Aula 01 Parte 03 Computadores e Algoritmos. Prof. Filipe Wall Mutz

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1 Aula 01 Parte 03 Computadores e Algoritmos Prof. Filipe Wall Mutz

2 Agenda Estrutura de um Computador Digital Algoritmos Refinamentos sucessivos

3 Estrutura de um Computador Digital Memória Unidade de Entrada Unidade de Controle Unidade de Saída Unidade Lógica e Aritmética Unidade Central de Processamento

4 Memória Principal Também chamada de memória primária ou memória de trabalho Random-access memory (RAM) -> Memória endereçável de acesso aleatório Mesmo tempo médio para acesso de qualquer endereço (posição da memória) Menor item de informação armazenável: BIT Binary Digit: 0 ou 1 Byte: 8 bits Quantos símbolos diferentes podem ser representados com 8 bits?

5 Escalas de Informação Nome Símbolo Múltiplo Valor (em bytes) Múltiplo (Aproximado) Byte B Kilobyte KB Megabyte MB * Gigabyte GB * 1024 * Terabyte TB * 1024 * 1024 * Petabyte PB * 1024 * 1024 * 1024 * Exabyte EB * 1024 * 1024 * 1024 * 1024 * Zettabyte ZB Yottabyte YB

6 A Linguagem do Computador Como a memória armazena apenas bits, as instruções que o computador deve executar precisam ser convertidas para este formato. Para dar instruções ao computador são usados algoritmos que podem ser escritos usando diferentes linguagens de programação

7 A Linguagem do Computador Como a memória armazena apenas bits, as instruções que o computador deve executar precisam ser convertidas para este formato. Compilação ou Interpretação Híbrido

8 Algoritmos Definição Prática Uma receita passo-a-passo de como realizar uma tarefa Como fazer um armário 1. Crie um modelo do armário no papel 2. Meça se existe espaço suficiente em seu ambiente 3. Estime os custos de construção 4. Se os custos são viáveis 1. Compre a madeira 2. Marque as medidas 3. Corte a madeira 4. Monte a estrutura 5. Adicione as prateleiras e as portas 6. Faça o acabamento do armário Como estudar em casa 1. Vá a um lugar reservado e silencioso 2. Sente-se em uma posição confortável 3. Prepare o material de estudo 4. Leia o material 5. Se você entendeu 1. Pratique 6. Senão 1. Pergunte ao professor 2. Volte ao passo 4

9 Algoritmos Definição Prática Uma receita passo-a-passo de como realizar uma tarefa Como fazer ciência 1. Observe o mundo 2. Pense em algo que desperte o seu interesse 3. Faça uma pergunta 4. Pesquise o que os outros já disseram sobre sua pergunta 5. Se a pergunta ainda não foi respondida 1. Faça uma hipótese 2. Teste a sua hipótese usando um experimento 3. Se os experimentos confirmam a hipótese 1. Parabéns! Você fez uma descoberta (tese)! 4. Senão: 1. Volte ao passo Senão: 1. Volte ao passo 1

10 Algoritmos Definição Prática Uma receita passo-a-passo de como realizar uma tarefa Listar os N primeiros números pares 1. Liste o número 0 2. Repita (N 1) vezes 1. Liste (último número listado + 2) Listar os N primeiros números ímpares 1. Liste o número 1 2. Repita (N 1) vezes 1. Liste (último número listado + 2)

11 Algoritmos Definição Formal Algoritmo é a descrição de um conjunto de comandos que, obedecidos, resultam numa sucessão finita de ações. Ação é um acontecimento que, a partir de um estado inicial, após um período de tempo finito, produz um estado final previsível e bem definido. Pergunta: Dos procedimentos apresentados até agora quais são de fato algoritmos?

12 Algoritmos Definição Formal Algoritmo é a descrição de um conjunto de comandos que, obedecidos, resultam numa sucessão finita de ações. Ação é um acontecimento que, a partir de um estado inicial, após um período de tempo finito, produz um estado final previsível e bem definido. Um algoritmo pode possuir uma instrução do tipo retorne um valor aleatório?

13 Exercícios Faça um algoritmo para listar os N primeiros termos das seguintes sequências 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128,... 3, 12, 48, 192,... 1, 5, 13, 29, 61,... 1, 5, 14, 30, 55,... 1, 1, 2, 3, 5, 8,... 7, 9, 5, 13, -3, 29,... Listar os N primeiros números ímpares 1. Liste o número 1 2. Repita (N 1) vezes 1. Liste (número anterior + 2) NOTA: em alguns vocês podem precisar de variáveis auxiliares Modelo

14 Refinamentos Sucessivos Objetivo: garantir a qualidade do algoritmo (legibilidade, confiabilidade, etc.) Modelo Top-Down: Comece com uma descrição geral das atividades e, em seguida, crie sub-rotinas para detalhar cada atividade Realizar atividades anuais 1. Realizar atividades do mês 1 2. Realizar atividades do mês Realizar atividades do mês 12 Atividades para o mês 1 1. Atividades para o dia 1 2. Atividades para o dia Atividades para o mês 2 1. Atividades para o dia 1 2. Atividades para o dia

15 Refinamentos Sucessivos Nota: um procedimento/algoritmo NUNCA deve ter mais que uma tela de tamanho. E não vale diminuir o tamanho da fonte! Resolução de Equação do 2º Grau 1. Calcule o valor de delta 2. Calcule a primeira raiz usando o valor de delta encontrado 3. Calcule a segunda raiz usando o valor de delta encontrado Cálculo do valor de delta 1. Retorne b 2 4.a.c Cálculo da primeira raiz 1. Retorne b+ 2.a Cálculo da segunda raiz 1. Retorne b 2.a

16 Exercícios Pense em 3 atividades do seu dia-a-dia e descreva as atividades de forma algorítmica com refinamentos sucessivos Ex: Ir para a escola/trabalho, Preparar um prato especial na cozinha, etc. Qual é o menor número de problemas que devem ser criados pelo algoritmo ao lado?