ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO Prof. Esp. Fabiano Taguchi http://fabianotaguchi.wordpress.com fabianotaguchi@gmail.com ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO Carga horária: 60 horas/aula Aulas: Quintas-feiras 19h00min às 20h15min 20h45min às 22h00min Formas de avaliação Prova e listas de exercícios Participação nas aulas APRESENTAÇÃO Prof. Esp. Fabiano Taguchi Bacharel em Sistemas de Informação Pós graduado em Gestão de Projetos Pós graduado em Gestão de Tecnologia da Informação Experiências profissionais... 1
COMPETÊNCIAS Conhecer e utilizar ferramentas matemáticas e estatísticas para modelar, simular e otimizar sistemas de produção; Conhecer métodos e técnicas de desenvolvimento, implantação e gerenciamento de processos; Conhecer métodos e técnicas de gestão para tomada de decisão. Analisar e Interpretar; Liderar; Ser criativo; Relacionamento interpessoal; Trabalhar em equipe multiprofissional; Tomar decisão; Raciocinar de forma lógica; Raciocinar de forma crítica e analítica; Comunicar. HABILIDADE JUSTIFICATIVA DA DISCIPLINA Permitir ao acadêmico desenvolver raciocínio lógico aplicado à solução de problemas em nível computacional, além de introduzir os conceitos básicos de desenvolvimento de algoritmos, para propiciar-lhes visão crítica e sistemática na resolução de problemas e prepará-los para a atividade de programação. 2
OBJETIVOS E METODOLOGIA Apresentar os conceitos iniciais de algoritmos, ensinar técnicas de programação e introduzir a linguagem de programação. Serão aulas em quadro negro com utilização de recursos audiovisuais, onde o conhecimento será apresentado, discutido e desenvolvido junto com o discente. O procedimento educacional se complementa com trabalhos, listas de exercícios e estudos auxiliados por computador (Práticas de laboratório). METODOLOGIA As aulas serão postadas no portal com 48 horas de antecedência à aula presencial. MODELO KLS Pré-aula Uso de artigos e vídeos curtos para introdução do assunto Aula Quadro negro, computador e datashow para apresentação do conteúdo Pós-aula Exercícios para aplicação do conhecimento adquirido PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO I Conceitos iniciais de algoritmos Declaração de variáveis e constantes Definição de algoritmos Expressões literais, lógicas e aritméticas Formas de representação de algoritmos Tipos de dados, variáveis e constantes 3
PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO II Desenvolvimento de algoritmos Estrutura condicional composta e encadeada Estrutura condicional simples Estrutura de múltipla escolha Instruções primitivas: Entrada de dados, atribuição e saída PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO III Introdução às linguagens de programação Comandos de entrada de dados, atribuição e saída Declaração de variáveis e constantes Expressões literais, lógicas e aritméticas Histórico e perspectivas para a linguagem O ambiente de programação PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO IV Estruturas de decisão Estrutura condicional composta Estrutura condicional de múltipla escolha Estrutura condicional simples 4
PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO V Estruturas de repetição Repetição condicional com teste no final Repetição condicional com teste no início Repetição controlada por variável PLANEJAMENTO DE ENSINO UNIDADE DE ENSINO VI Vetores e matrizes Aplicações utilizando vetores e matrizes Operações sobre vetores e matrizes Os vetores como estrutura de dados FREQUÊNCIA NAS AULAS A chamada será feita passados 40 minutos da primeira aula, e faltando 20 minutos para o término da segunda aula, porém é importante a presença dos discentes desde o início da aula. Atestados devem ser protocolados no SAA. (Prazo) 5
AVALIAÇÕES Cada bimestre será composto por: Avaliação parcial Peso 03 Avalição oficial Peso 07 Média bimestral (PP X 0,3) + (PO X 0,7) / 2 As avaliações poderão ser realizadas a partir de exercícios teóricos, seminários e utilização de artigos científicos sobre o conteúdo da disciplina. AVALIAÇÕES Prova Parcial I 1º Bimestre 03/09/2015 Prova Oficial I 1º Bimestre 01/10/2015 Prova Parcial 2º Bimestre 19/11/2015 Prova Oficial 2º Bimestre 02/12/2015 Segunda chamada 17/12/2015 Prova final 22/12/2015 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BÁSICAS FARRER, Harry Et Al. Programação estruturada de computadores: algoritmos estruturados. 3. ed. Rio de Janeiro LTC - Livros Técnicos e Científicos 2011. 284 p GERSTING, Judith L. Fundamentos matemáticos para a ciência da computação: um tratamento moderno de matemática discreta. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2004, 2008. 597 p. ISBN 9788521614227. MANZANO, José Augusto N. G; OLIVEIRA, Jayr Figueiredo de. Algoritmos: logica para desenvolvimento de programação de computadores. 26. ed. Sao Paulo Erica 2012. 328 p 6
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTARES FERNANDA, Ascencio Ana.LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO COM PASCAL.. São Paulo: Pearson Makron Book, 1999. MEDINA, Marco; FERTIG, Cristina. Algoritmos e programação: teoria e pratica. 2. ed. São Paulo: Novatec, 2006. 384 p SALIBA, Walter Luiz Caram. Técnicas de programação: uma abordagem estruturada. São Paulo: Makron Books, 1992. 141 p REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTARES CLAUDIO, Dalcidio Moraes; MARINS, Jussara Maria. Cálculo numérico computacional: teoria e pratica: algoritmos em pseudo-linguagem - indicacoes em software matematico - 150 exercicios resolvidos - exercicios propostos. 3. ed. Sao Paulo: Atlas, 1994, 2000. 464 p CHAPRA, Steven C. Métodos numéricos para engenharia. 5. Porto Alegre ArtMed 2010 1 recurso online ISBN 9788580550115. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS OUTRAS FONTES DE PESQUISA REVISTA ON-LINE DE INFORMÁTICA, INOVAÇÃO E PESQUISA DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO JOSÉ DO RIO PRETO. REVISTA DE INFORMÁTICA TEÓRICA E APLICADA SciLab. Disponível em: <http://www.scilab.org> 7
PRÉ AULA Observe que há três hastes, chamadas aqui respectivamente de A, B e C. A primeira haste (A) tem anéis com diâmetros diferentes e organizados em ordem decrescente. O desafio está em transferir os anéis da haste A para a B. Para resolver essa questão, você precisa respeitar algumas regras: a) Não pode mover mais de uma haste por vez. b) É preciso respeitar a ordem decrescente dos diâmetros, ou seja, do menor para o maior. Transcreva e teste você mesmo o mecanismo. Assinale a alternativa que representa a quantidade mínima de movimentos que deverão ser realizados para efetuar essa operação. Considere a fórmula: 2 n-1. Para três discos são sete movimentos, pois 2³ - ¹ = 7 1. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno1 do G2. 2. Volte o aluno1 do G1. 3. Atravessem o aluno2 do G2 e aluno3 do G2. 4. Volte o aluno1 do G2. 5. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno2 do G1. 6. Volte aluno1 do G1 e aluno2 do G2. 7. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno3 do G1. 8. Volte o aluno3 do G2. 9. Atravessem o aluno1 do G2 e o aluno2 do G2. 10. Volte aluno2 do G2. 11. Atravessem aluno2 do G2 2 aluno3 do G2. Resposta é a linha 11 2G2/3G2 PRÉ AULA Conhecer os princípios e conceitos que envolvem o aprendizado em construção de algoritmos e programação e a sua importância para o universo do desenvolvimento de sistema. CONCEITOS INICIAIS DE ALGORITMOS Definição de algoritmos 8
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Conhecer o que são, como se aplicam e a quem se destina a elaboração dos algoritmos; Conhecer como se desenvolve estruturas computacionais com expressões literais, lógicas e aritméticas, além dos tipos de dados; OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Conhecer o ambiente de programação, a maneira como ocorre o raciocínio lógico computacional, bem como os tipos e as formas de representação de algoritmos através da elaboração do fluxograma e do pseudocódigo; Conhecer e saber identificar o que são variáveis e constantes e como se faz a declaração de variáveis. APRENDIZAGEM RESULTADO Pretende-se que o aluno saiba identificar a sequencia de ações que o sistema precisará executar e apresente-a em linguagem natural. CONHECIMENTOS PRÉVIOS E PROCEDIMENTAIS Não há 9
ORGANIZAÇÃO DO PC Unidade de entrada Unidade de saída Unidade de processamento central Memória TABELA ASCII AMERICAN STANDARD CODE Tabela responsável por converter os caracteres para a sua respectiva combinação binária, desta forma, cada caractere é composto por 8 bits. Disponível em: <http://www.ascii-code.com> SOFTWARES Quem auxilia o computador no desenvolvimento de suas atividades são os softwares. O desenvolvimento de um software contempla: Projeto; Implementação; Testes. 10
LÓGICA SEQUENCIA LÓGICA Arte de pensar corretamente, organização do pensamento, forma de corrigir o raciocínio lógico. A lógica deve ser exercitada, isso auxilia na forma de resolução de problemas simples, até problemas mais complexos. EXERCITANDO A LÓGICA 01 Uma lesma deve subir um poste de 10m de altura. De dia sobe 2m e à noite desce 1m. Em quantos dias atingirá o topo do poste? 02 Três gatos comem três ratos em três minutos. Cem gatos comem cem ratos em quantos minutos? EXERCITANDO A LÓGICA 01 Uma lesma deve subir um poste de 10m de altura. De dia sobe 2m e à noite desce 1m. Em quantos dias atingirá o topo do poste? 09 dias 02 Três gatos comem três ratos em três minutos. Cem gatos comem cem ratos em quantos minutos? 3 minutos 11
EXERCITANDO A LÓGICA 03 O pai do padre é filho do meu pai. O que eu sou do Padre? 04 Qual o próximo número da sequência 7,8,10,13,17? 05 Um pai de 80kg e suas 2 filhas (40kg cada), precisam sair de uma ilha com um barco. Porém a capacidade do barco é de 80kg. Como farão para sair da ilha? EXERCITANDO A LÓGICA 03 O pai do padre é filho do meu pai. O que eu sou do Padre? Tio do padre 04 Qual o próximo número da sequência 7,8,10,13,17? 22 05 Um pai de 80kg e suas 2 filhas (40kg cada), precisam sair de uma ilha com um barco. Porém a capacidade do barco é de 80kg. Como farão para sair da ilha? Duas filhas vão, uma filha volta, o pai vai e a outra filha vem buscar a irmã. ALGORITMOS Consiste em uma sequencia finita de instruções ordenadas, criadas para solucionar um problema em específico. Que rotinas você segue para sair de sua casa e chegar na UNIC? Que passos você segue para trocar uma lâmpada quando ela para de funcionar? 12
ALGORITMOS Para programarmos em um computador, devemos conhecer e entender o que são os algoritmos, e como utiliza-los para determinar a sequencia de passos necessários para resolvermos determinados problemas ou, em outras palavras, encontrarmos a solução, ou a melhor solução, para a implementação em uma linguagem de programação. (PIVA JR., 2012) ALGORITMO PARA VIR A UNIC 1. IR ATÉ O BANHEIRO 2. TOMAR UM BANHO 3. VESTIR-SE 4. ENTRAR NO CARRO 5. IR ATÉ O LOCAL DE ESTUDO 6. ESTACIONAR O CARRO 7. ENTRAR NA UNIVERSIDADE 8. CHEGAR ATÉ A SALA DE AULA TROCA DE UMA LÂMPADA 1. PEGAR UMA ESCADA 2. POSICIONAR A ESCADA EMBAIXO DA LÂMPADA 3. BUSCAR UMA LÂMPADA NOVA 4. SUBIR NA ESCADA 5. RETIRAR A LÂMPADA VEHA 6. COLOCAR A LÂMPADA NOVA 13
TROCA DE UMA LÂMPADA 1. PEGAR UMA ESCADA 2. POSICIONAR A ESCADA EMBAIXO DA LÂMPADA 3. BUSCAR UMA LÂMPADA NOVA 4. ACIONAR O INTERRUPTOR 5. SE A LÂMPADA NÃO ACENDER, ENTÃO SUBIR NA ESCADA RETIRAR A LÂMPADA QUEIMADA COLOCAR A LÂMPADA NOVA ALGORITMO PARA FAZER CAFÉ 1.... 2.... 3.... 4.... 5.... 6.... 7.... PROGRAMAÇÃO O algoritmo é uma representação de uma linguagem de programação, portanto as instruções devem ser codificadas em uma linguagem de programação, possibilitando a inserção dos passos para que o software entenda e faça a execução. ALGORITMOS -> LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO 14
ALGORITMOS PROPRIEDADES DE UM ALGORITMO Finitude: Indica que o algoritmo encerra após um número finito de execuções; Definição: Evita uma definição clara do algoritmo; Entrada: Atribui valores para início do algoritmo; Saída: Valores após o processamento; Eficácia: Todas as ações devem ser exercitadas em um limite de tempo predeterminado e finito. PROCESSO DE CONSTRUÇÃO Compreender o problema Definir os dados de entrada Realizar o processamento Definir os dados que serão exibidos DESCRIÇÃO NARRATIVA Representação do problema é feita por meio da linguagem natural, descrevendo os passos que devem ser seguidos para solução de um problema. Exemplo: Algoritmo que efetua a soma entre dois números. É preciso obter como entrada dois números quaisquer, esses números devem ser somados, e então o resultado apresentado. 15
FLUXOGRAMA Consiste em uma notação gráfica que permite indicar as ações e decisões. SIMBOLOGIA Declara o início e o fim do algoritmo Representa a entrada de dados Indica a fase do processamento Usado para representar a saída de dados Determina o fluxo do algoritmo Estrutura condicional (Decisão) PSEUDOCÓDIGO Representação do problema por meio de regras prédefinidas, essa linguagem em geral é conhecido como português estruturado. Algoritmo soma Var valor1, valor2, soma: inteiro Inicio leia (valor1) leia (valor2) s <- valor1+valor2 Fim 16
ESTRUTURA DE ALGORITMO Um algoritmo possui início e fim bem definidos. A estrutura abaixo representa o começo da escrita do algoritmo: algoritmo sem nome var <<Declaração de variáveis>> inicio <<Corpo do algoritmo>> fim PROCESSO DE CONSTRUÇÃO As três hastes serão chamadas de A, B e C. A haste A possui os anéis com diâmetros diferentes e organizadas em ordem decrescente. O desafio está em transferir os anéis da haste A para B, com regras: a) Não pode ser movido o disco por mais de uma haste por vez; b) Deve ser respeitada a ordem dos anéis de forma decrescente. PROCESSO DE CONTRUÇÃO 17
PROCESSO DE CONTRUÇÃO Início 1. Mover o primeiro anel de A para B. 2. Mover o segundo anel de A para C; 3. Mover o anel de B para C; 4. Mover o terceiro anel de A para B; 5. Mover o anel de C para A; 6. Mover o anel de C para B; 7. Mover o anel de A para B; Fim EXERCÍCIO Elabore um algoritmo que some quatro notas e calcule a media aritmética dessas notas Ao final informe ao usuário a média final obtida. ENTRADAS? PROCESSAMENTO? SAÍDAS? EXERCÍCIO No bairro São Joao da Barra, na cidade de Mirandópolis, a companhia telefônica lançou uma promoção em que a cada 30 moradores que fizessem a adesão do seu plano de TV, internet e telefone, pagariam apenas o valor de R$ 100,00 pelas assinaturas e, além disso, ganhariam um bônus de R$ 67,00 no primeiro mês da assinatura. Descubra qual o valor de cada assinatura. 18
SOLUÇÃO ALGORITMO EM LINGUAGEM NATURAL Início 1. Inserir valores 30, 67 e 100. 2. Subtrair de 67 de 100. 3. Dividir o resultado da subtração por 30. 4. Exibir o resultado. Fim ALGORITMO EM LÓGICA COMPUTACIONAL SOLUÇÃO Início 1. Leia os valores A, B e C. 2. s B - C. 3. Escreva o resultado. Fim PRATICANDO Em uma gincana escolar, o desafio era fazer com que dois grupos de três integrantes cada conseguissem atravessar uma ponte em que só é possível passar dois alunos por vez. No entanto, como são grupos diferentes, não é permitido que em qualquer dos lados da ponte fiquem mais alunos do grupo 2 (G2) que do grupo 3 (G3). Então, elabore o algoritmo que respeite essas regras e demonstre em linguagem natural e faça o teste conforme a indicação que segue. 19
SOLUÇÃO 1. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno1 do G2. 2. Volte o aluno1 do G1. 3. Atravessem o aluno2 do G2 e aluno3 do G2. 4. Volte o aluno1 do G2. 5. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno2 do G1. 6. Volte aluno1 do G1 e aluno2 do G2. 7. Atravessem o aluno1 do G1 e aluno3 do G1. 8. Volte o aluno3 do G2. 9. Atravessem o aluno1 do G2 e o aluno2 do G2. 10. Volte aluno2 do G2. 11. Atravessem aluno2 do G2 2 aluno3 do G2. PRÓXIMA AULA... Expressões literais, lógicas e aritméticas; Tipos de dados, variáveis e constantes. 20