho é definido o nome e o tipo de subalgoritmo. No corpo do subalgoritmo estão as instruções que serão executadas quando ele for invocado. Existem basicamente dois tipos de sub-rotinas: as funções e os procedimentos.

34 Funcões Uma função é um tipo de subrotina em que um valor é calculado a partir de outros valores repassados à função por meio de parâmetros ou variáveis locais. Função QUAD Início Algoritmo Principal Início Z W*W Digite um número X Retorne Z Y Quad(X) Fim Y=, Y Fim

35 Procedimentos Um procedimento é uma subrotina que retorna nenhum, um ou mais valores ao algoritmo que o chamou por meio de parâmetros ou variáveis globais. Procedimento Escreva_Vetor Início Algoritmo Principal Início V = 1, 2, 3 Fim Escreva_Vetor () Vetor [V] Fim

36 Exercícios de Fixação [1] Faça algoritmos utilizando descrição narrativa para os seguintes casos: 1. Fazer um sanduíche 2. Trocar uma lâmpada 3. Ir para o trabalho 4. Sacar dinheiro em um banco 24 horas 5. Tirar o carro da garagem 6. Comprar pão em uma padaria 7. Pedir uma entrega de pizza pelo telefone 8. Casar com alguém

37 Exercícios de Fixação [2] Faça algoritmos utilizando diagrama de blocos para os seguintes casos: 1. Fritar um pacote de batatas pré-fritas congeladas 2. Mostrar o resultado da divisão de dois números 3. Calcular o aumento de salário de um funcionário seguindo a seguinte regra: se o salário for menor que mil reais, o aumento de salário será de 10%; se o salário for maior que mil reais, o aumento de salário será de 5%. Após o cálculo, deverá ser apresentado o resultado.

38 REFERÊNCIAS ASCENCIO, Ana Fernandes Gomes; CAMPOS, Edilene Aparecida Veneruchi de. Fundamentos da programação de computadores: algoritmos, Pascal, C/C++ e Java. 2. ed. São Paulo: Pearson, FORBELLONE, André Luiz Villar; EBERSPÄCHER, Henri Frederico. Lógica de programação: a construção de algoritmos e estruturas de dados. 3. ed. São Paulo: Pearson, SALIBA, Walter Luiz Caram. Técnicas de programação: uma abordagem estruturada. São Paulo: Pearson, 2005.