Apresentação 2

Programação como arte de resolver problemasAlgoritmo como sequência finita de instruções que resolvem um dado problemaDescrição de algoritmos em... Snap!

Fundamentos de Programação 2

Da apresentação anterior…

Computador como máquina programável

Conceitos de línguas naturais linguagens de programação de baixo e

alto nível linguagens máquina

Noções de algoritmo e de programa2013/2014 2

Fundamentos de Programação 3

Programar

Compreender/analisar bem problema e dados envolvidos

Averiguar melhor forma de resolver problema e representar os dados

Determinar instruções duma linguagem de programação que resolvem (de forma genérica) esse problema

Essas instruções formam um programa2013/2014 3

2013/2014 4

Arte de resolver problemas

Diz-se que só se compreende realmente um assunto depois de o ter ensinado a alguém.

Na realidade, só se compreende realmente um assunto depois de o ter ensinado a um computador.

Donald E. Knuth

Fundamentos de Programação 4

2013/2014 5

Algoritmos (primeira abordagem)

Como uma receita, mas mais precisa:

Conjunto finito de regras, traduzíveis numa sequência de operações/instruções, que permitem resolver um determinado tipo de problema.

Donald E. KnuthFundamentos de Programação 5

2013/2014 6

Algoritmo para fazer um bolo

Fundamentos de Programação 6

Fonte: Fundamentos de Programação em Java 2 (Mendes e Marcelino, 2005, p. 7)

2013/2014 7

Algoritmo

Método de resolução de problema

Forma Conjunto de instruções a executar Ordem pela qual são executadas

Pensar na estrutura ajuda programador a planificar programa antes de o escrever (codificar)

numa linguagem de programação e a pensar numa linguagem próxima da sua – para um

programador noviço, codificar directamente não é natural…

Fundamentos de Programação 7

2013/2014 8

Propriedades de um algoritmo Finitude – Tem de terminar

Definitude – Todos os passos bem definidos

Entradas – Zero ou mais, de conjunto bem definido

Saídas – Uma ou mais, dependem das entradas

Eficácia – Todas as operações executáveis (em tempo útil)

Fundamentos de Programação 8

2013/2014 9

Snap!

Instruções em linguagem visual

Facilita compreensão por noviços

Evita-se problemas sintáticos

Obtém-se resultados visíveis imediatamente

Tradução fácil para outras linguagens de programação

Fundamentos de Programação

2013/2014 10

Dados

Valores são números, texto, etc.

Variáveis Guardam diferentes valores ao longo do

tempo Identificadas por nome Variável n guarda valor 7:

Fundamentos de Programação 10

n

7

Mentirita! n é na realidade uma referência para um objecto numérico algures na memória.

2013/2014 11

Variável

Referência para objecto com: tipo (e.g., número, texto, booleano, lista) Valor (e.g., 123, «Olá mundo!»,

verdadeiro)

Definição Nome (reflecte o que a variável guarda) Valor inicial implícito (referência para

número com valor 0)

Fundamentos de Programação 11

2013/2014 12

Nomeando variáveis

Variável normal Completar frase «Actor, esta variável

guarda …»

Variável para valores booleanos Completar frase «Actor, esta variável

indica se …»

Fundamentos de Programação 12

2013/2014 13

Definição de variáveis

Variável:

Declaração:

Fundamentos de Programação 13

n

0

No Snap! o valor por omissão é 0 (zero).

2013/2014 14

Atribuição

atribui o valor que se coloca na ranhura à variável m

Exemplo

Fundamentos de Programação 14

x

2

y

5

x

5

y

6

+ 1

Alguns comandos do Snap!

2013/2014 Fundamentos de Programação 1515

…condicional e de selecção

…de iteração, ciclos

…de entrada/saída

personalizado...

personalizado...

personalizado...

Operações lógicas

2013/2014 Fundamentos de Programação 1616

conjunção

disjunção

negação

Operações aritméticas

2013/2014 Fundamentos de Programação 1717

adição

subtracção

multiplicação

divisão

resto da divisão

Operações de igualdade, diferença e desigualdade

2013/2014 Fundamentos de Programação 1818

igualdade

diferença

desigualdades

personalizado...

personalizado...

personalizado...

2013/2014 19

Problema

Qual o máximo divisor comum (mdc) de dois inteiros positivos arbitrários m e n, i.e., qual o valor de mdc(m, n)?

Fundamentos de Programação 19

2013/2014 20

Máximo divisor comum de m e n inteiros, positivos e arbitrários

Entradas: m e n

Saídas: mdc

Condições a verificar pela saída: mdc = mdc(m, n)

Ou seja: m e n são divisíveis por mdc e não há inteiro maior que mdc que seja divisor

de m e nFundamentos de Programação 20

x é divisível por y se o resto da divisão inteira de x por y for zero.

2013/2014 21

Propriedades conhecidas

0 < mdc(m, n), ou seja, 1 ≤ mdc(m, n)

mdc(m, n) ≤ min(m, n)

Fundamentos de Programação 21

Porquê?

Há mais…

Que algoritmo usar?

Onde começar a procurar?

Como evoluir?

Quando parar?

2013/2014 Fundamentos de Programação 22

2013/2014 23

Programa em Snap!

Entradas: m e n inteirosSaídas: mdc inteiro

No Snap!...

Fundamentos de Programação

Programa em Snap!

Entradas: m e n inteirosSaídas: mdc inteiro

2013/2014 Fundamentos de Programação 24

2013/2014 25

Traçado do programa

Fundamentos de Programação 25

No Snap!…

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Algoritmos

Múltiplas formas de resolver um problema!

Não há algoritmos perfeitos…

…mas há algoritmos «mais perfeitos» que outros (menos memória, mais rápidos, …)

⇓

Importante procurar soluções simples, claras, estruturadas e eficientes

Fundamentos de Programação 26

Em muitos casos pode-se demonstrar que um algoritmo é óptimo relativamente a uma dada característica.

2013/2014 27

A reter

Revisão do Snap! Variáveis Instruções de selecção Iterações e ciclos Instruções de leitura/escrita

Algoritmo Sequência finita de instruções que resolve um

dado tipo de problema

Fundamentos de Programação 27

2013/2014 28

Sumário

Programação como arte de resolver problemas

Algoritmo como sequência finita de instruções que resolvem um dado problema

Implementação de algoritmos em Snap! Variáveis Instruções de selecção Iterações e ciclos Instruções de leitura/escrita

Fundamentos de Programação 28