Conceitos Fundamentais de Algoritmos e Programação para iniciantes

1. Conceitos Fundamentais de Algoritmose Programação para iniciantes joa@deinfo.ufrpe.br REFERÊNCIA: Material dos Profs. Reinaldo Gomes (UFRPE) e Robson Fidalgo (UFPE) www.xiscanoe.org

2. Algoritmo Textual Informal • Modo de preparo: • Bata a margarina, as gemas e o açúcar até ficar cremoso • Junte o leite, o coco 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 Quão cremoso?!? Quanto tempo?!? De uma vez só?!? Quanto tempo?!?

3. Algoritmo Textual Informal Refinado • Modo de preparo: • Bata a margarina, as gemas e o açúcar por 15 minutos • Junte o leite, o coco e a farinha e continue batendo por mais 15 minutos • Acrescente 20 g de fermento e, por último, as claras em neve • Unte uma forma com manteiga e leve ao forno para assar por 30 minutos

4. Algoritmo Gráfico-Textual Informal • Montagem de um Aeromodelo • Material • Cola especial para plásticos • Estilete • Lixas finas • Durex ou fita crepe • Pregador de roupas, elásticos

5. Algoritmo Gráfico-Textual Informal • Identificação das peças

6. Algoritmo Gráfico-Textual Informal • Instruções • Leia e entenda as instruções antes de começar a montagem • Lave as peças com água e detergente. Na lavagem serão removidos desmoldantes e sujeiras, que dificultam a colagem e a pintura. Faça isto dentro de uma bacia, para evitar perder peças pequenas, que porventura se soltem • Encontre as peças que devem ser usadas na primeira parte da montagem (figura do slide anterior) • Lixe as peças com cuidado eliminando as rebarbas • ...

7. Algoritmo Textual Informal 2 • Troca de pneu “Abra o porta-mala e verifique se todos acessórios estão lá. Em caso negativo, feche o porta-malas e peça carona a alguém. Em caso positivo, retire o triângulo, posicione-o a cerca de 30 m do carro, e, depois, retire o estepe e o macaco. Levante o carro... “

8. Algoritmo Gráfico Informal • Troca de pneu

9. Abre porta-malas Acessórios OK? Pega triângulo Fecha porta-malas Algoritmo Gráfico Semi-formal • Troca de pneu (Fluxograma) Sim Não

10. Algoritmo Textual Formal • Troca de pneu abre(porta_malas) Se acessorio_ok = FALSO Então fecha(porta_malas) espera_carona() Senão pega_triangulo() ...

11. Algoritmo: Problemas Complexos • Problema da Torre de Hanói • Seja a seguinte situação: • deve-se mover todos os discos do primeiro eixo para o terceiro mantendo-se a ordem original • em cada movimento, pode-se mover apenas um disco • um disco nunca poderá ser sobreposto por outro maior

12. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 1: mova disco menor para terceiro eixo

13. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 2: mova disco médio para segundo eixo

14. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 3: mova disco menor para segundo eixo

15. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 4: mova disco maior para terceiro eixo

16. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 5: mova disco menor para primeiro eixo

17. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 6: mova disco médio para terceiro eixo

18. Algoritmo: Problemas Complexos • Passo 7: mova disco menor para terceiro eixo

19. Algoritmo: Problemas Complexos • Seqüência de passos completa: Passo 1: mova disco menor para terceiro eixo Passo 2: mova disco médio para segundo eixo Passo 3: mova disco menor para segundo eixo Passo 4: mova disco maior para terceiro eixo Passo 5: mova disco menor para primeiro eixo Passo 6: mova disco médio para terceiro eixo Passo 7: mova disco menor para terceiro eixo

20. Algoritmo: CONCEITO • O que é um ALGORITMO? • OBS.: Não existe um algoritmo para construir algoritmos • a criação de um algoritmo é um exercício de criatividade (conhecimento) e experiência (técnica e prática)

21. O que é Programação? = ABSTRAÇÃO! A realidade é complexa e rica em detalhes!

22. Abstração Realidade O que você abstrai dessa realidade?

23. Abstração O que é abstração?

24. Abstração Abstração = Operação mental que observa a realidade e captura apenas os aspectos relevantes para um contexto

28. MASLOW

29. Abstração • A tarefa de programar sistemas computacionais envolve o exercício constante da abstração da realidade e sua codificação em uma linguagem de programação Abstração + Programação Sistema de Locadora de Veículo

30. Sistema Computacional O que é um Sistema Computacional?

31. Sistema Computacional Sistema Computacional Software Hardware Peopleware

32. Processamento Programação de Sistema Computacional • A programação de um sistema computacional pode ser resumida em 3 passos básicos Entrada Saída Dispositivo de Entrada Dispositivode Saída UCP Memória

33. Processamento Programação de Sistema Computacional • Exemplo 1 – Exibir a média de dois números Entrada Saída Dispositivo de Entrada Dispositivode Saída UCP Memória 6 , 8 (6 + 8) / 2 7

34. Processamento Programação de Sistema Computacional • Exemplo 2 – Exibir se o aluno está aprovado ou reprovado Entrada Saída Dispositivo de Entrada Dispositivode Saída UCP Memória Se (5+3)/2>=7 aprovado Senão reprovado Ana, 5, 3 Ana, reprovado

35. Programação de Sistema Computacional • Tipos de Linguagens de Programação • 1 - Totalmente codificadas em binário (0´s e 1´s) • 2 - Usa instruções simbólicas para representar os 0´s e 1´s • 3 - Voltadas para facilitar o raciocínio humano Baixo Nível Alto Nível (2) (3) (1)

36. Noções de Lógica • Exemplos de aplicação da lógica • O quarto está fechado e que meu livro está no quarto. Então, preciso primeiro abrir o quarto para pegar o livro • Rosa é mãe de Ana, Paula é filha de Rosa, Júlia é filha de Ana. Então, Júlia é neta de Rosa e sobrinha de Paula • Todo mamífero é animal e todo cavalo é mamífero. Então, todo cavalo é animal • Todo mamífero bebe leite e o homem bebe leite. Então, todo homem é mamífero e animal (mas não é um cavalo)

37. Atividade 1 (10min) • Resolva os seguintes problemas de lógica • P1 – 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? • P2 - Três gatos comem três ratos em três minutos. Cem gatos comem cem ratos em quantos minutos? • P3 - O pai do padre é filho do meu pai. O que eu sou do Padre? • P4 - Se um bezerro pesa 75 kg mais meio bezerro, quanto pesa um bezerro inteiro?

38. Atividade 1 (10min) • Resolva os seguintes problemas de lógica • P5 – Qual o próximo número da seqüência 7,8,10,13,17,? • P6 – 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? • P7 – Usando uma jangada, um camponês precisa atravessar uma cabra, um leão e um fardo de capim para a outra margem do rio. A jangada só tem lugar para ele e mais outra coisa. O que ele deve fazer para atravessar o rio com seus pertences intactos?

39. RESPOSTAS - Atividade 1 • Respostas • R1 - 9(nove) dias. No nono dia a lesma sobe 2(dois) metros, atinge o topo e evidentemente não desce 1 metro • R2 – 3 (três) minutos • R3 – Tio • R4 – 150 (cento e cinqüenta) kg • R5 – 22 • R6 – Vão as duas filhas. Uma delas volta. O pai sai. A outra filha volta. As duas filhas saem juntas. • R7 - Primeiro leve a cabra, volte e pegue o capim; deixe o capim e leve a cabra de volta; deixe a cabra e leve o leão, depois é só voltar e pegar a cabra.

40. Noções de Lógica Em Lógica um conceito importanteé o de “Proposição” Você sabe o que é umaPROPOSIÇÃO?

41. Noções de Lógica • Proposição: é um enunciado verbal, ao qual deve ser atribuído, sem ambigüidade, um valor lógico verdadeiro (V) ou falso (F). • Exemplos de proposições: • Robson Fidalgo é Professor (V) • 3 + 5 = 10 (F) • 5 < 8 (V) • Contra-exemplos de Proposições: • Onde você vai ? • 3 + 5 • Os estudantes jogam vôlei. (quais ?)

42. Noções de Lógica • Operações Lógicas: são usadas para formar novas proposições a partir de proposições existentes. • Considerando p e q duas proposições genéricas, pode-se aplicar as seguintes operações lógicas básicas sobre elas • Definindo a prioridade: • Usar parênteses Ex:((p v q)^(~q)) ou • Obedecer (~) > (^) > (v)

43. Noções de Lógica • Exemplos de aplicação das operações lógica • Considere: • p = 7 é primo = (V) • q = 4 é impar = (F) • Então: • 4 NÃO é impar = ~q = (~F) = (V) • 7 NÃO é primo = ~p = (~V) = (F) • 7 é primo E 4 NÃO é impar = p ^ ~q = (V ^ (~F)) = (V ^ V) = (V) • 7 é primo E 4 é impar = p ^ q = (V ^ F) = (F) • 4 é impar E 7 é primo = q ^ p = (F ^ V) = (F) • 4 é impar E 7 NÃO é primo = q ^ ~p = (F ^ (~V)) = (F ^ F) = (F)

44. Noções de Lógica • Exemplos de aplicação das operações lógica (Cont.) • Considere: • p = 7 é primo = (V) • q = 4 é impar = (F) • Então: • 7 é primo OU 4 NÃO é impar = p v ~q = (V v (~F)) = (V v V) = (V) • 7 é primo OU 4 é impar = p v q = (V v F) = (V) • 4 é impar OU 7 é primo = q v p = (F v V) = (V) • 4 é impar OU 7 NÃO é primo = q v ~p = (F v (~V)) = (F v F ) = (F)

45. Noções de Lógica • Exemplos de aplicação das operações lógica • Resumindo: • Ou seja: • Não (~) troca o valor lógico. Se é F passa a ser V e vice-versa • E (^) só tem valor V quando as duas proposições forem V, basta uma proposição ser F para o resultado ser F • OU (v) só tem valor F quando as duas proposições forem F, basta uma proposição ser V para o resultado ser V

46. Atividade 2 • Considerando p = V e q = F, resolva as seguintes expressões lógicas • ~p • ~q • p ^ q • p v q • (~p) ^ q • (~p) v q • p ^ (~q) • p v (~q) • (~p) ^ (~q) • (~p) v (~q)

47. RESPOSTAS - Atividade 2 • Considerando p = V e q = F, resolva as seguintes expressões lógicas • ~p = F • ~q = V • p ^ q = F • p v q = V • (~p) ^ q = F • (~p) v q = F • p ^ (~q) = V • p v (~q) = V • (~p) ^ (~q) = F • (~p) v (~q) = V

48. Lógica de Programação & Algoritmo O que é Programação de computadores?  INSTRUÇÕES

49. Instruções Delimitadoras • Servem para especificar o início e o fim do algoritmo. início ... fim

50. Declaração de Variáveis • Utilizado para especificar os nomes e os respectivos tipos das variáveis necessárias no algoritmo declare <variáveis>: <tipo>; onde: <variáveis> - lista de nomes de variáveis separados por vírgula <tipo> - inteiro, real, caracter, string, lógico