Programação de Computadores

Transcrição

1 Programação de Computadores Instituto de Computação UFF Departamento de Ciência da Computação Otton Teixeira da Silveira Filho

2 Conteúdo Alguns Conceitos sobre Linguagens Conceito de Algoritmo Pseudocódigo Tipos de Variáveis Operadores Estruturas de Controle Estruturas de Dados Subprogramação

3 Variáveis Variáveis São espaços reservados na memória do computador que será lido e escrito de uma forma pré-estabelecida

4 Variáveis As linguagens de programação trabalham em geral com tipos de variáveis que ocupam valores múltiplos de bytes 1B 2B 4B 8B 16 B

5 Variáveis Os tipos de variáveis mais comuns nas linguagens de programação são usadas para representar Caracteres, inteiros curtos - 1 B Números inteiros - 2 B Números inteiros longos e de ponto flutuante - 4 B Números de ponto flutuante - 8 B Números de ponto flutuante - 16 B

6 Variáveis Caracteres - 1 B

7 Variáveis Números inteiros - 2 B e inteiros longos - 4 B

8 Variáveis Números de ponto flutuante - 4 B e 8 B

9 FORTRAN Vamos agora centrar foco na linguagem a ser usada neste curso, ou seja, o FORTRAN nome este originário de FOR(mula) TRAN(slation)

10 FORTRAN Adotaremos a convenção que todo e qualquer comando FORTRAN será escrito em minúsculas enquanto as variáveis do usuário (ou seja, você) serão escritas em minúsculas.

11 FORTRAN Adotaremos a convenção que todo e qualquer comando FORTRAN será escrito em minúsculas enquanto as variáveis do usuário (ou seja, você) serão escritas em minúsculas. Isto facilita a leitura do código o que, por sua vez, ajuda a corrigir possíveis erros de digitação.

12 Variáveis Em FORTRAN as variáveis que usaremos são do tipo LOGICAL - 1 B CHARACTER - 1 B INTEGER - 2 B INTEGER*4-4 B REAL ou REAL*4-4 B REAL*8-8 B

13 Variáveis Em FORTRAN as variáveis que usaremos são do tipo LOGICAL Representa dois estados:.true. e.false. CHARACTER Podemos representar os caracteres convencionados na tabela ASCII, embora haja alternativa INTEGER Representamos um subconjunto dos inteiros com sinal [ , 32767] INTEGER*4 Representamos um subconjunto dos inteiros com sinal [ , ] REAL ou REAL*4 Representamos um subconjunto dos reais com aproximadamente 7 algarismos significativos [10-38, 1038] DOUBLE PRECISION ou REAL*8 - Representamos um subconjunto dos reais com aproximadamente 16 algarismos significativos [ , 10308]

14 Variáveis Em FORTRAN especificaremos as variáveis usando os caracteres do alfabeto A-Z mais os caracteres dos algarismos 0-9 Uma variável não poderá começar por um numeral FORTRAN não distingue letras maiúsculas de minúsculas O nome da variável será reconhecível até 6 caracteres Convencionalmente variáveis que começam pelas letras i, j, k, l, m e n são do tipo inteiro mas isto pode ser alterado

15 Variáveis Exemplos válidos a Ab dados xpto2

16 Variáveis Exemplos não válidos _a :w +dados 2xpto a e A serão considerados idênticos

17 Variáveis Semana SEMANA semana semanas serão considerados idênticos nas versões padrão de FORTRAN

18 Variáveis A distinção entre um número de tipo INTEGER e um número de tipo REAL é feita pelo uso de um ponto decimal nestes últimos Assim uma atribuição de um INTEGER se dá como a = 123 e um no caso de REAL a = 123. Como os computadores foram primeiramente desenvolvidos na Inglaterra e nos Estados Unidos da América, nas linguagens de computação se usa o ponto como separador decimal e não vírgula como no Brasil, Portugal, Alemanha, França, Rússia e outros países.

19 Operadores Operador de atribuição Caracter Operação Exemplo = a b a=b Atribuição não é igualdade

20 Operadores Operadores aritméticos Caracteres Tipos operados Operação Exemplo + INTEGER e REAL Soma, operador unário a+b; +b - INTEGER e REAL Subtração, operador unário a-b; -b / INTEGER e REAL divisão a/b * INTEGER e REAL multiplicação a*b ** INTEGER e REAL potenciação a ** b

21 Operadores Operadores aritméticos Se a e b INTEGER e a = 3 e b = 5 a+b resulta em 8 a-b resulta em -2 a/b resulta em 0 b/a resulta em 1 b ** a resulta em 125

22 Operadores Operadores aritméticos Se a e b REAL e a = 3.0 e b = 5.0 a+b resulta em 8.0 a-b resulta em -2.0 a/b resulta em 0.6 b/a resulta em b ** a resulta em 125.0

23 Operadores E se a e b forem de tipos diferentes?

24 Operadores E se a e b forem de tipos diferentes? Tome cuidado com estas operações Tome como referência a tabela de fraqueza

25 Operadores Subconjunto da tabela de fraqueza Tipo Fraqueza relativa INTEGER 1 INTEGER*4 2 REAL 3 REAL*8 4 Na operação de tipos mistos o valor mais fraco é convertido ao tipo mais forte Não é toda linguagem que faz este tipo de conversão

26 Operadores Operadores lógicos Caracteres Operação Exemplo.NOT. não.not.b.and. e a.and.b.or. ou a.or.b

27 Operadores Tabela verdade para o operador lógico NÃO NÃO Operando Resultado V F F V

28 Operadores Tabela verdade para o operador lógico E E Operando 1 Operando 2 Resultado F F F F V F V F F V V V

29 Operadores Tabela verdade para o operador lógico OU OU Operando 1 Operando 2 Resultado F F F F V V V F V V V V

30 Operadores Operadores relacionais Caracteres Operação Exemplo.EQ. Igual a a.eq.b.ne. Não igual a.ne.b.lt. Menor que a.lt.b.le. Menor ou igual a a.le.b.gt. Maior que a.gt.b.ge. Maior ou igual a a.ge.b O resultado da comparação será verdadeiro ou falso

31 Operadores Os operadores tem prioridades Operador Prioridade ** 1 *e/ 2 +e- 3.EQ..NE..LT LE..GT. 4 4.GE. 4.NOT..AND..OR

32 Operadores Os operadores tem prioridades As prioridades podem ser alteradas pelo uso de parênteses Operador Prioridade ** 1 *e/ 2 +e- 3.EQ..NE..LT LE..GT. 4 4.GE. 4.NOT..AND..OR

33 Alguns comandos úteis Comando de Leitura READ (*, *) variável1, variável2, Lê as variáveis apresentadas no dispositivo padrão de entrada, em geral o teclado Comando de escrita WRITE( *,*) variável1, variável2,... Escreve as variáveis apresentadas no dispositivo padrão de saída, em geral a tela

34 Alguns comandos úteis Comando de escrita WRITE( *,*) um texto Escreve literalmente o que for encontrado entre aspas simples

35 Estrutura de um programa em FORTRAN Um programa em FORTRAN tem uma estrutura para a linha

36 Estrutura de um programa em FORTRAN Um programa em FORTRAN tem uma estrutura para a linha As primeiras cinco colunas são reservadas para índices de referência para laços de repetição e formatos de impressão e indicação de comentários (C, * ou! Na primeira coluna) A coluna seis é para indicar que é uma continuação da linha anterior Nas colunas de 7 até 72 se escrevem os comandos As colunas de 73 até 80 são reservadas para numeração do cartão

37 Estrutura de um programa em FORTRAN Um cartão correspondia a uma linha do programa

38 Estrutura de um programa em FORTRAN Estrutura geral PROGRAM nome declaração 1 declaração 2 comando 1 comando 2 STOP END

39 Um exemplo de programa Margareth Hamilton com uma listagem do programa que ela elaborou para o Projeto Apollo

40 Um exemplo de programa E aqui ela testando um programa no interior de uma cápsula Apollo

41 Um exemplo simples Some dois números do tipo INTEGER, atribua esta soma a outra variável e imprima este resultado

42 Um exemplo simples Some dois números do tipo INTEGER, atribua esta soma a outra variável e imprima este resultado PROGRAM soma INTEGER a, b, c a=3 b=5 c = a+b WRITE (*,*) c STOP END

43 Uma nota Transgrediremos o padrão FORTRAN 77 em relação a alguns comandos No entanto, tais transgressões são comuns à maioria dos compiladores FORTRAN 77, em particular o Force (que é o recomendado aqui no curso) que foi baseado no G77 do Projeto GNU No ambiente Linux há o gfortran, descendente do G77 mas que também compila códigos em FORTRAN 95

44 Testes em FORTRAN Apresentemos uma estrutura condicional do FORTRAN que pode ser usado de várias formas i) IF (condição lógica) comando comando Exemplo: IF (x.lt. y) x = x + 1 asq = sin(x)...

45 Testes em FORTRAN Apresentemos uma estrutura condicional do FORTRAN que pode ser usado de várias formas ii) IF (condição lógica) THEN comando(s) ENDIF Exemplo: IF (x.gt. y) THEN asq = sin(x) isq = cos(y) ENDIF sisc = x...

46 Testes em FORTRAN Apresentemos uma estrutura condicional do FORTRAN que pode ser usado de várias formas iii) IF (condição lógica) THEN comando(s) ELSE comando(s) ENDIF Exemplo: IF (x.gt. y) THEN asq = sin(x) isq = cos(y) ELSE sisc = x ENDIF

47 Mais um exemplo simples Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Se a for maior que b, some as duas variáveis, caso não subtraia b de a.imprima o resultado seja qual for a operação feita PROGRAM teste1 INTEGER a, b, c READ (*,*) a, b IF (a.gt.b) c = a + b c = a-b WRITE (*,*) c STOP END

48 E mais um exemplo... Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Imprima primeiro o menor valor. PROGRAM teste2 INTEGER a, b READ(*,*) a, b IF (a.gt.b) THEN WRITE (*,*) b ELSE WRITE (*,*) a ENDIF STOP END

49 E mais um exemplo... Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Se uma delas for negativa ache o módulo deste valor e multiplique pelo outro valor. Se não, calcule a soma. Imprima o resultado. PROGRAM teste3 INTEGER a, b READ(*,*) a, b IF (a.lt.0) THEN a = -a WRITE (*,*) a * b ELSE IF (b.lt.0) THEN b = -b WRITE (*,*) a * b ELSE WRITE(*,*) a + b ENDIF ENDIF STOP END

50 E mais um exemplo... Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Se ambas forem negativas imprima o produto das variáveis, caso não imprima a soma das mesmas. PROGRAM teste3 INTEGER a, b READ(*,*) a, b IF (a.lt.0) THEN IF (b.lt.0) THEN WRITE (*,*) a * b ENDIF ELSE WRITE(*,*) a + b ENDIF STOP END

51 E mais um exemplo... Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Se ambas forem negativas imprima o produto das variáveis, caso não imprima a soma das mesmas. PROGRAM teste3 INTEGER a, b READ(*,*) a, b IF (a.lt.0) THEN IF (b.lt.0) THEN WRITE (*,*) a * b ENDIF ELSE WRITE(*,*) a + b ENDIF STOP END Mas é isto que queremos?

52 E mais um exemplo... Leia duas variáveis do tipo INTEGER a e b. Se ambas forem negativas imprima o produto das variáveis, caso não imprima a soma das mesmas. PROGRAM teste3a INTEGER a, b READ(*,*) a, b IF (a.lt.0.and.b.lt.0) THEN WRITE (*,*) a * b ELSE WRITE(*,*) a + b ENDIF STOP END

53 E mais um exemplo... Observe que o uso do Chinês em sala de aula facilitou perceber os erros de lógica que surgiram neste exemplo