Computação e Programação

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Instituto Superior Técnico, Dep. de Engenharia Mecânica - ACCAII

Aula Teórica 4

Computação e Programação

MEMec - LEAN 1º Semestre 2010-2011

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

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José Borges Computação e Programação 2010/2011 3

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

Alinhamento da AT 4

Programa de Computador

“Um programa de computador é uma colecção de instruções que descreve uma tarefaa ser realizada por um computador.

O termo pode ser uma referência ao código fonte, escrito em alguma linguagem de programação, ou ao arquivo que contém a forma executáveldeste código fonte.”

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José Borges Computação e Programação 2010/2011

Construção de programas

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Consiste dodesenho da lógica que resolve um problema e sua codificaçãonum ambiente computacional, segue umprocesso de desenvolvimento,

segundo uma estratégia de problem-solving, por exemplo a abordagem Top-Down.

Abordagem Top – Down

• Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em sub-problemas, até à decomposição em tarefas elementares

• Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes,com entradase saídas. As comunicaçõesentre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível Problema Sub-problemas Tarefas T o p -D o w n

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Abordagem Top – Down

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• Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em sub-problemas, até à decomposição em tarefas elementares

• Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes,com entradase saídas. As comunicaçõesentre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível

• Esta abordagem permiteabstrair do funcionamento interno dos processos, focando só no resultado, i.e. na informação que é transmitida entre processos/níveis

• Dá origem à Programação Modular

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

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Actividades de teste a programas

• Actividades

• Testar: comparação com casos bem sucedidos para

identificar eventuais faltas que possam estar na origem das falhas

• Depurar: corrigir e remover as faltas

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Definição de “Casos de Teste”

• Objectivos para definição de “Casos de Teste”: • Verificação– o programa está de acordo com a

especificação (construímos bem o produto?)

• Validação– o programa está de acordo com as expectativas do cliente (construímos o esperado?)

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Tipos de erros

• Erros típicos: • Lógicos • Sintaxe • Execução 11

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

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Processo de desenvolvimento

• O desenvolvimento de programas é um processo

iterativo que tem como produto final o programae engloba uma série de etapas que envolvem

actividades, restriçõese recursos. (Normas ISO 12207)

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Processo de desenvolvimento

• O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem

actividades, restrições e recursos.

Problema

Actividades

Programa

Restrições

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Processo de desenvolvimento

15 Problema Actividades Programa Restrições - Cliente - Professor - Patrão - Pessoal Recursos

Processo de desenvolvimento

Problema Actividades Programa Restrições - Análise - Algoritmo - Codificação - Testes - Manutenção Recursos

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Processo de desenvolvimento

17 Problema Actividades Programa Restrições - Humanos - Hardware - Software -Tempo - Custo Recursos

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

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Workflow

Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

Contexto do problema

1. Contexto do problema

2. Análise / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. Algoritmo e testes 5. Codificação 6. Testes e validação 7. Produção / manutenção Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Análise / Esquema de processamento

1. Definição do problema

Algoritmo e testes

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Codificação, testes e validação

Produção / manutenção

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O “Processo de Desenvolvimento”

1. Contexto do problema

Documentação

- Componente essencial no processo de concepção de programas

- Deve acompanhar todas as etapas do desenvolvimento de produto - Características - “Simples” - Completa - Estrutura (possível) - Manual do Utilizador - Manual do Programador

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• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

Alinhamento da AT 4

1. Identificação do contexto do problema e

objectivos do programa que o resolve

Definição do problema

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Análise

29 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

Problema

2.1 Entradas 2.1 Saídas 2.2 Especificações Requisitos 2.3 Métodos de Processamento

Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas • Saídas Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas

• Saídas

2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais

• Caracterização elementar do problema

• Necessidades de utilizadores e clientes

Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas • Saídas

2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais • Caracterização elementar do problema

• Necessidades de utilizadores e clientes

2.3 Descrição/definição detalhada de: • Métodos de processamento(Matemáticos)

• Fluxosde dados Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Desenvolvimento do algoritmo

3.1 Abordagem Top-Down 33 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK Problema

Desenvolvimento do algoritmo

3.1 Abordagem Top-Down

3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Desenvolvimento do algoritmo

3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver

3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de

pseudo-códigoescrito na linguagem natural do programador 35 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

Desenvolvimento do algoritmo

3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver

3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de

pseudo-código escrito na linguagem

natural do programador Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK

OK Objectivo: Plano de tarefas que pode ser facilmente

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Testes ao algoritmo

4. Teste do Algoritmo nas várias opções definidas em termos de:

i.Análise de Requisitos Funcionais

ii.Pares Entrada / Saída

Testes ao algoritmo

4. Teste do Algoritmo nas várias opções definidas em termos de:

i.Análise de Requisitos Funcionais

ii.Pares Entrada / Saída

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Testes ao algoritmo

4.1 Caso se verifiquem Erros Lógicos: • Processo regressa à fase de Análise • Procurar eventuais inconsistências ao

longo do fluxo: Análise → Algoritmo

Testes ao algoritmo

4.2 Caso nãose verifiquem Erros Lógicos: • Processo segue para a Codificação

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Codificação

5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação 41 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

Codificação

5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação 5.2 Paradigmas da linguagem:

• Linguagens Compiladas: C++_{, Fortran}

• Linguagens Interpretadas: Matlab

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Codificação

5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação 5.2 Paradigmas da linguagem:

• Linguagens Compiladas: C++_{, Fortran}

• Linguagens Interpretadas: Matlab

5.3 Depuração de Erros Sintácticos

Testes ao programa

6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de:

i. Análise de Requisitos Funcionais

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Testes ao programa

ii. Pares Entrada / Saída

6.2 Comparaçãocom resultados analíticos / teóricos/ experimentais, ou

resultantes de programas similares

Testes ao programa

6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou

resultantes de programas similares 6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up

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Testes ao programa

6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou

resultantes de programas similares 6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up

Objectivos: Depurar Erros Lógicos e/ou de Execução

Testes ao programa

6.4 Caso se verifiquem Erros:

• Processo regressa à fase de Análise • Procurar eventuais inconsistências ao

longo do fluxo:

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José Borges Computação e Programação 2010/2011 OK

Testes ao programa

49 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK

6.5 Caso nãose verifiquem Erros: • Processo segue para Produção

Produção / Manutenção

7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o

Programaé conforme com: • Objectivos do problema • Requisitos funcionais Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Produção / Manutenção

7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com:

• Objectivos do problema

• Requisitos funcionais

7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações 51 Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

Produção / Manutenção

7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações

7.3 As componentes de códigoresultantes podem ser reutilizadasna solução de outros problemas Testes Codificação Problema Produção Algoritmo Análise Testes OK OK

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Produção / Manutenção

7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações

7.3 As componentes de código resultantes podem ser reutilizadas na solução de outros problemas

7.4 É produzida uma versão standalone

Referências

• Capítulo 3 de Essential MATLAB for Engineers and Scientists, Brian Hahn e Dan Valentine (2007) Elsevier.

• Secção 2.1 de Matlab: A Practical Introduction to Programming

and Problem Solving, Stormy Attaway (2009) Elsevier.