Algoritmos Introdução. Thiago Leite e Francisco Barretto

(1)

Algoritmos Introdução

Thiago Leite e Francisco Barretto thiago.leite@udf.edu.br

francisco.barretto@udf.edu.br

(2)

Bibliografia

•

MANZANO, José

Augusto; OLIVEIRA, Jayr Figueiredo de.

Algoritmos: Lógica

para Desenvolvimento de Programação de

Computadores. 17ª Edição. São Paulo:

Editora Erica, 2005.

(3)

Bibliografia

•

FEOFILOFF, Paulo.

Algorítimos em

linguagem C. Rio de

Janeiro: Elsevier, 2009. xv, 208 p. ISBN

9788535232493.

(4)

Bibliografia

•

MEDINA, Marco;

FERTING, Cristina.

Algoritmos e

programação: teoria e prática. São Paulo:

Novatec Editora, 2006.

(5)

Bibliografia

•

ASCENCIO, Ana Fernanda Gomes;

CAMPOS, Edilene

Aparecida Veneruchi de.

Fundamentos da Programação de Computadores. 3ª Edição. São Paulo:

Pearson, 2012.

(6)

Ementa

1.Introdução

2.Estruturas de decisão 3.Estruturas de repetição 4.Estruturas de dados

5.Sub-rotinas

(7)

Avaliação

• Seis exercícios individuais em sala (1 ponto cada)

• Datas a serem definidas

• Prova Regimental Integralizada (5 pontos)

•

Não há arredondamento de notas

(8)

Presença em Sala de Aula

• Limite de 20 faltas

• 4 faltas por dia de aula (aulas duplas)

•

Presença do aluno será cobrada

(9)

Introdução

• Como um computador realiza suas atividades?

• pessoas “programam” os computadores

• computadores apenas processam

(10)

Introdução

• O computador é composto de duas partes diferentes

• hardware - partes físicas que realizam o processamento

• software - composto pelos programas

que “sabem” como os dados devem ser

processados

(11)

Introdução

• Para criar programas é necessário utilizar uma linguagem que o computador

compreenda

• Linguagem de Programação

(12)

Níveis das Linguagens de

Programação

(13)

Introdução

• Para o desenvolvimento de um programa é necessário

• Análise do problema

• Algoritmo que resolva o problema

• Codificação na linguagem de

programação

(14)

Introdução

•

O que é um Algoritmo?

•

“(...) sequência de passos que visa garantir um objetivo bem definido.”

•

“(...) descrição de uma sequência de passos que deve ser seguida para a realização de uma

tarefa.”

•

“(...) sequência finita de instruções ou

operações cuja execução, em tempo finito, resolve um problema computacional”

(15)

Introdução

• No dia-a-dia nós mesmos realizamos algoritmos

• Somar três números

(16)

Introdução

• Algoritmo para somar três números

• Passo 1 - receber os três números

• Passo 2 - somar os três números

• Passo 3 - apresentar o resultado obtido

(17)

Introdução

• E como seria um Algoritmo para fazer um

sanduíche?

(18)

Introdução

•

Algoritmo para fazer um sanduíche

•

Passo 1 - Pegar o pão

•

Passo 2 - Cortar o pão ao meio

•

Passo 3 - Pegar a maionese

•

Passo 4 - Passar a maionese no pão

•

Passo 5 - Pegar o alface

•

Passo 6 - Colocar o alface no pão

•

Passo 7 - Pegar o hambúrguer

•

Passo 8 - Fritar o hambúrguer

•

Passo 9 - Colocar o hambúrguer no pão

(19)

Introdução

• Algoritmo para trocar uma lâmpada?

• Algoritmo para ir para a faculdade?

• Algoritmo para sacar no banco 24 horas?

• ^...

(20)

Introdução

• Mas os passos que realizaria são diferentes!

• por isso existem vários algoritmos que resolvem os mesmos problemas

• Exemplo: um algoritmo para calcular

(21)

Introdução

•

Como construir um algoritmo?

•

compreender o problema a ser resolvido

•

definir os dados de entrada

•

definir como será realizado o processamento e quais dados serão utilizados

•

definir os dados de saída

•

construir o algoritmo com o tipo mais adequado (tipos de algoritmos explicados a seguir)

•

testar o algoritmo utilizando simulações

(22)

Introdução

• Símbolos para o desenho de Algoritmos

• algoritmos são representados de diversas formas

• utilizamos símbolos para a representação

da lógica envolvida

(23)

Introdução

• Formas de representação de algoritmos

• Fluxogramas

• Diagrama de Bloco

(24)

Introdução

•

Fluxograma

•

representação do fluxo de execução utilizando poucos símbolos

•

foco na lógica, e não no desenvolvimento do programa

(25)

Introdução

• Diagrama de Blocos

• também denominado “diagrama de fluxo”

• representação utilizando diversos

símbolos em quaisquer níveis de detalhes

• foco no desenvolvimento do programa

(26)

Diagrama de Blocos

(27)

Símbolos Básicos

Símbolo Significado

Início ou fim de um fluxo de programa

Seta de fluxo de dados Processamento de dados

Entrada de dados Decisão

Entrada e saída de dados

(28)

Exemplo de um Algoritmo

(29)

Introdução

• ^Lógicas

• ^Linear

• Estruturada

• ^Modular

• Diagrama de Chapin

• Português Estruturado

(30)

Introdução

•

Lógica Linear

•

objetos organizados em um passo-a-passo simples

•

utilizada quando há recursos limitados

•

normalmente adotado na matemática

(31)

Introdução

•

Lógica Estruturada

•

^composto

principalmente de sequência, seleção e iteração.

•

geralmente utilizado no processamento eletrônico de dados

(32)

Lógica Estruturada

(33)

Introdução

•

Lógica Modular

•

desenvolver o código em partes

independentes,

chamados módulos

•

dividir o problema complexo em

problemas menores

(34)

Introdução

• Diagrama de Chapin

• Desenvolvido por Nassi e Shneiderman

• apresenta uma visão hierárquica e

estruturada do fluxo

(35)

Diagrama de Chapin

(36)

Português Estruturado

•

Português Estruturado

•

técnica narrativa utilizando de pseudocódigo, ou português estruturado

•

baseada na PDL (Program Design Language)

•

referência genérica ao desenvolvimento com uma linguagem de programação

•

se assemelha a uma linguagem de alto nível, porém não poderá ser compilada em um computador

(37)

Português Estruturado

(38)

Exercício

• Elaborar algoritmo necessário para o

cálculo se um aluno será aprovado ou não no UDF

• A partir da compreensão do algoritmo,

elaborar o diagrama de fluxo, diagrama de

chapin e em português estruturado

(39)

Introdução

• Tipos de informações

• ^dados

• ^instruções

(40)

Introdução

• Tipos de dados

• inteiros - números naturais

• ex: 0, 1, -56, 187

• reais - números reais

• ex: 0, 1.5, -45.987

(41)

Introdução

•

Tipos de dados (continuação)

•

caracteres (literal) - letras, símbolos e números em uma expressão

•

ex: “Ola Mundo!”

•

lógicos (booleano) - representa a

possibilidade de algo ser verdadeira ou falso

•

ex: falso, verdadeiro, false, true, 0, 1

(42)

Exercício sobre Tipos de Dados

X

XX X

(43)

Exercício sobre Tipos de Dados

X X X

(44)

Exercício sobre Tipos de Dados

XX X X

(45)

Exercício sobre Tipos de Dados

X

(46)

Introdução

•

Uso de variáveis

•

quando há dados a serem inconstantes, instáveis ou incertas

•

analogia com um conjunto de gavetas

•

cada gaveta pode armazenar apenas um tipo de dado

•

cada gaveta deve possuir um nome para organização

(47)

Representação da Memória do

Computador

(48)

Introdução

•

Regras para nomes de variáveis

•

poderão possuir um ou mais caracteres

•

o primeiro caracter deve ser, necessariamente, uma letra

•

o nome da variável não deverá possuir espaços

•

não poderá possuir o mesmo nome que uma instrução do programa (ex: variável “soma” e rotina “soma”)

•

não poderá possuir caracteres diferentes que números e letras

(49)

Introdução

• Nomes válidos de variáveis

• NomeUsuario

• ^Fone1

• ^Delta25

(50)

Introdução

• Nomes inválidos de variáveis

• Nome Usuario

• ^Fone#

• Escreva (considerando que “Escreva” seja

também o nome da instrução)

(51)

Exercício sobre Variáveis

X XX

X

(52)

Introdução

•

Uso de Constantes

•

quando há dados que são fixos e certos

•

^exemplo:

Resultado = Entrada * 1.23

•

1.23 é constante, então:

Fator = 1.23

Resultado = Entrada * Fator

(53)

Introdução

• Operadores Aritméticos

• variáveis e constantes podem ser

utilizadas para cálculos matemáticos

• apenas variáveis e constantes inteiras e reais podem ser utilizadas para cálculos

• operadores aritméticos podem ser

binários ou unários

(54)

Introdução

• Operadores aritméticos binários

• cálculo entre dois ou mais objetos. Ex:

multiplicação, divisão, adição e subtração

• Operadores aritméticos unários

• operação sobre um objeto. Ex:

manutenção do sinal ou inversão do sinal

(55)

Operadores Aritméticos

(56)

Introdução

• Expressão aritmética na matemática

X = { 43 . [ 55 : ( 30 + 2 ) ] }

• Expressão aritmética na computação

X <-‐ ( 43 * ( 55 / ( 30 + 2 ) ) )

(57)

Introdução

• Uso de operadores aritméticos

• Exemplo: cálculo da área de um círculo

• Algoritmo: Area = π * Raio

²

• Sendo π (Pi) com o valor de 3.14159

• Como escrever a mesma expressão na

computação?

(58)

Introdução

• Resposta:

Pi <-‐ 3.14159

Area <-‐ Pi * Raio 2

(59)

Introdução

• Converter a fórmula abaixo para o meio computacional

!

Area = Base . Altura

2

(60)

Introdução

• ^Resposta:

Area <-‐ (Base * Altura) / 2

(61)

Introdução

• Exercício: Desenvolva em Português

Estruturado o Algoritmo necessário para

cálculo da área de um círculo

(62)

Introdução

• Passos necessários ao algoritmo

1. Ler o valor para o raio em uma variável 2. Estabelecer o valor da constante Pi

3. Efetuar o cálculo da área

4. Apresentar o resultado do cálculo

(63)

Introdução

•

Diagrama de Blocos para o cálculo de área de um círculo

(64)

Introdução

•

Símbolos de entrada e saída em um diagrama de blocos

(65)

Cálculo Área Círculo

programa AREA_CALCULO var

A : real P : real R : real inicio

leia R

P <-‐ 3.14159 A <-‐ P * R 2 escreva A

fim

(66)

Introdução

• Exercício: cálculo do salário líquido de um

professor ao final do mês, considerando o

percentual de desconto do INSS

(67)

Introdução

•

Passos necessários ao algoritmo

1. estabelecer a leitura da variável HT (horas trabalhadas no mês) 2. estabelecer a leitura da variável VH (valor da hora aula)

3. estabelecer a leitura da variável PD (percentual de desconto) 4. calcular o salário bruto (SB), sendo esse a multiplicação das

variáveis HT e VH

5. calcular o total de desconto (TD) com base no PD divido por 100 6. calcular o salário líquido (SL), deduzindo o desconto do salário

bruto

7. apresentar os valores de SB e SL

(68)

Introdução

•

Diagrama de Blocos para o cálculo de salário

bruto e líquido de um professor

(69)

Cálculo Salário Professor

(70)

Introdução

•

Linguagem C

•

uso de propósito geral

•

linguagem estruturada e procedural

•

padronizada pela ANSI e ISO

•

criada em 1972 por

Dennis Ritchie no AT&T Bell Labs para desenvolver o sistema operacional Unix

(71)

Introdução

•

Linguagem C

•

foi inspirada na linguagem de programação B,

que foi uma versão reduzida da linguagem BCPL

•

permitiu o desenvolvimento de sistemas

operacionais em uma linguagem diferente do que Assembly

•

em 1983 a linguagem ficou conhecida como ANSI C

(72)

Exemplo de Código em Assembly x86

1. .486p

2. .model flat,STDCALL 3. include win32.inc

4. extrn MessageBoxA:PROC 5. extrn ExitProcess:PROC 6. .data

7. HelloWorld db "Hello, world!",0

8. msgTitle db "Hello world program", 0

9. .code 10.Start:

11. push MB_ICONQUESTION + MB_APPLMODAL + MB_OK

12. push offset msgTitle 13. push offset HelloWorld 14. push 0

15. call MessageBoxA 16. push 0

17. call ExitProcess 18.ends

19.end Start

(73)

Exemplo de Código em Linguagem C

/* Hello World program */

#include<stdio.h>

main() {

printf("Hello World");

}

(74)

Introdução

•

Símbolos apresentados no código

•

^{/* */}

•

comentários no código-fonte

•

texto não interpretado pelo compilador

•

#include<arquivo.h>

•

inclusão de arquivo externo

•

geralmente possui a definição de funções a serem utilizadas

(75)

Introdução

•

Símbolos apresentados no código

•

main () { … }

•

função inicial que será executada quando o programa for invocado

•

printf(…)

•

função para a impressão de dados na tela do usuário

•

^;

•

na finalização de toda instrução deverá haver um ponto e vírgula ( ; )

•

demarcação do término de uma instrução

(76)

Introdução

•

Principais tipos de dados em C

•

^int

•

valores numéricos inteiros

•

^char

•

1 byte para armazenar um caracter qualquer

•

^float

•

valores numéricos com ponto flutuante

•

^double

•

valores numéricos com ponto flutuante com o dobro da capacidade

(77)

Introdução

•

Exemplo de conversão de Português Estruturado para Linguagem C programa SOMA_NUMEROS

var

a, b, soma: inteiro inicio

a <-‐ 5 b <-‐ 3

soma <-‐ a + b

escreva “O valor da soma dos numeros e: “, soma fim

(78)

Introdução

• Exemplo de conversão de Português Estruturado para Linguagem C

#include <stdio.h>

main () {

int a, b, soma;

!

a = 5;

b = 3;

soma = a + b;

printf(“O valor da soma dos números é: %d”, soma);

}

(79)

Exercícios de Fixação

• Elaborar um programa que efetue a

apresentação do valor da conversão em

real (R$) de um valor lido em dólar (US$).

O programa deverá solicitar o valor da

cotação do dólar e também a quantidade

de dólares disponível para o usuário.

(80)

Exercícios de Fixação

• Elaborar um programa que calcule e apresente o volume de uma caixa

retangular, por meio da fórmula:

Volume <-‐ Comprimento * Largura * Altura

(81)

Algoritmos Introdução. Thiago Leite e Francisco Barretto