aula2-IntroducaoAlgoritmoItana

Processamento da Informação

Processamento da Informação

Introdução a Algoritmos

Introdução a Algoritmos

SUMÁRIO •

Lógica;

Lógica de Programação;

_Algoritmo;

_{Pseudolinguagem;}

_Comandos;

Leituras Sugeridas;

Algoritmo: Uma seqüência finita de instruções,

ordenada de forma lógica para a resolução de uma determinada tarefa ou problema

Um algoritmo fixa um padrão de comportamento a ser seguido, uma norma de execução, com o objetivo

de resolver um determinado problema

• _{No dia-a-dia, entendemos a palavra lógica como:} Algo que é coerente, óbvio, correto

Lógica  Logos + Ica

Razão _Ciência

•_{Estuda o raciocínio/pensamento humano;} •_{Estudo de argumentos.}

•_{Argumento é uma seqüência de enunciados, na qual um dos}

enunciados é a conclusão, derivado a partir dos outros enunciados premissas.

Todos os peixes vivem na água. (premissa1) Golfinhos são peixes. (premissa 2)

.·. Golfinhos vivem na água. (conclusão)

Todos os peixes vivem na água. (premissa1) Golfinhos são peixes. (premissa 2)

.·. Golfinhos vivem na água. (conclusão)

Tanto a forma de argumento quando a conclusão são verdadeiras, apesar de esta última ter sido deduzida a partir de uma premissa falsa ("golfinhos são peixes").

Todas as baleias são mamíferos. (premissa 1) Alguns animais são baleias. (premissa 2)

Logo, alguns animais são mamíferos. (conclusão)

Raciocínio certo, baseado em premissas corretas SILOGISMO - ARISTÓTELES

 Lógica de programação está relacionada ao raciocínio que precisamos desenvolver para resolver um problema cuja solução deverá ser implementada em um computador.

 _{Encadear pensamentos para atingir} determinado objetivo.

Como pensar como programadores??

 _{A habilidade mais importante para um} cientista da computação é a solução de problemas;

 A solução de problemas é a habilidade de formular questões, pensar criativamente sobre soluções possíveis e expressar uma solução de forma clara e precisa;

 E aprender a programar é uma excelente oportunidade de praticar as habilidades da solução de problemas.

 _{Exemplos de problemas:}

 Diagnosticar a doença de um paciente que descreva os seus sintomas, e medicá-lo

 _{Criar um sistema de informação que permita} gerir as entradas/saídas (cargas/descargas) de navios em um porto marítimo

 _{Desenvolver um programa para controle da} movimentação de um robô

Um algoritmo é uma forma de representar a

solução de um problema através de uma seqüência de passos

Um algoritmo é uma forma de representar a solução de um problema através de uma

seqüência de passos

 São exemplos de algoritmos:  Receitas de bolos

 _{Manuais técnicos}

 _{Guias de montagem}

 Programas de computadores

Ingredientes:

_{5 ovos}

250 gramas de margarina cremosa _{2 xícaras (chá) de açúcar}

_{1 xícara (chá) de farinha de trigo} _{1 xícara (chá) de chocolate}

200 gramas de côco ralado _{1 copo de leite}

_{1 colher (sopa) de fermento}

Modo de Preparo:

 _{Bata a margarina, as gemas e o açúcar até ficar}

cremoso

 _{Junte o leite, o côco e a farinha e continue}

batendo

 _{Acrescente o fermento e, por último, as claras em}

neve

 _{Unte uma forma com manteiga e leve ao forno}

para assar

Escreva um algoritmo para realizar a troca de uma lâmpada

• _{Pegar uma escada}

• _{Posicionar a escada embaixo da} lâmpada

• _{Buscar uma lâmpada nova} • _{Subir na escada}

• _{Retirar a lâmpada velha} • _{Colocar a lâmpada nova}

E se a lâmpada não estiver queimada?

1. Acionar o interruptor

2. Se a lâmpada não acender, então _{Pegar uma escada}

_{Posicionar a escada embaixo da}

lâmpada

_{Buscar uma lâmpada nova} _{Subir na escada}

_{Retirar a lâmpada queimada} _{Colocar a lâmpada nova}

 _{Pode haver vários algoritmos para} resolver um mesmo problema

 Afinal, cada pessoa pensa e age de forma diferente

O desenvolvimento de algoritmos é

um exercício de

Criatividade

Diferentes algoritmos podem estar corretos, se levarem ao alcance do objetivo final

Entretanto, deve-se procurar desenvolver algoritmos que resolvam o

problema com menos

esforço e maior objetividade

Instrução/Comando: São frases que indicam as ações a serem executadas. São compostas de um verbo no imperativo, ou no infinitivo, mais um complemento.

Por exemplo:

_{Bata (Bater) duas claras em neve} Ligue (Ligar) os faróis

_{Some (Somar) dois números}

Imprima (Imprimir) resultado da soma

• _{Identificar o problema (objetivo)}

mediante leitura atenta de seu enunciado (entendimento)

• _{Identificar no enunciado os dados a}

serem fornecidos para o algoritmo (entrada de dados)

• _{Identificar os resultados que devem ser}

gerados na solução (saída de dados)

• _{Determinar o que deve ser feito para}

transformar as entradas nas saídas desejadas

(processamento)

O que preciso? (Entrada) Como chegar ao que quero (Processa-mento) O que quero? (Saída)

Escreva um algoritmo para somar dois números quaisquer

1. Leia o número X 2. Leia o número Y 3. Some X e Y

4. Mostre o resultado da soma

ALGORITMO – EXERCÍCIO

Entrada

Processamento

Saída

Número X

Número Y Somar X e Y

Resultado da soma

Um lobo, uma cabra e uma couve têm de atravessar um rio num barco que transporta um de cada vez, incluindo o barqueiro. Como é que o barqueiro os levará para o outro lado de forma que a cabra não coma a couve e o lobo não coma a cabra?

Eram dois homens que iam por um caminho. Um levava 8 litros de vinho em um garrafão e o outro levava 8 litros de vinho em dois garrafões, um com cinco litros e um com três. Beberam o vinho do garrafão maior, de 8 litros, e agora querem dividir os 8 litros de vinho restante igualmente, para que nenhum dos dois carregue mais peso do que o outro. Entretanto, eles só podem usar como medida, os próprios garrafões: um de 8 litros, um de 5 e um de 3. Como fazer?

Formalizar a

escrita de

algoritmos

Escrita na forma de

pseudocódigo

Quando da definição de

uma linguagem,

precisamos definir:

 _{Sua sintaxe: como}

escrever os comandos e seus componentes (tipos, variáveis, etc)  _{Sua semântica: o} significado de cada comando e conceito  Inicialmente veremos:  _Tipos  Constantes e Variáveis  _{Comando de declaração}  Comando de atribuição  _{Comandos de entrada e} de saída  _{Bloco de execução} seqüencial PSEUDOLINGUAGEM

Na Matemática: As informações são classificadas em conjuntos. Por exemplo:

 _{N = {0, 1, 2, 3, ...}}

 R = {..., -1000, ..., -0,7. ..., 6, .... 400, ....}

Na Computação: As informações são geralmente agrupadas nos seguintes tipos:

 Inteiro  _Real  _Caracter  String  _Lógico PSEUDOLINGUAGEM

 Inteiro: Toda e qualquer informação numérica que pertence ao conjunto dos números inteiros (Z)

 Pode assumir os valores nulo, positivo ou negativo

 Exemplos: 15, 0, 20, 4434

 _{Real: Toda e qualquer informação numérica que} pertence ao conjunto dos números reais (R)

 _{Exemplos: -234.4, 45, 98, 45}

PSEUDOLINGUAGEM

 Caracter: Toda e qualquer informação composta por um único caracter numérico (0,1,..,9), alfanumérico (A,B,..,Z,a,b,..,z) ou especial (@,#,!,...)

 Exemplos: ‘D’, ‘@’, ‘1’

 _{String: Toda e qualquer informação composta} por um conjunto de caracteres numéricos (0,1,..,9), alfanuméricos (A,B,..,Z,a,b,..,z) ou especiais (@,#,!,...)

 Exemplos: “Não pise na grama”, “José da Silva”

PSEUDOLINGUAGEM

 _{Lógico: Toda e qualquer informação que pode} assumir apenas os valores: verdadeiro (1) ou falso (0)

 _{Exemplos: true, false}

PSEUDOLINGUAGEM

Em programas computacionais precisamos armazenar informações para utilizarmos durante a execução do programa Armário  Memória do computador 3000:B712 2000:12EC PSEUDOLINGUAGEM - VARIÁVEIS

As linguagens de programação permitem que os usuário atribuam nomes para as posições de memória da máquina Armário  Memória do computador nome idade nacionalidade profissao PSEUDOLINGUAGEM - VARIÁVEIS

Uma variável é um endereço da memória de acesso randômico (RAM), representada por um nome (rótulo), criado pelo usuário, cujo conteúdo pode se alterar no decorrer do programa

nome

 _{Uma variável é composta por dois elementos:}

 _{Identificador: nome dado pelo programador à} variável

 Conteúdo: valor atual da variável

nome idade nacionalidade profissao Maria Carla nome Identificador 17 idade Identificador brasileira nacionalidade Identificador estudante profissao

Identificador _{apenas UM valor por vez} Uma variável assume

 _{O primeiro caracter deve ser uma letra}

 _{Pode ser seguido de mais caracteres alfabéticos ou}

numéricos

 _{Não devem ser usados caracteres especiais (#,@,}

%,?)

 _{Não pode haver espaços em branco entre os}

caracteres

 Os nomes dos identificadores não podem ser os

mesmos das palavras reservadas da linguagem de programação

 Os nomes escolhidos devem ser explicativos do seu

conteúdo

 _{Exemplos de identificadores válidos: alpha,} notas, FGTS, K7

 _{Exemplos de identificadores inválidos: 6X,} E(13), a:B, awq&

Um dado que não sofre alteração no

transcorrer do tempo nAval

PI

3,14...



302.453

CPF

Seu valor não é alterado

desde o início até o fim da

execução do algoritmo

 O comando de declaração cria uma variável ou constante

 _{Quando se declara/cria uma variável é feita} uma reserva de uma área da memória RAM, que irá receber o nome do identificador da variável

 Para se criar uma variável é necessário dizer de qual tipo ela será

 Em pseudocódigo uma variável é declarada, e portanto, criada, através da seguinte sintaxe:

<tipo>: <nome_Da_Variavel> inteiro: <nome_Da_Variavel>; real: <nome_Da_Variavel>; caracter: <nome_Da_Variavel>; string: <nome_Da_Variavel>; logico: <nome_Da_Variavel>;

Exemplos de declaração de variáveis: inteiro: x1;

real: a,b;

caracter: letra;

string: nome, frase; logico: tem; 10 10,4 “Olá”

x1

Tipo inteiro

 _{Comando de atribuição é o comando que indica o} que a variável vai receber em seu conteúdo em determinado momento

 Para colocar/atribuir um valor em uma variável é usado o comando de atribuição:

<nome_Da_Variavel>  <Valor_Da_Variavel>; Sua sintaxe é: 10.6 soma Verde cor real: soma; soma  10.6; string: cor; cor  “Verde”; COMANDO DE ATRIBUIÇÃO

Como podemos calcular expressões matemáticas em

pseudo-código

 _{Com o uso de:}  _Variáveis  _Operadores  Parênteses  _{Chamadas de métodos} EXPRESSÕES MATEMÁTICAS

+

_{( ) >}

Operadores são elementos que possibilitam a manipulação de dados

Analisaremos os seguintes operadores:  Aritméticos

 _Relacionais  _Lógicos

Operadores podem ser:

trabalhando com dois operandos

a + b a / b a >= b NOT TEM

Operadores aritméticos são símbolos que

representam as operações básicas da

Matemática

Para representar as operações de radiciação, potenciação e resto da divisão inteira usaremos as palavras rad, pot e mod

pot(2,3)=23 Potenciação pot(X,Y) mod rad(X) Operador 9 mod 4 = 1 Resto da divisão inteira

rad(9)= Radiciação Exemplos Operação 9 9 4 2

1

*, /, mod 3ª pot, rad 2ª 4ª 1ª Prioridade +,

-parênteses mais internos Operadores

*, /, mod 3ª pot, rad 2ª 4ª 1ª Prioridade +, -parênteses mais internos Operadores

Álgebra:

y=pr mod q+

w

x

−

y

y=p∗r mod q+w / x − y

prioridade), devemos resolver da esquerda para a direita,

conforme a seqüência na expressão

OPERADORES ARITMÉTICOS - PRIORIDADE

Álgebra:

y

=

a



b



c



d



e

/

5

y=  a+b+c+d+e/ 5 ;

Operadores _{Para alterar a prioridade}

dos operadores, usamos parênteses. Eles têm

precedência sobre qualquer outro operador

OPERADORES ARITMÉTICOS - PRIORIDADE

Operadores relacionais são utilizados para realizar comparações entre dois valores do mesmo tipo primitivo

5>=3, X>=Y Maior ou igual a >= 5<=3, X<=Y Menor ou igual a <= <> < > = Operador 3<6,X<Y Menor que 5>4,X>Y Maior que 8<>9,X<>Y Diferente a 3=3, X=X Igual a Exemplos Operação

Operadores relacionais sempre

retornam valores lógicos

Na resolução de expressões relacionais, as

operações guardam uma hierarquia entre si

2ª 1ª Prioridade <, <=, >, >= =, <> Operadores

Proposição = enunciado declarativo, que pode assumir um valor verdade (Verdadeiro ou Falso)

 O Brasil é signatário do protocolo de Kioto  _{Amsterdã é a capital da Áustria}

Frases que podem expressar proposições: – _{Sentenças declarativas afirmativas}

 A Lua é o único satélite natural do planeta Terra

 _{Recife é capital do Ceará}

proposição (V)

proposição (F)

Frases que NÃO expressam proposições – Sentenças interrogativas

 Que horas são?

– _{Sentenças exclamativas}  _{Feliz Ano Novo!}

 _{Parece que não sei} – Sentenças imperativas

 Pare!

 Não falte à aula

 _{Proposições compostas: geradas a partir da} combinação de várias proposições, através do uso de conectivos lógicos

 Conectivos Lógicos:  e: ٨

 ou:٧  Não: ~

 _{Exemplo: Se chover e relampejar, eu fico em casa}  Quando eu fico em casa?

 _{p: Está chovendo}

 _{q: Está relampejando}  p e q  p  q

 _{Exemplo: Se acabar café ou acabar o açúcar, irei} ao mercado

 Quando irei ao mercado?  p: Acabou o café

 _{q: Acabou o açúcar}  p ou q  p  q

Exemplo:

 p: O Sol é uma estrela

 _{~p: O Sol NÃO é uma estrela (Não é verdade} que o Sol é uma estrela)

Na resolução de expressões lógicas, as operações guardam uma hierarquia entre si

e 2ª 3ª 1ª Prioridade não ou

Operadores Em caso de empate (operadores na mesma prioridade), devemos resolver da esquerda para a direita, conforme a seqüência na expressão p  q  r ~t  s 1 2 3 4

operadores relacionais 3ª operadores aritméticos 2ª 4ª 1ª Prioridade parênteses internos operadores lógicos Operadores pot(2,4) <> 4+2  2+3*5/3 mod 5 < 0 OPERADORES – PRIORIDADE 16 <> 6  2+15/3 mod 5 < 0 16 <> 6  2+5 mod 5 < 0 16 <> 6  2+0 < 0 16 <> 6  2 < 0 16 <> 6  2 < 0 V  F V

Comandos de entrada permitem que dados sejam inseridos no algoritmo. Sua sintaxe é:

leia (<lista_de_identificadores>);

leia (a,b,nome);

leia (nota,num);

leia (rg);

variáveis nas quais estão

armazenados os valores de entrada

Comandos de saída permitem que dados seja passados do algoritmo para outros dispositivos. Sua sintaxe é:

escreva(<lista_de_identificadores>);

escreva (media,n1);

escreva (soma);

Exemplos: Corresponde ao _{nome das}

variáveis/constant es a serem enviadas a um dispositivo de saída COMANDOS DE SAÍDA

 Bloco de execução é um conjunto de ações que possui uma função bem definida

 _{O início de um bloco é marcado pela palavra}

início

 _{O fim de um bloco é marcado pela palavra fim} início

<declaração de variáveis> <comandos>

fim

O próprio algoritmo é um bloco de execução. A sintaxe da definição do bloco de um algoritmo é:

Algoritmo <NomeDoAlgoritmo>

início

<declaração de variáveis>

<comandos>

fimalgoritmo.

LEITURAS SUGERIDAS

http://www.inf.pucrs.br/~debora/aa/ftp/tvs.html (visitado

em 05/02/2007)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Silogismo (visitado em

05/02/2007)

FORBELLONE, A. L. V.; EBERSPACHER, H. F., Lógica de Programação – A Construção de Algoritmos e Estruturas de Dados, Prentice Hall, 2005

http://java.sun.com/docs/books/tutorial/java/javaOO/met hods.html