Fundamentos de Lógica e Algoritmos. Aula 2.3 Introdução a Algoritmos. Prof. Dr. Bruno Moreno

Fundamentos de Lógica e Algoritmos Aula 2.3 Introdução a Algoritmos Prof. Dr. Bruno Moreno bruno.moreno@ifrn.edu.br

Introdução Um algoritmo é um esquema lógico que permite resolver um problema; Pode ser implementado com qualquer sequência de valores ou objetos e de acordo com regras pré-estabelecidas usando um conjunto de códigos Uma linguagem natural: português, inglês, espanhol; Uma notação gráfica: fluxogramas; Uma linguagem de programação: Python, Java, Pascal, C 4

Introdução Exemplo: definir um algoritmo em linguagem natural para o problema acender a luz : Se a luz estiver acesa, o problema já está resolvido. Se a luz não estiver acesa, aperte o botão para ligá-la. Se a lâmpada ligar: o problema resolvido! Senão, veja se a mesma está bem enroscada no bocal. Se a lâmpada estiver perfeitamente enroscada, verifique se a mesma está queimada ou quebrada. Se a lâmpada estiver queimada ou quebrada, compre outra lâmpada. Se a lâmpada não estiver queimada nem quebrada, troque o bocal da lâmpada. Se a lâmpada não estiver bem enroscada no bocal, enrosque-a e aperte o botão para ligá-la. Se a lâmpada ligar, temos o problema resolvido. Se a lâmpada não ligar, troque o bocal da lâmpada. 5

Introdução O algoritmo acender a lâmpada pode ficar mais legível se organizarmos em categorias de comandos : 1. Se a luz estiver acesa, o problema já está resolvido. 2. Se a luz não estiver acesa, aperte o botão para ligá-la. 2.1. Se a lâmpada ligar: o problema resolvido! 2.2. Senão, veja se a mesma está bem enroscada no bocal. 2.3. Se a lâmpada estiver perfeitamente enroscada, verifique se a mesma está queimada ou quebrada. 2.3.1. Se a lâmpada estiver queimada ou quebrada, compre outra lâmpada. 2.3.2. Se a lâmpada não estiver queimada nem quebrada, troque o bocal da lâmpada. 2.4. Se a lâmpada não estiver bem enroscada no bocal, enrosque-a e aperte o botão para ligá-la. 2.4.1. Se a lâmpada ligar, temos o problema resolvido. 2.4.2. Se a lâmpada não ligar, troque o bocal da lâmpada. 6

Introdução O algoritmo acender a lâmpada pode, ainda, ser representado utilizando uma notação gráfica Notação comumente utilizada para isso: fluxogramas; Nessa notação, losangos representam pontos de decisão e retângulos representam estados DECISÃO INSTRUÇÃO / PROCESSAMENTO / ESTADO INÍCIO (PONTO DE PARTIDA) FIM (PONTO DE PARADA) 7

Introdução Fluxograma do algoritmo acender a lâmpada : Enrosque a lâmpada Obtém estado da lâmpada Lâmpada está acesa? NÃO NÃO SIM Troque o bocal Lâmpada bem enroscada? SIM NÃO Lâmpada danificada? SIM Troque a lâmpada 8

Introdução Fluxograma do algoritmo acender a lâmpada : Esse é o único fluxograma correto? NÃO Enrosque a lâmpada RegraObtém básica estado de algoritmos: Lâmpada da lâmpada está acesa? NÃO Lâmpada bem enroscada? Diversos algoritmos podem resolver o mesmo problema; Um algoritmo pode resolver o problema melhor SIM do que SIM outro Resolução melhor: mais rápida, utilizanão menos recursos, Lâmpada Troque o bocal menos informações; danificada? Pessoas diferentes podem implementar algoritmos SIM diferentes; Troque a lâmpada 9

Introdução Utilizamos algoritmos em diversas situações de nossas vidas... 10

Introdução Um programa de computador é desenvolvido por meio de algoritmos; Para desenvolver um algoritmo que será implementado em um computador precisamos, antes, pensá-lo em nossa própria língua Precisamos montar um esquema mental da lógica que o algoritmo implementará; O esquema mental construído evitará ou diminuirá erros; 13

Introdução Construir uma boa lógica (um bom esquema mental) envolve rabisco de ideias 14

Introdução Para implementar um algoritmo, utiliza-se uma linguagem de programação; Linguagem humana: Se expressão for verdade, acontece isto, senão, aquilo Python if expressao: declarações aqui else: declarações aqui Java if(expressao){ declarações aqui; }else{ declarações aqui; } 15

Níveis de Linguagens Python, Java, C são linguagens consideradas de alto nível É mais fácil programar utilizando-as do que utilizando zeros e uns; Seria muito trabalhoso lidar com dados de computador bit-a-bit (linguagem de máquina); Linguagem binária que representam operações e operandos usados no processamento do programa. 16

Níveis de Linguagens Para um ser humano, a linguagem de máquina é muito difícil de se compreender; Assim, surgiu a linguagem de montagem (assembly) Representada por comandos que reproduz as tarefas que a serem executadas pelo computador; 17

Níveis de Linguagens Com a linguagem de montagem o nível de abstração era maior É mais alto nível: mais próxima da compreensão do programador; Menor complexidade do que linguagem de máquina; O conceito de linguagens de programação surgiu, exatamente, com o objetivo de criar linguagens mais alto nível. 18

Níveis de Linguagens Existem, portanto, linguagens de baixo nível e de alto nível; Linguagens de Baixo Nível: Tratam a informação na linguagem de máquina; Linguagens de Alto Nível: São linguagens mais próximas do entendimento de um ser humano; Precisam ser convertidas para linguagem de máquina. 19

Linguagens de Programação Assim como as linguagens naturais, linguagens de programação possuem sintaxe própria (regras); A sintaxe de cada linguagem deve ser respeitada e aprendida pelo programador que deseja utilizar a linguagem em seus programas; No entanto, não é necessário que o programador aprenda todas as diversas linguagens disponíveis no mercado; Cada linguagem é recomendada para determinadas aplicações; Com o aprendizado de lógica, o aluno entenderá os conceitos básicos da programação e poderá com menor ou maior dificuldade, dependendo da linguagem escolhida, aprender a linguagem que quiser. 20

Algoritmos As linguagens de programação tratam os dados de um computador através do uso de algoritmos; Um algoritmo é uma estruturação passo-apasso de como um determinado problema deve ser resolvido de forma não-ambígua; 21

Algoritmos Um algoritmo pode ser visto como a receita do bolo e o bolo como o programa 22

Algoritmos A lógica que aprendemos até aqui, será utilizada explicitamente e implicitamente para estruturar os algoritmos que construiremos. 23

Algoritmos Antes de estruturar o algoritmo de forma lógica, deve-se saber o que se segue: Qual o tipo de problema proposto; Quais informações serão manipuladas; Quais passos serão efetuados para atingir-se um fim específico. 24

Exemplos de Algoritmos Algoritmo sobre tomar banho : 1. Tirar a roupa 2. Abrir o registro 3. Ensaboar-se 4. Enxaguar o corpo 5. Passar shampoo nos cabelos 6. Enxaguar o cabelo 7. Fechar o registro 25

Representação de Algoritmos Formas de representação mais utilizadas Linguagem Natural ou Descrição Narrativa; Fluxograma; Pseudocódigo. 26

Linguagem Natural / Descrição Algoritmo Trocar pneu de carro 1. Afrouxar ligeiramente as porcas; 2. Suspender o carro; 3. Retirar as porcas e o pneu; 4. Colocar o pneu reserva; 5. Apertar as porcas; 6. Abaixar o carro; 7. Dar o aperto final nas porcas. 28

Linguagem Natural / Descrição Algoritmo Calcular média de aluno 1. Obter duas notas do aluno; 2. Realizar a soma das duas notas; 3. Dividir o resultado por dois; 4. Exibir a média do aluno. 29

Fluxograma Algoritmo Calcular média de aluno Obter as 2 notas Calcular média Exibir Média 31

Fluxograma Algoritmo Avaliar se aluno está aprovado Obter as 2 notas Aluno aprovado Calcular média SIM Média é maior ou igual a 60? NÃO Exibir Média Aluno reprovado 32

Pseudocódigo Forma intermediária entre a linguagem natural e a linguagem de programação de alto nível; Utiliza uma linguagem simples, sendo uma forma genérica de se resolver um problema; O mais conhecido PORTUGOL Nós não aprenderemos portugol em sala de aula, mas sim uma linguagem de programação Python! 34

Algoritmo da Amizade Sheldon Cooper https://www.youtube.com/watch?v=mqd-ozki7cu 35

Algoritmo da Amizade Sheldon Cooper 36

Exercícios Exercícios a serem apresentados (no papel) ao professor na próxima sexta (01/09). 1- Crie a sua versão do Algoritmo da Amizade Esse algoritmo deve ser criado no formato de fluxograma; 2- Crie a sua versão do algoritmo para trocar o pneu do carro Crie a em linguagem narrativa e em fluxograma; 3- Crie um algoritmo que ajuda um aluno a pegar um ônibus Crie a em linguagem narrativa e em fluxograma; 37