LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO
EDIÇÃO Nº 1 - 2007
LAÉRCIO DA CRUZ LOUREIRO
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SUMÁRIO
AULA 1 - INTRODUÇÃO À LÓGICA E AO PROCESSO DE PROGR...
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Apresentação
Este livro didático contém a disciplina de Lóg...
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Apesar do que você possa ter ouvido, programar um computado...
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Cronograma de Estudo
Acompanhe no cronograma abaixo os cont...
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Plano de Estudo
Ementa
Fundamentos da lógica de programação...
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Aula 1
INTRODUÇÃO À LÓGICA E AO
PROCESSO DE PROGRAMAÇÃO
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1 HISTÓRIA DO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS
As linguagens de ...
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• Com uma construção cada vez mais fácil, reduz o nível de ...
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2 TERMINOLOGIAS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS
Como todo s...
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3 O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE
Uma medida de ...
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Figura 1 – Ciclo de Desenvolvimento de Software
Dessa form...
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4 AS FASES DE EXECUÇÃO DE UM PROGRAMA
Um programa de compu...
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também importante verificar a fonte de informações para ob...
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permite que possamos entender como as linguagens de progra...
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Aula 2
LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO
Objetivos da aula
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quais são os elementos que influenciam o desenvolvimento d...
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Também é preciso lembrar que se aplica, na construção dos ...
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2 COMPILADORES VS. INTERPRETADORES
Como vimos, atualmente,...
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nível e gera um programa equivalente em linguagem de máqui...
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As potencialidades de um programa são derivadas das capaci...
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5 ESCOLHENDO UMA LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Além das geraçõe...
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Nesse contexto, a importância de um bom entendimento e con...
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descrito. Receitas de bolo, manuais com procedimentos de e...
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Nesta segunda aula avançamos um pouco mais no mundo da pro...
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Aula 3
FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE
UM ALGORITMO
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1 FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE UM
ALGORITMO
Os algoritmos po...
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linguagem de programação ou em qual equipamento/sistema op...
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para envolver os alunos nos primeiros passos no mundo da p...
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É importante verificar que, para executar o programa, é ne...
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Figura 7 – Janela principal do sistema Portugol
O programa...
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4 REGRAS BÁSICAS PARA A CONSTRUÇÃO DE UM
PSEUDOCÓDIGO
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Observe que as palavras em negrit...
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Quando a instrução LER é executada, uma caixa de diálogo é...
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O fluxograma utiliza-se de símbolos específicos para a rep...
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Com esses elementos visuais o programador representa cada ...
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Figura 13 – Ambiente de visualização/construção de Fluxogr...
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Figura 14 – Exemplo de Fluxograma
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SÍNTESE
Agora sim!
Começamos a ter uma visão prática sobre...
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
3) Descreva as diferenças entre um ps...
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Aula 4
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As variáveis e constantes são con...
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2 TIPOS DE DADOS E ATRIBUIÇÃO DE VALORES
Toda variável ou ...
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variável pode armazenar. Faremos a declaração de variáveis...
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A forma de atribuir um valor para uma variável é utilizand...
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4.1 OPERADORES ARITMÉTICOS
Quando construímos algoritmos, ...
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/ Divisão 2
* Multiplicação 2
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5 INSTRUÇÕES LER E ESCREVER
Na construção de algoritmos, é...
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Algumas sugestões importantes para escrever algoritmos em ...
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( ) “12” ( ) .Verdadeiro.
( ) .v. ( ) “cinco”
( ) “Casa 8”...
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ESTRUTURAS DE PROGRAMAÇÃO -
CONDICIONAIS
Objetivos da aula...
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1 ESTRUTURAS DE CONTROLE
Os exemplos de algoritmos que vim...
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se soma <= 10 então
escrever "O resultado da soma é: "
esc...
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2 USANDO EXPRESSÕES LÓGICAS
Como vimos na aula anterior, f...
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Operação Operador Exemplo de expressão lógica
(há duas pos...
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A diferença entre o desvio condicional simples e desvio co...
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• Considere o problema exposto na figura 17, em que se est...
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Figura 17 – Fluxograma com desvio condicional composto
4 B...
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ler B
se A < B ENTÃO
escrever "A é menor que B!!"
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que algumas linguagens disponibilizam e geram algumas difi...
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escrever "Você não digitou uma opção válida"
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Além disso, o editor também apresenta cores diferentes par...
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Figura 20 – Menu Algoritmo do software Portugol
A janela d...
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aplica no desenvolvimento de sistemas, e existem ferrament...
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2) Quais são os dois tipos de erros na construção de algor...
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término, assinale o conteúdo já estudado.
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• O primeiro é um comando de repetição, que define os limi...
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O bloco ENQUANTO-FAZ é a estrutura de...
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O fluxo de execução de um algoritmo com a estrutura ENQUAN...
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PARA variável DE valorinicial ATE valorfinal PASSO increme...
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5 CONTADOR E ACUMULADOR
Dizemos que uma variável é conside...
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repetição o teste lógico é realizado depois que as instruç...
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MODULARIZAÇÃO DE ALGORITMOS
Objetivos da aula
Ao fi...
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1 MODULARIZAÇÃO
A abordagem famosa “dividir para conquista...
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pelo usuário. Um subalgoritmo pode ser chamado pelo algori...
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Os programadores util...
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computador somente em determinados momentos do programa,
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Figura 27 – Pseudocódigo para chamar um módulo
3 FUNÇÕES
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  1. 1. LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO EDIÇÃO Nº 1 - 2007 LAÉRCIO DA CRUZ LOUREIRO ___________________________________________________________________ Apoio Gestão e Execução Conteúdo e Tecnologia
  2. 2. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 2 SUMÁRIO AULA 1 - INTRODUÇÃO À LÓGICA E AO PROCESSO DE PROGRAMAÇÃO .. 7 AULA 2 - LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO .................................................. 16 AULA 3 - FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE UM ALGORITMO.................... 27 AULA 4 - VARIÁVEIS E CONSTANTES.............................................................. 42 AULA 5 - ESTRUTURAS DE PROGRAMAÇÃO - CONDICIONAIS .................... 52 AULA 6 - ESTRUTURAS DE PROGRAMAÇÃO - REPETIÇÃO.......................... 68 AULA 7 - MODULARIZAÇÃO DE ALGORITMOS............................................... 77
  3. 3. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 3 Apresentação Este livro didático contém a disciplina de Lógica de Programação. O material apresenta aos alunos do EAD os fundamentos da lógica de programação de sistemas informatizados, estimulando o desenvolvimento de um bom estilo de construção de sistemas e o pensamento lógico. Os tópicos apresentados estão distribuídos em aulas, e cada uma avança gradativamente nas técnicas essenciais para a elaboração de programas de computadores. É importante ressaltar que o livro foi desenvolvido com o objetivo de oferecer um aprendizado independente, que está inerente aos estudos do EAD, e o conteúdo foi revisado com o intuito de oferecer uma linguagem simples, objetiva e estimulante. Lembre-se de que a sua passagem por esta disciplina será também acompanhada pelo Sistema de Ensino Tupy Virtual, seja por correio postal, fax, telefone, e-mail ou Ambiente Virtual de Aprendizagem. Entre sempre em contato conosco quando surgir alguma dúvida ou dificuldade. Toda a equipe terá a maior alegria em atendê-lo, pois a sua aquisição de conhecimento nessa jornada é o nosso maior objetivo. Acredite no seu sucesso e bons momentos de estudo! Equipe Tupy Virtual. Carta do Professor
  4. 4. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 4 Apesar do que você possa ter ouvido, programar um computador não é difícil. É a habilidade que qualquer um pode desenvolver, dedicando prática, paciência e muito café. Wang (2007) Caro aluno, Desde o advento dos computadores, as comunidades de programadores de software vêm crescendo não somente para a criação de soluções para atender às novas necessidades do mercado, mas também uma resposta para acompanhar as mudanças dos negócios empresariais. Esta constante evolução (ou transformação) nos oferece hoje recursos poderosos e ao mesmo tempo simples, para a construção de sistemas. A criação de programa para computadores é uma atividade que sofre do mesmo sentimento de aprender matemática: há pessoas que adoram e há pessoas que odeiam. Muitos especialistas tentam encontrar meios para melhorar as abordagens didáticas, que facilitem a conquista de novos adeptos, mas ainda se percebe que há uma mistura de sentimento e vocação. Porém, diferente da matemática, a programação de sistemas é uma atividade interativa que fornece feedback imediato, como resultado de exploração, investigação e auto-avaliação do programador. É importante observarmos que lógica é uma prática comum em nossas atividades diárias, desde a decisão em qual local almoçar até aceitar um emprego. Por isso, acredita-se que os obstáculos da lógica de programação não estão nos conceitos e sim nas linguagens de programação utilizadas, bem como na utilidade do trabalho de construção que está sendo realizado. Por outro lado, ao conquistar sua posição como programador, você poderá sentir a grande satisfação de um artista, já que utilizará seus conhecimentos e habilidades para construir soluções que serão utilizadas por outras pessoas, para resolver problemas. Então, eis a proposta deste trabalho: oferecer uma abordagem simples e construtiva para minimizar os desafios que a disciplina exige do aluno. Incentivá- lo(a) a persistir na evolução dos seus estudos de lógica de programação, e fazê-lo(a) perceber que a prática trará os resultados esperados. Professor Laércio da Cruz Loureiro
  5. 5. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 5 Cronograma de Estudo Acompanhe no cronograma abaixo os conteúdos das aulas e atualize as possíveis datas de realização de aprendizagem e avaliações. Semana Carga horária Aula Data / Avaliação 8 Introdução à Lógica de Programação e ao Processo de Programação _/_ a _/_ 1 12 Linguagens de Programação _/_ a _/_ 8 Variáveis e Constantes _/_ a _/_ 2 12 Estruturas de Programação – Condicionais _/_ a _/_ 12 Estruturas de Programação – Repetição _/_ a _/_ 3 8 Modularização do programa _/_ a _/_
  6. 6. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 6 Plano de Estudo Ementa Fundamentos da lógica de programação, motivadores e histórico, processo e os passos que envolvem a programação de computadores, linguagens de programação, interpretadores e compiladores, conceitos básicos sobre algoritmos e suas representações, construir algoritmos com variáveis, constantes, operadores, estruturas condicionais e de repetição. Objetivos da Disciplina • Geral .Transmitir ao aluno os conhecimentos essenciais para a programação de computadores, aprendendo termos de lógica de programação e seus componentes. Incentivar no aluno a capacidade de interpretação de problemas e a composição de soluções usando regras lógicas. • Específicos - Conhecer os principais componentes para a programação de computadores; - Desenvolver programas usando algoritmos, representados através de pseudocódigos e fluxogramas; - Acostumar-se com as regras de sintaxe utilizadas em linguagem de programação. Carga Horária: 60 horas.
  7. 7. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 7 Aula 1 INTRODUÇÃO À LÓGICA E AO PROCESSO DE PROGRAMAÇÃO Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Descrever os fundamentos lógicos associados ao desenvolvimento de software; • Descrever o processo de desenvolvimento de software; • Descrever as técnicas para a resolução de problemas; • Identificar as fases de execução de um programa. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula e, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. História do desenvolvimento de sistemas Terminologias O processo de desenvolvimento de software Fases de execução de um programa Técnicas para resolução de problemas Exercícios propostos. Prezado aluno, seja bem vindo a nossa primeira aula. Vamos conhecer as bases da lógica de programação, como surgiu e sua evolução. Boa Aula!
  8. 8. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 8 1 HISTÓRIA DO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS As linguagens de programação de hoje são o resultado de desenvolvimentos que iniciaram em 1950. Conceitos numéricos foram inventados, testados e aprimorados a partir da incorporação de sucessivas linguagens de programação. Com raras exceções, os fundamentos de uma linguagem de programação são fortemente influenciados pela experiência com linguagens anteriores. À medida que as linguagens evoluíram, novos conceitos e paradigmas continuam a ser criados e o cenário de linguagens de programação daqui a dez anos irá ser, provavelmente, muito diferente da experiência atual. Uma das linguagens antigas de alto nível que foi um grande sucesso, a Fortran, introduziu expressões simbólicas e a capacidade do programador criar procedimentos modulares. A última versão do padrão da linguagem foi publicado em 1997. A linguagem COBOL também foi uma linguagem de grande adesão pelos programadores e empresas (e ainda é considerada uma opção importante), e sua principal contribuição foi o conceito de descrição de dados. A linguagem Fortran foi amplamente adotada pela computação numérica e a linguagem COBOL, para o processamento de dados comerciais. Nos dois casos, três necessidades influenciaram no aprimoramento das linguagens: • A constante necessidade de aprimorar a capacidade da linguagem para atender às complexidades dos problemas apresentados; • Aumentar a velocidade na construção de programas e com isto fazer mais com menos; • Facilitar a adoção da linguagem por profissionais que possuam um nível mínimo de conhecimento, necessário para a construção de programas. Atualmente, podemos considerar que as linguagens estão mais próximas das três necessidades descritas anteriormente, mas alguns incovenientes se apresentaram à medida que essa abordagem evolui:
  9. 9. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 9 • Com uma construção cada vez mais fácil, reduz o nível de domínio do programador sobre o conhecimento da linguagem. Em caso de problema na construção do programa, o programador pode ter dificuldades para resolvê-lo, já que não possui um “amplo” controle sobre as peculiaridades da linguagem; • Com a necessidade de velocidade na construção de sistemas, os aplicativos utilizados acabam gerando maior importância que a própria linguagem. Isso exige do programador domínio sobre a linguagem, como também, sobre o próprio programa que será utilizado para implementar a linguagem; • Com o volume cada vez maior de recursos disponíveis na linguagem, exige-se cada vez mais a atualização do programador em novas tecnologias, sem conseguir obter o domínio completo de recursos essenciais; • Com a inserção de mais recursos à linguagem, para que o programador “esteja no topo da tecnologia”, precisará dedicar cada vez mais tempo para aprender e construir recursos, que antes poderiam ser realizados de forma mais simples. PERCEBEU O DESAFIO? À medida que evoluímos as linguagens de programação, melhoramos a capacidade e velocidade na construção de programas, mas também geramos cada vez mais opções para se resolver um problema, aumentando a complexidade para a elaboração de soluções. Então, diante desse desafio, é imprescindível ao programador “perceber” as nuances que se apresentam nas linguagens de hoje. Por isso a grande importância que a Lógica de Programação desempenha sobre o programador, formando uma sólida base de discernimento a ser aplicada na adoção de uma linguagem específica. Com uma forte base de lógica de programação, o programador terá maiores chances em dominar qualquer linguagem de desenvolvimento de sistemas.
  10. 10. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 10 2 TERMINOLOGIAS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS Como todo segmento profissional, desenvolver sistemas possui um amplo conjunto de termos técnicos. Esses termos são o reflexo de anos de mudanças e particularidades aplicadas nas linguagens de programação, mas podem variar de acordo com o contexto em que são utilizadas. Nesse momento do curso é importante você entender os seguintes termos: Termo Significado Programa de computador É um conjunto de instruções que orientam o computador para o que fazer e quando fazer. Especificação Documento que descreve como o problema deve ser resolvido, fazendo-se uso da linguagem de programação. Implementar Ato de escrever o código de programação para atender a uma especificação de solução para um problema. Código de Programação É o conteúdo da linguagem de programação, inserido pelo programador, de acordo com as regras da linguagem Processo de desenvolvimento Compreende todas as fases e atividades para a construção de um sistema. Compilar o programa Traduzir o código de programação para a linguagem de máquina do computador. Depurar o programa Utilizar uma ferramenta para verificar se o código de programação está construído de acordo com as regras da linguagem de programação. Sintaxe da linguagem São as regras implícitas na linguagem de programação que o programador precisa respeitar para que o programa funcione adequadamente. Processamento É o momento em que o programa está realizando a execução do código inserido pelo programador.
  11. 11. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 11 3 O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE Uma medida de sucesso no desenvolvimento de software é a capacidade em produzir bons produtos, com bons processos e de forma consistente. Para atender esse tipo de consistência, depende primariamente da presença de dois fatores: • Pessoas que sabem como construir programas; • Entendimento claro do que precisa ser feito e qual o problema que precisa ser solucionado, estabelecendo limites objetivos e claros. Segundo Donaldson e Siegel (2000), os seguintes princípios determinam um bom processo de desenvolvimento de software: • Planejar o trabalho antes de realizá-lo; • Obter o acordo na definição de responsabilidades; • Estabelecer e incentivar equipes autogerenciáveis; • Determinar pontos de verificação; • Manter uma contínua interação com o cliente do sistema; • Monitorar o progresso do trabalho; • Orientar o responsável pelo trabalho e treinar as equipes; • Fornecer avaliações intermediárias dos trabalhos; • Fornecer um feedback das entregas realizadas pelos profissionais envolvidos; • Melhorar constantemente o processo de desenvolvimento, ajustando os erros enfrentados nos processos anteriores. Desse modo, podemos afirmar que o trabalho de desenvolvimento de sistemas também recebe premissas que facilitam a entrega de produtos e, conseqüentemente, asseguram sua qualidade. Um ciclo de desenvolvimento de software parte de princípios. Chama-se ciclo porque é um conjunto de etapas que, juntas, giram de acordo com um sentido lógico de seqüência a ser executada, durante o trabalho de construção de um sistema. Mostramos um exemplo de ciclo na figura 1.
  12. 12. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 12 Figura 1 – Ciclo de Desenvolvimento de Software Dessa forma, podemos descrever sete passos para atender um ciclo de vida de desenvolvimento: 1. Definição do Problema; 2. Desenho da solução; 3. Refinamento da solução; 4. Estratégia de testes do desenvolvimento; 5. Codificação do programa e testes; 6. Documentação; 7. Manutenção do programa. A construção de código de programação também possui seu próprio ciclo de elaboração (figura 2), que faz parte do ciclo maior para o desenvolvimento da solução apresentada anteriormente. Figura 2 – Ciclo de Construção de Código do Programa
  13. 13. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 13 4 AS FASES DE EXECUÇÃO DE UM PROGRAMA Um programa de computador possui três fases distintas: • Entrada • Processamento • Saída Na fase de entrada de dados, você fornece os dados para o computador, no momento em que o programa solicita informações. A fase de entrada de dados é a primeira fase de execução de um programa de computador. A segunda fase é a de processamento, na qual o programa realiza ações com os dados digitados, de acordo com a programação implementada. A terceira fase é a de saída, em que o computador apresenta o resultado do processamento também de acordo com a programação realizada (saída em tela ou na impressora). O processo de construção de programas deve considerar as três fases, principalmente quando a especificação envolve o usuário do computador. Também é importante ressaltar que, em cada uma das fases, há um conjunto de orientações que o programador precisa seguir e a linguagem de programação em uso, suporta as três fases de forma diferente, mas apresenta os mesmos resultados esperados em cada fase. 5 TÉCNICAS PARA A RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS O matemático George Polya (1945), uma autoridade na resolução de problemas, dividiu a solução de problemas em quatro passos: 1. Entender o problema: este primeiro passo é o mais complexo e é o mais importante. O objetivo é obter o maior número de informações sobre o problema, usando técnicas como entrevistas e observações, e elaborando modelos representativos que facilitem o entendimento do problema. É
  14. 14. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 14 também importante verificar a fonte de informações para obter o entendimento do problema; 2. Elaborando um plano: uma vez entendido o problema, é necessário elaborar uma visão sobre a solução para o problema. Um plano é composto de um conjunto de atividades que deverão ser realizadas para a solução do problema. Nesta fase é importante: a. Localizar se problemas semelhantes já foram solucionados e obter a informação necessária para reproduzir a solução para o novo problema; b. Restringir o problema em uma forma simples que possa ser solucionado. Caso se apresente um grande problema, dividir em partes para facilitar a solução; c. Generalizar o problema para garantir que futuros problemas semelhantes possam ser resolvidos da mesma forma (ou com pequenos ajustes); 3. Executar o plano: uma vez o plano definido, deve ser acompanhado para que o resultado esperado seja atingido. Cada elemento do plano deverá ser verificado após ser aplicado. Se partes do plano se apresentaram insatisfatórias, o plano deverá ser revisado; 4. Avaliação: finalmente, o resultado deverá ser avaliado para garantir que está válido e o problema está resolvido. SÍNTESE Nesta aula você pôde perceber como a lógica de programação é uma disciplina fundamental para o programador, baseando-se nos desafios e nas técnicas atuais para a resolução de problemas. Como toda atividade sempre possui uma história, você aprendeu que a história da programação de computadores é um fato relevante a ser observado, e
  15. 15. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 15 permite que possamos entender como as linguagens de programação chegaram até a atualidade. Falamos sobre as técnicas para o desenvolvimento de software e quais os elementos fundamentais para essas técnicas, desde a terminologia básica até os passos que devem ser seguidos para um resultado final de sucesso. Espero que você esteja gostando e obtendo o sentimento de segurança nos tópicos que estamos abordando. Vamos em frente! EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1) De acordo com seus estudos, descreva quais são os principais desafios do programador da atualidade. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2) O que é código de programação? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3) Liste os passos para o ciclo de desenvolvimento de um sistema. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
  16. 16. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 16 Aula 2 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Entender as similaridades entre a linguagem humana e as linguagens utilizadas para programar um computador; • Relacionar as características que envolvem a construção de um programa; • Fornecer orientações para selecionar uma linguagem de programação para uso; • Definir algoritmo e reconhecer seus elementos essenciais. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. Língua vs. Linguagem de programação Compiladores vs. Interpretadores Programação e o sistema operacional Programação e a Internet Escolhendo uma linguagem de programação O que são algoritmos? Exercícios propostos Prezado aluno, nesta segunda aula, você aprenderá quais são os componentes de uma linguagem de programação de computadores,
  17. 17. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 17 quais são os elementos que influenciam o desenvolvimento de programas e o principal assunto em lógica de programação: algoritmos. Vamos em frente e boa aula! 1 LÍNGUA VS. LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO A linguagem humana é baseada em símbolos, que fornecem um meio para a comunicação entre as pessoas. É constituída por elementos que determinam as regras e devem ser seguidas para que se mantenha uma comunicação adequada. Uma linguagem de programação de computador recebe as mesmas premissas, ou seja, é constituída por um conjunto de regras que determinam a forma como o computador irá executar atividades específicas. O Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa define linguagem como: o uso da palavra articulada ou escrita como meio de expressão e de comunicação entre as pessoas. O Dicionário também descreve a Linguagem de Programação como: linguagem que se expressa um conjunto de ações de forma aceitável pelo computador. É importante percebermos essa semelhança para que tenhamos a primeira absorção das regras associadas a uma linguagem de computador e, com isso, possamos obter uma adaptação construtiva na programação de computadores. Hoje vivemos um nível de uso das linguagens de computador muito próximas da linguagem humana. Usando ainda a referência ao Novo Dicionário Aurélio, as linguagens atuais são consideradas “Linguagem de Programação de Alto Nível”, ou seja, é a linguagem de programação que se assemelha ao inglês comum, o que torna mais fácil seu aprendizado e uso na definição de programas de computador. Fica então a mensagem de que não há nada de complicado associado às linguagens de programação de computadores. Na verdade é um constante exercício da memória humana que, no momento da construção de um programa, o programador precisa lembrar-se das regras e dos elementos disponíveis na linguagem para atingir o seu objetivo.
  18. 18. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 18 Também é preciso lembrar que se aplica, na construção dos programas, a lógica booleana, necessária para condicioná-lo de acordo com validações, regras e orientações que desejamos aplicar no computador. Conforme observamos na aula anterior, a evolução das linguagens de computador gerou uma grande variação, que foram conseqüências não apenas de revisões e aprimoramentos, como também, a orientação de uma linguagem específica para problemas particulares. Dessa forma, centenas de linguagens de programação surgiram e hoje são classificadas em quatro gerações: •Linguagens de primeira geração (1GL): são linguagens totalmente dependentes do computador, são conhecidas como “linguagem de máquina”, e exigem o mais baixo nível de abstração que um programa pode ser construído. Seu uso está cada vez mais restrito na atualidade; •Linguagens de segunda geração (2GL): com o objetivo de melhorar a produtividade na construção dos programas para computador, a primeira revisão das linguagens e a construção de novas, tinham por finalidade fornecer elementos de programação mais abstratos e com um grande número de funcionalidades pré-construídas. As funcionalidades eram organizadas na forma de “bibliotecas”, que podiam ser reutilizadas nos programas, acelerando a sua construção; •Linguagens de terceira geração (3GL): também conhecidas como linguagens estruturadas, são reconhecidas pela grande capacidade procedural e estrutural dos dados. Isso significa que programas grandes podiam ser divididos em pedaços integrados, facilitando a manutenção dos mesmos; •Linguagens de quarta geração (4GL): são as conhecidas “linguagens de alto nível” destinadas à construção de programas para finalidades específicas. Além de usufruir das características de modularização e bibliotecas das linguagens de terceira geração, oferecem um meio ainda mais poderoso na construção de programas, principalmente no que se refere à reutilização de bibliotecas de programas. Com o uso cada vez mais comum de bancos de dados relacionais, essas linguagens foram potencializadas para a construção e manipulação de dados. São as linguagens amplamente utilizadas na atualidade.
  19. 19. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 19 2 COMPILADORES VS. INTERPRETADORES Como vimos, atualmente, as linguagens de quarta geração são as mais utilizadas. Significa que trabalhamos em um nível de construção de programas que o computador não entende. A isto chamamos de “abstração de código”, ou seja, não sabemos como o computador resolverá o programa que construímos, por ser linguagem de máquina, mas sabemos todas as regras de alto nível que devem ser seguidas. É nesse cenário que ferramentas específicas, chamadas compiladores e interpretadores, são utilizadas para converter o programa construído em linguagem de alto nível para a linguagem de baixo nível do computador. Essa conversão, também muito conhecida como “tradução”, gera o nível de facilidade que as linguagens atuais necessitam para manter a produtividade que os negócios exigem hoje. A primeira abordagem de tradução é a interpretação. A ferramenta de interpretação de programas (interpretador) realiza a tradução do programa construído em alto nível, em tempo de execução do programa. Conforme vimos na aula anterior, sempre que você executar o programa, precisará que o interpretador realize a tradução, tal qual mostramos na figura 3. Programa de Computador Interpretador Linguagem de Máquina Computador Construir, testar e executar o programa Figura 3 – Etapas na construção e execução de programas interpretados A segunda abordagem de tradução é a compilação (figura 4). A ferramenta de compilação (compilador) interpreta o programa construído em linguagem de alto
  20. 20. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 20 nível e gera um programa equivalente em linguagem de máquina. A tradução é realizada de várias formas e sua abordagem depende do compilador em uso. Programa de Computador Compilador Linguagem de Máquina Computador Construir o programa e primeira compilação Programa de Computador (em linguagem de máquina) Computador Testar e executar o programa compilado Figura 4 – Etapas na construção e execução de programas compilados 3 PROGRAMAÇÃO E O SISTEMA OPERACIONAL Segundo Custer (1993), um sistema operacional é um programa de computador que fornece um ambiente no qual outros programas de computador possam ser executados, permitindo-lhes tirar vantagem fácil do processador e de dispositivos de entrada e saída, como os discos. Como todo dispositivo computacional necessita de um sistema operacional, bem como as variações que existem atualmente no mercado (Windows, Linux e suas várias compilações), é importante você perceber a importância que o software básico possui na construção de programas. Como o sistema operacional é responsável pela disponibilidade de vários recursos do computador, as atuais linguagens de programação se utilizam das bibliotecas fornecidas pelo sistema operacional para realizar suas principais tarefas.
  21. 21. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 21 As potencialidades de um programa são derivadas das capacidades que o sistema operacional oferece para a linguagem de programação. Por exemplo, é dessa forma que o Windows e as interfaces gráficas fornecidas com o Linux oferecem ao programador a facilidade para a construção de programas que utilizam janelas. Quando um programador insere o comando para desenhar uma janela, a linguagem, após interpretada ou compilada, realiza o desenho através do diálogo entre a linguagem e os recursos do sistema operacional, que, por sua vez, se utiliza das características físicas do computador. Isso também vale para armazenar informações, imprimir dados e outras atividades que um programa pode realizar. Nesse momento, o importante é você reconhecer a importância em conhecer as potencialidades do sistema operacional para conseguir explorá-las ao máximo e com isto obter resultados ricos e poderosos na construção de seus programas. 4 PROGRAMAÇÃO E A INTERNET Da mesma forma que o sistema operacional oferece recursos e influencia na construção de programas, a Internet oferece um novo nível de oferta de recursos. A Internet de hoje disponibiliza um conjunto de funcionalidades que o programador pode explorar para construir programas a serem utilizadas por dezenas ou milhares de pessoas, com a ajuda de três elementos fundamentais: • Um meio comum de acesso às informações (rede de comunicação pública – Internet); • Uma interface gráfica comum para manipular as informações (páginas apresentadas em um único aplicativo - Navegador); • Uso de uma linguagem de programação comum, independente do computador utilizado pelo usuário. O desenvolvimento para a Internet também se baseia nas mesmas premissas de construção de programas, mas possui particularidades que exigem do programador algumas preocupações que a programação para Windows ou Linux não exigem. A maioria dessas particularidades está associada aos elementos fundamentais acima mencionados.
  22. 22. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 22 5 ESCOLHENDO UMA LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO Além das gerações das linguagens de programação de computadores, há uma categoria atual que fornece uma nova abordagem para a construção de programas: as ferramentas de desenvolvimento rápido de sistemas, ou RAD (rapid application development). Com o maior número de necessidades das soluções baseadas em interfaces gráficas, um novo conjunto de ferramentas de software explora essas oportunidades, na forma de um processo interativo para o programador no desenvolvimento da solução. As linguagens RAD, como são conhecidas, permitem ao programador desenhar como o programa deverá se apresentar (interface com o usuário) e então escrever o código de programação para fazer com que a janela desenhada tenha alguma funcionalidade para o usuário. Com este método, houve certo nivelamento das ferramentas utilizadas para construir programas, liberando o programador para manter o foco na linguagem e na lógica empregada em resolver o problema. Dessa forma, a escolha de uma linguagem de programação recebe um conjunto de avaliações que, de acordo com o objetivo, determina qual deve ser a melhor aplicada. Não existe a melhor linguagem. O que existe são algumas variáveis que podem ser consideradas na escolha de uma linguagem: • Prazo para o desenvolvimento do programa e a experiência do programador na linguagem, que favoreçam a produtividade de execução dos trabalhos de programação; • Sistema operacional onde o programa será executado; • Necessidades tecnológicas específicas que favoreçam uma linguagem em particular; • Evolução da linguagem, compatibilidade com novas tecnologias e visão de crescimento futuro; • Tamanho da equipe envolvida na construção do sistema; • Suporte do fabricante ou de uma comunidade constituída, que forneça um nível mínimo de segurança na construção de programas.
  23. 23. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 23 Nesse contexto, a importância de um bom entendimento e conhecimento sobre lógica de programação, objeto desse livro didático, é fundamental para que a elaboração de um programa possa ser utilizada em qualquer linguagem. Há um site independente na Internet que procura realizar uma pesquisa mensal de popularidade das atuais linguagens de programação (http://www.tiobe.com/index.htm?tiobe_index). A tabela 1, a mais atual publicada, apresenta o seguinte resultado para as 10 primeiras. Tabela 1 – Ranking de Linguagens Ranking Linguagem 1 Java 2 C 3 C++ 4 PHP 5 Visual Basic 6 Perl 7 Python 8 JavaScript 9 C# 10 Ruby 6 O QUE SÃO ALGORITMOS? Segundo Ximenes (1993), um algoritmo é qualquer conjunto finito de instruções que possa ser seguido para a realização de uma tarefa específica ou resolução de um determinado problema. Já na área de Informática, também de acordo com Ximenes (1993), um algoritmo é definido como uma seqüência ordenada e finita de passos, independente da linguagem de programação a ser utilizada para codificá-lo, que leva à solução de um dado problema. É provável que você já tenha ouvido falar em algoritmos. Na verdade, a palavra pode ser aplicada a qualquer atividade que aplique o conceito acima
  24. 24. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 24 descrito. Receitas de bolo, manuais com procedimentos de execução e roteiros para atendimentos específicos são alguns exemplos de algoritmos. Aplicamos o conceito de algoritmo diariamente, a partir do momento que estabelecemos um planejamento mental para realizar uma determinada tarefa, considerando que deveremos executar um conjunto de passos até a conclusão do objetivo a ser atingido. Por exemplo: Início 1. Colocar a chave na ignição; 2. Virar a chave; 3. Se o carro pegar 3.1.Pressionar o pedal de embreagem; 3.2.Posicionar a primeira marcha; 3.3.Acelerar o carro; 4. Senão 4.1.Repetir; Fim Um algoritmo possui quatro propriedades essenciais: • Completo: para que um algoritmo seja considerado completo, todas as ações precisam ser descritas e devem ser únicas; • Não pode haver redundância: um conjunto de instruções só pode ter uma única forma de ser interpretada. Conforme nosso exemplo acima, o algoritmo só permite uma forma de ligar o carro usando a chave de ignição; • Determinístico: esta terceira propriedade significa que se as instruções forem executadas, é certo que o resultado esperado será sempre atingido; • Finito: significa que as instruções precisam terminar após um número limitado de passos. SÍNTESE
  25. 25. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 25 Nesta segunda aula avançamos um pouco mais no mundo da programação de sistemas de computador. Começamos entendendo as razões que definem a linguagem de computador como um meio para o programador realizar suas atividades e percebemos a grande similaridade com a linguagem humana. Aprendemos também quais os agentes internos e externos que influenciam na tarefa de programar um computador e ressaltamos a importância que o contexto de execução do programa determina os primeiros passos na sua construção. E já que falamos tanto de linguagem, obtivemos o primeiro contato com as gerações de linguagens de computador, suas características e os elementos essenciais para escolher a linguagem a ser utilizada. Finalmente, fizemos nossa primeira incursão sobre o termo algoritmo. Perceba que muitos conceitos aqui apresentados encaixam-se com as informações tratadas na primeira aula, sendo uma abordagem estruturada e construtiva na elaboração de seu conhecimento para o desenvolvimento de sistemas. Espero que você tenho chegado até aqui motivado pelo conhecimento até agora absorvido e tenha certeza que muito mais vêm por aí. Fique firme, pratique os exercícios sugeridos e vamos seguindo em frente. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 2) Quais são as gerações das linguagens de programação? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
  26. 26. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 26 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2) Cite a diferença entre o compilador e um interpretador. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3) Descreva com as suas próprias palavras o que é um algoritmo. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4) Quais são as propriedades essenciais de um algoritmo? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
  27. 27. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 27 Aula 3 FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE UM ALGORITMO Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Entender as opções de representação de um algoritmo; • Fornecer as orientações nas técnicas de representação de algoritmos; • Construir um algoritmo usando pseudocódigo; • Apresentar graficamente um algoritmo usando um fluxograma. Conteúdo da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. Formas de representação de um algoritmo O que é um pseudocódigo? Interpretador de Linguagem Algorítmica Regras para construção de um pseudocódigo O que é um fluxograma? Regras para representação gráfica de um algoritmo Exercícios propostos Nesta terceira aula, você conhecerá detalhes técnicos envolvidos na construção de algoritmos e aprender como representá-los. Como você verá nesta unidade a representação de algoritmos e o uso de um software para apoio, são recursos comuns que o programador iniciante obtém para melhor entendimento e prática na lógica de programação. Boa aula!
  28. 28. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 28 1 FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE UM ALGORITMO Os algoritmos podem ser representados de várias formas, como: • Usando uma língua comum (português, inglês, espanhol e etc.) meio utilizado para a descrição de receitas, manuais de procedimentos, etc., sendo a forma mais espontânea na representação de algoritmos; • Usando uma linguagem de português estruturado, que também é conhecida como pseudocódigo ou pseudo linguagem. O pseudocódigo também recebe variações de nomes, como: Portugol, PDL (Program Design Language), pascalóide, linguagem algorítmica e outros. Nesse curso vamos utilizar o termo “pseudocódigo”, considerando ser a forma mais pura de objetivo desse método; • Usando representações gráficas, como diagramas e fluxogramas. Cada uma das formas de representação possui vantagens e desvantagens e cabe ao programador escolher qual oferece as melhores características para atender suas necessidades. Também é comum a combinação das representações, principalmente quando há necessidade de um nível de entendimento de várias pessoas. As três formas mais comuns para representar um algoritmo são: • Diagrama de Nassi-Shneiderman (Diagrama de Chapin); • Pseudocódigo; • Fluxogramas (Diagrama de Fluxo). Nesse curso focalizaremos os pseudocódigos e fluxogramas. 2 O QUE É UM PSEUDOCÓDIGO? É uma forma especial de linguagem, bem mais restrita que a lingua portuguesa e com significados bem definidos para todas as palavras utilizadas nas instruções inseridas em um programa. O objetivo principal dessa abordagem é permitir ao programador pensar no problema em si e não nas regras particulares de uma
  29. 29. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 29 linguagem de programação ou em qual equipamento/sistema operacional irá executar o algoritmo. No pesudocódigo, assim como nas linguagens de programação, basicamente utilizamos comandos que compõem a execução do algoritmo. São comandos executados seqüencialmente, de forma que um comando somente será executado ao término da execução do comando anterior. Um exemplo de pseudocódigo é: Inicio <declarações de variáveis> <comandos> fim Nas próximas páginas, vamos explorar os principais componentes dessa linguagem e, à medida que o curso evoluir, novos elementos da linguagem serão apresentados, para representar a solução do problema que será proposto. 3 INTERPRETADOR DE LINGUAGEM ALGORÍTMICA Um dos grandes desafios do programador iniciante é acostumar-se com as tarefas para a construção de algoritmos. Tradicionalmente, aprende-se lógica de programação usando-se uma linguagem particular, dessa forma, o iniciante aprende lógica já inserido na linguagem de programação final que será utilizada (Pascal, C, C++ e etc.). Alguns autores acreditam que essa abordagem acelera o processo de aprendizagem, mas exige do iniciante um grau de entendimentos dos elementos envolvidos, que pode não atender a todos. Coisas como experiência anterior com a informática, interesse natural em programação de computadores e capacidade de autodesenvolvimento, fornecem um contexto adequado para essa abordagem. Para os programadores iniciantes, que possuem alguma limitação no aprendizado sobre lógica de programação, é necessária uma abordagem mais clara, comum e gradual. Assim, surgiram as iniciativas dos projetos de Interpretador de Linguagem Algorítmica (ILA). De forma geral, são necessidades percebidas na área acadêmica
  30. 30. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 30 para envolver os alunos nos primeiros passos no mundo da programação. Vários programas foram lançados com esta finalidade, mas, infelizmente, não se mantém um padrão mínimo da linguagem de pseudocódigo utilizada. Nesse curso utilizaremos um ILA projetado no mundo acadêmico de Portugal, um software chamado Portugol, construído usando a linguagem Java para seu desenvolvimento. Os exemplos e exercícios apresentados serão todos compatíveis com o ambiente desse sistema. A grande vantagem no uso dessa ferramenta é a simplicidade da linguagem utilizada e a capacidade de relacionamento em gerar código e fluxograma em um ambiente único. De todos os programas que testei, este se apresenta com a melhor abordagem dos elementos necessários da ferramenta para um programador iniciante. 3.1 INSTALAÇÃO DO ILA - Portugol Efetue o download do programa Portugol a partir da Biblioteca do curso, identificado pelo seguinte nome: Portugol233.zip Ao terminar o download, acesse a pasta onde o arquivo foi salvo e descompacte-o. Ao terminar a descompactação, uma subpasta será apresentada com o nome de dist (figura 5). Abra-a e observe que haverá um arquivo com o nome run.bat, efetue um duplo-clique sobre esse arquivo para executar o programa. Figura 5 – Lista de Arquivos da pasta dist do software Portugol
  31. 31. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 31 É importante verificar que, para executar o programa, é necessário que uma Máquina Virtual Java (JVM ou Java Virtual Machine) esteja instalada no sistema operacional. Caso contrário, a execução do arquivo acima apresentará um erro. Caso você precise instalar uma JVM, acesse novamente a página da biblioteca do curso, verifique que há dois arquivos que poderão ser baixados: plataforma Windows e plataforma Linux. Efetue o download do programa de acordo com o seu sistema operacional. São eles: Plataforma Windows - jre-6u1-windows-i586-p.exe Plataforma Linux - jre-6u1-linux-i586-rpm.bin Execute o programa baixado e siga as instruções da instalação. Caso tudo funcione adequadamente, ao executar o arquivo run.bat, será apresentada uma janela conforme a figura 6. Figura 6 – Janela de entrada no sistema Portugol O sistema oferece dois ambientes para construção de algoritmos: editor de texto, para a construção usando pseudocódigo ou o editor de fluxogramas, para a construção usando uma abordagem gráfica. 3.2 AMBIENTE DO EDITOR DE PSEUDOCÓDIGO DO PORTUGOL Ao executar o programa de Editor de Texto (Portugol IDE), um ambiente de construção de pseudocódigo é apresentado (figura 7).
  32. 32. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 32 Figura 7 – Janela principal do sistema Portugol O programa possui elementos visuais como todo software para Windows, possui um menu de comandos, uma barra de ferramentas, e dois painéis principais: editor de código e informações. No painel de informações, há uma divisão em guias que oferece três áreas de conteúdo, conforme mostra a figura 8. Guia Descrição/Objetivo Ecran Apresenta os resultados do algoritmo Informações Apresenta informações sobre o sistema e pontos de observação sobre a execução do programa. Ajuda da Linguagem Manual com as regras da linguagem de pseudocódigo utilizada na ferramenta. Figura 8 – Páginas do painel de informações
  33. 33. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 33 4 REGRAS BÁSICAS PARA A CONSTRUÇÃO DE UM PSEUDOCÓDIGO Conforme vimos, um pseudocódigo recebe regras da mesma forma que uma linguagem convencional. Possui regras de sintaxe (forma como os comandos devem ser escritos) e regras de semântica (conjunto de ações que serão exercidas pelo computador durante a execução do referido comando). Todo programa escrito em pseudocódigo deve conter a estrutura do blo0co principal de comandos, que deve começar com a palavra “inicio” e terminar com a palavra “fim” (sem as aspas). Os comandos para a execução do programa são inseridos dentro do bloco inicio-fim. Observe o programa abaixo escrito em pseudocódigo: inicio variavel texto nome variavel inteiro nota1, nota2, media enquanto nome =/= "fim" faz escrever "Digite o nome do aluno" ler nome escrever "Informe a nota da primeira prova" ler nota1 escrever "Informe a nota da segunda prova" ler nota2 media <- (nota1 + nota2) / 2 se media >= 7 então escrever "Aluno aprovado = ", nome senão escrever "Aluno reprovado = ", nome fimse
  34. 34. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 34 ler nome fimEnquanto fim Observe que as palavras em negrito são os comandos em conformidade com a sintaxe da linguagem de pseudocódigo, que é aplicada no Interpretador da Linguagem. Perceba também que algumas linhas possuem recuos em relação à linha anterior. A essa distribuição de recuos chamamos indentação, significando que os elementos possuem uma hierarquia facilitando a leitura do programa por outras pessoas. 4.1 DIGITANDO O ALGORITMO NO SOFTWARE PORTUGOL Ao digitar um programa no PORTUGOL IDE (figura 9), para verificar se o programa funciona de acordo com suas expectativas, clique no botão Executar, ou pressionar a tecla F3, ou executar o comando Executar do menu Algoritmo. Figura 9 – Comando Executar Após a execução do algoritmo, observe que o painel de informações apresentará conteúdo nas guias ecran e informações. No ecran, são apresentadas as mensagens do comando ESCREVER e LER (Entrada e Saída do algoritmo).
  35. 35. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 35 Quando a instrução LER é executada, uma caixa de diálogo é apresentada solicitando a informação para a entrada de dados pelo usuário (figura 10). Figura 10 – Programa em execução no painel de informações Em Informações, são apresentados dados sobre a execução do algoritmo (figura 11), os horários de execução e os passos realizados. Figura 11 – 0 painel de informações apresenta um resumo 5 O QUE É UM FLUXOGRAMA? O fluxograma, ou diagrama de fluxo, foi por muito tempo a representação preferida dos programadores para a construção de algoritmos. Um fluxograma é uma representação gráfica da seqüência de ações que podem ocorrer em um programa.
  36. 36. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 36 O fluxograma utiliza-se de símbolos específicos para a representação gráfica dos algoritmos, e sofrem algumas variações de acordo com o autor ou ferramenta em uso. A tabela 2 mostra a simbologia tradicionalmente utilizada por fluxogramas. Tabela 2 – Elementos gráficos utilizados em fluxogramas Processos – Utilizado na atribuição de valores para variáveis Decisão – Representa as decisões que ocorrem no programa Leitura – Para ler o conteúdo das variáveis Escrita – Utilizado para a escrita de dados e conteúdos de variáveis Conector – Muito utilizado para conectar partes do fluxo ou na integração com outros fluxos Terminal – Normalmente utilizado para Inicio e Fim do fluxo. Setas de fluxo de controle
  37. 37. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 37 Com esses elementos visuais o programador representa cada passo que o programa deve executar, obtendo uma visão gráfica do fluxo do programa. Existe um grande número de ferramentas baseadas em computador para apoiar a construção de fluxogramas, tanto para Windows como também para Linux. Em nosso curso, vamos utilizar a ferramenta Portugol para a representação gráfica em fluxogramas. Esse software permite a conversão direta entre o programa construído em pseudocódigo e sua correspondência representativa em fluxograma, segundo nos mostra a figura 12. Figura 12 – Converter o algoritmo em fluxogrma Mas é possível também realizar a operação contrária, ou seja, iniciar a construção de um algoritmo pelo fluxograma e converter o diagrama para pseudocódigo. Veja as figuras 13 e 14.
  38. 38. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 38 Figura 13 – Ambiente de visualização/construção de Fluxogramas
  39. 39. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 39 Figura 14 – Exemplo de Fluxograma
  40. 40. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 40 SÍNTESE Agora sim! Começamos a ter uma visão prática sobre a construção de programas de computador. Nesta aula você aprendeu as duas principais representações que podem ser utilizadas para a construção de algoritmos. São as ferramentas principais do curso e servem como principal base para acelerar no conhecimento de linguagens de programação. Cabe ressaltar que o uso dessas ferramentas tem como principal objetivo facilitar a descrição do seu entendimento para a solução de um problema e a opção entre pseudocódigo ou fluxograma dependerá do contexto do problema a ser resolvido. Nas próximas aulas você conhecerá os comandos utilizados em cada representação de um algoritmo, estudando detalhadamente cada exemplo. Até a próxima aula.
  41. 41. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 41 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 3) Descreva as diferenças entre um pseudocódigo e um fluxograma. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 2) Execute o software Portugol e construa em pseudocódigo e/ou fluxograma os algoritmos abaixo (não se preocupe nesse momento em utilizar desvios condicionais): • Troca de pneu de um carro; • Troca de lâmpada de um cômodo da casa; • Realizar uma ligação e conversar por um telefone celular; • Verificação do nível de óleo do carro.
  42. 42. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 42 Aula 4 VARIÁVEIS E CONSTANTES Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Conceituar variáveis e constantes em um algoritmo; • Declarar variáveis, determinar o tipo de dados a ser armazenado e comentar algoritmos; • Atribuir valores às variáveis; • Trabalhar com expressões matemáticas. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. Variáveis e constantes Tipos de dados e Atribuição de valores Comentando algoritmos Operadores aritméticos e relacionais Expressões aritméticas e relacionais Instruções Ler e Escrever (pseudocódigo) Exercícios propostos As variáveis e constantes são elementos fundamentais de um programa de computador. Nesta aula você obterá o conhecimento necessário para construir algoritmos usando estes elementos de programação. Boa aula!
  43. 43. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 43 1 VARIÁVEIS E CONSTANTES As variáveis e constantes são conceitos fundamentais para a construção de algoritmos, pois são através deles que um algoritmo “armazena” os dados dos problema. 1.1 VARIÁVEIS Quando uma determinada informação do problema tem a possibilidade de sofrer alterações (ou variações) no decorrer da execução do programa, essa informação deverá ser tratada como uma variável do problema e deve ser representada no algoritmo. Como o próprio nome sugere, as variáveis podem conter valores diferentes a cada instante do programa, segundo as instruções do algoritmo. Do ponto de vista técnico, uma variável é um espaço de memória do computador que “reservamos” para guardar os dados elementares do problema a ser resolvido. Quando descrevemos uma variável no algoritmo, utilizamos um nome (ou identificador) para representá-la e seu conteúdo pode ser alterado, consultado ou apagado quantas vezes forem necessárias, pois a variável sempre armazenará o último valor atribuído para o seu conteúdo. A ação de descrever uma variável no algortimo é chamada de declaração ou declarar uma variável. 1.2 CONSTANTES Quando uma informação não tem qualquer possibilidade de alteração, ou variar, no decorrer da execução do programa, deve ser tratada como uma constante. Do ponto de vista técnico, uma constante é uma área de armazenamento do computador que manterá seu conteúdo durante toda a execução do programa. Esta área possui um nome (ou identificador) e poderá ser recuperada (lida) a qualquer momento no algoritmo.
  44. 44. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 44 2 TIPOS DE DADOS E ATRIBUIÇÃO DE VALORES Toda variável ou constante precisa receber um tipo de dado, que determinará qual o domínio de seu conteúdo. Os tipos mais comuns de dados são conhecidos como tipos primitivos, descritos na tabela 3. Tabela 3 – Tipos de dados usados em Pseudocódigo Tipo Descrição Domínio Inteiro Todo e qualquer dado numérico que pertença ao conjunto de números inteiros relativos (negativo, nulo ou positivo) -2.147.483.648 2.147.483.647 Real Todo e qualquer dado numérico que pertença ao conjunto de números reais (negativo, nulo ou positivo) -1.7 E 308 1.7 E 308 Lógico Todo e qualquer dado que só pode assumir duas situações (dados biestáveis, algo como verdadeiro ou falso) Verdadeiro ou Falso, normalmente entre pontos. Por exemplo, .verdadeiro. ou .f. Texto Todo e qualquer dado composto por um conjunto de caracteres alfanuméricos (números, letras e caracteres especiais) Seqüências de caracteres entre aspas. Toda variável possui algum conteúdo que será armazenado e manipulado pelo algoritmo. As variáveis que serão utilizadas nos algoritmos devem ser declaradas inicialmente. A declaração de uma variável indica o tipo de dado que ela pode guardar no decorrer da execução do algoritmo (ou no decorrer da execução do programa que futuramente será construído). Para declararmos uma variável, temos que criar-lhe um identificador, que será o nome da variável no algoritmo e também temos que definir o tipo de dado que a
  45. 45. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 45 variável pode armazenar. Faremos a declaração de variáveis obedecendo ao seguinte padrão: variavel [tipo] [nome] Onde tipo pode ser uma das palavras: inteiro, real, lógico ou texto; o nome deve seguir as seguintes regras: • Deve começar por um caractere alfabético; • Pode ser seguido por mais caracteres alfabéticos e/ou numéricos; • Não é permitido o uso de caracteres especiais, como: @, #, &, *, +, ? etc. (exceto o sublinhado). Exemplos de nomes corretos de variáveis: Agencia Nome_Aluno Endereco Salario Data_Venda Sexo Nr_Nota_Fiscal Nr_Tentativas 2.1 CASE SENSITIVE Algumas linguagens possuem regras particulares para os nomes das variáveis. Mas há uma observação importante e que pode variar de uma linguagem para outra, é a sensibilidade por letras maiúsculas e minúsculas utilizadas no nome da variável. Por exemplo, Nome é diferente de NOME. Por isso, para que você não tenha problemas futuros, neste curso declare sempre as variáveis em letras maiúsculas. 2.2 ATRIBUIÇÃO DE VALORES Conforme vimos, cada variável deve armazenar e determinar um tipo de dado. A definição de tipos de dados diferentes oferece uma série de vantagens para a programação de computadores. As duas mais importantes são: • A economia no armazenamento de dados na memória; • Velocidade nas operações aritméticas e lógicas.
  46. 46. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 46 A forma de atribuir um valor para uma variável é utilizando o sinal de igual acompanhado do valor a ser atribuído. Em pseudocódigo é utilizado o símbolo de seta: X 2 3 COMENTANDO ALGORITMOS Um tópico importante, mas pouco explorado nas linguagens de programação é a necessidade de inserir comentários no algoritmo construído. Toda linguagem de programação, bem como um pseudocódigo fornecem uma forma simples (e normalmente padronizada) para inserir comentários no programa. O aspecto importante em inserir comentários está na capacidade de leitura que forneceremos para outros programadores que, porventura, venham a reutilizar o programa construído. As soluções lógicas que construímos para um problema pode variar de programador para programador, por isso trabalhar com comentários é uma prática saudável para o relacionamento com outros profissionais. Ao fazer uso dos comentários, você estará documentando o programa para seu próprio uso. Não é incomum um programador esquecer quais foram as bases que utilizou para construir o algoritmo e, caso necessite revisar um programa há muito tempo sem ser acessado, como procederá se o esqueceu? Para inserir um comentário, inicie a frase com duas barras comuns. Por exemplo: //Exemplo de comentário 4 OPERADORES ARITMÉTICOS E RELACIONAIS
  47. 47. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 47 4.1 OPERADORES ARITMÉTICOS Quando construímos algoritmos, é comum trabalharmos com expressões matemáticas para a resolução de alguns problemas. As expressões matemáticas podem fazer uso de operadores aritméticos e lógicos. As operações são ações executadas sobre os operandos (variáveis ou constantes) que foram previamente definidos. Chamamos de operadores aritméticos o conjunto de símbolos que representa as operações básicas da matemática e podem ser aplicadas a números inteiros e/ou reais, conforme tabela 4. Tabela 4 – Operadores Aritméticos Operação Operador Adição + Subtração - Multiplicação * Divisão / Potenciação ^ Radiciação % Os símbolos utilizados como operador na tabela 4, são representativos na ferramenta de pseudocódigo utilizada neste curso. Algumas linguagens possuem variações nos símbolos utilizados para potenciação e radiciação. Um aspecto importante no uso de operadores aritméticos é sua prioridade matemática, ou seja, um operador de maior prioridade realizará sua operação antes de um operador de menor prioridade. A tabela 5 apresenta as regras de prioridade e que podem ser alteradas com o uso de parênteses. Tabela 5 – Prioridade de cálculo dos operadores aritméticos Operador Operação Prioridade ^, ** Exponenciação 1
  48. 48. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 48 / Divisão 2 * Multiplicação 2 + Adição 3 - Subtração 3 4.2 OPERADORES RELACIONAIS Um outro grupo importante de operadores é formado pelos operadores relacionais (tabela 6). Quando queremos fazer comparações entre valores ou entre expressões (tanto matemáticas como lógicas), precisamos utilizar essa categoria de operadores. Tabela 6 – Operadores relacionais Comparação Operador Igual = Diferente =/= Maior que > Menor que < Maior ou igual a >= Menor ou igual a <= O resultado de uma comparação é sempre um valor lógico (verdadeiro ou falso). Os símbolos utilizados como operador na tabela acima, também são representativos na ferramenta de pseudocódigo utilizada neste curso. Algumas linguagens possuem variações no símbolo utilizado para a comparação Diferente.
  49. 49. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 49 5 INSTRUÇÕES LER E ESCREVER Na construção de algoritmos, é conveniente que o usuário possa informar dados externos para serem operados pelo programa. Assim, um programa pode receber um dado informado por um operador através de um comando de leitura. Da mesma forma, pode ser necessário conhecer o resultado de determinada operação executada pelo computador, então será necessária uma forma de exibir os dados. Cada linguagem tem uma forma específica para entrada e saída de dados. Em algoritmos usaremos os comandos genéricos Ler e Escrever, para realizar a interface com o usuário, conforme mostra a figura 15. Figura 15 – Exemplo de algoritmo de entrada e saída de dados A instrução Ler é utilizada quando se deseja obter informações do teclado do computador, ou seja, é um comando de entrada de dados. Para simplificar, usa-se a instrução Ler, quando se necessita que o usuário do algoritmo digite algum dado (e posteriormente do programa). A instrução Escrever é utilizada quando se deseja mostrar informações na tela do computador, ou seja, é um comando de saída de dados. Para simplificar, usa- se a instrução Escrever, quando se necessita mostrar algum dado para o usuário do algoritmo (e posteriormente do programa).
  50. 50. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 50 Algumas sugestões importantes para escrever algoritmos em pseudocódigo, para realizar operações de entrada e saída: • Incluir comentários nas linhas mais importantes do programa; • Utilizar nomes significativos para as variáveis e constantes, que possam identificar o seu conteúdo; • Efetuar a indentação das linhas para facilitar a leitura. SÍNTESE Nesta aula estudamos os primeiros elementos para o desenvolvimento de um algoritmo, principalmente no que se refere à entrada e saída de dados. Um processo comum de execução de um programa é entrar com uma informação, processá-la e apresentar o resultado obtido, processo descrito nesta aula. Também conhecemos a importância das variáveis e constantes na programação de computadores. Na verdade, todo trabalho realizado por um computador é baseado na manipulação de informações contidas em sua memória. Parte desta aula é sabermos classificar os dados de acordo com o tipo de informação contida neles. Finalmente, procuramos compreender como trabalhar com expressões aritméticas e lógicas, componentes necessários para a construção de algoritmos. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 4) Considerando as variáveis abaixo, assinale N para numérico, C para texto e L para lógico: ( ) 1000 ( ) “4,56”
  51. 51. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 51 ( ) “12” ( ) .Verdadeiro. ( ) .v. ( ) “cinco” ( ) “Casa 8” ( ) “5” ( ) -456 ( ) 456 ( ) -4.56 ( ) 45.876 2) Supondo que as variáveis Nota1, Nota2, Matrícula e Sexo serão utilizadas para armazenar as notas de um aluno, o número da matrícula do aluno e o sexo do aluno, respectivamente, efetue abaixo a declaração das variáveis e seus tipos corretamente. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3) Encontre os erros da seguinte declaração de variáveis: Variáveis Numérico endereço, nfilhos, valor$, xpto, c, peso Texto idade, x Lógico NomeDoPai ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4) Desenvolva algoritmos para os problemas abaixo, usando a ferramenta Portugol: a. Calcular a média entre 4 valores informados pelo usuário e apresentar o resultado; b. Calcular o resultado de xy , onde x e y serão fornecidos pelo usuário e apresentar o resultado. Aula 5
  52. 52. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 52 ESTRUTURAS DE PROGRAMAÇÃO - CONDICIONAIS Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Utilizar os operadores lógicos; • Utilizar uma estrutura de controle seqüencial e condicional; • Detectar os erros comuns de programação. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. Estruturas de controle Usando expressões lógicas Desvios condicionais simples e compostos Bloco SE-ENTÃO-SENÃO Bloco ESCOLHE-CASO Identificando erros comuns de lógica A proposta desta aula é lhe apresentar e lhe ensinar uma abordagem comum na construção de programas, o que são chamados de estruturas de controle. A lógica condicional e seus elementos serão tratados. Boa aula e vamos adiante!
  53. 53. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 53 1 ESTRUTURAS DE CONTROLE Os exemplos de algoritmos que vimos até agora já nos deram uma visão simples do que é um bloco de código de programação. Quando um algoritmo é executado e todos os seus passos (instruções) são processados em seqüência, sem desvios e sem repetir ou omitir nenhuma linha, é chamado de algoritmo seqüencial (figura 16). Por exemplo: inicio real soma, numero1, numero2 escrever "Digite um numero: " ler numero1 escrever "Digite outro numero: " ler numero2 soma <- numero1 + numero2 escrever "O resultado da soma é: " escrever soma fim Quando o algoritmo permite a escolha de um conjunto de ações e/ou estruturas que serão executadas a partir do resultado de uma condição (simples ou composta), é chamado de algoritmo condicional (figura 16). Esta é uma estrutura de controle muito comum na programação de computadores, pois normalmente tomamos decisões dentro do programa, esperando que se faça uma atividade ou outra, de acordo com determinado resultado de algum processamento. Por exemplo: inicio real soma, numero1, numero2 escrever "Digite um numero: " ler numero1 escrever "Digite outro numero: " ler numero2 soma <- numero1 + numero2
  54. 54. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 54 se soma <= 10 então escrever "O resultado da soma é: " escrever soma senão escrever "A operação está acima do esperado!" fimse fim Observe que, nessa estrutura, antes de enviarmos o resultado para a tela do usuário, estamos realizando uma avaliação do valor obtido na operação aritmética do algoritmo. Utilizamos a palavra SE para realizarmos a instrução de teste do resultado e depois informamos qual a expressão que deve ser testada (soma <=10, ou seja, o conteúdo da variável soma é menor ou igual a dez?). Esse é um exemplo de expressão lógica que veremos mais adiante na aula. O resultado deste teste só pode ser um: positivo ou negativo. Caso positivo (a variável soma é igual ou menor que dez), o primeiro bloco de instruções será executado. Caso o resultado seja negativo (a variável soma é maior que 10), o segundo bloco, iniciado com a palavra SENÃO, será executado. Figura 16 – Comparação entre algoritmos seqüenciais e condicionais
  55. 55. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 55 2 USANDO EXPRESSÕES LÓGICAS Como vimos na aula anterior, foram apresentados os operadores aritméticos (soma, subtração, etc.) com eles formamos EXPRESSÕES ARITMÉTICAS, por exemplo B = A * C2 . Também foram apresentados os operadores relacionais (maior que, menor que, igual e etc.), com eles construímos EXPRESSÕES RELACIONAIS, ou seja, estamos relacionando elementos para realizar uma comparação, por exemplo B <= 10. Neste tópico você estudará um outro grupo de operadores, chamados lógicos. A principal finalidade desses operadores é UNIR duas expressões, sejam relacionais ou aritméticas, e com isto estender as capacidades de lógica condicional no algoritmo. Os principais operadores lógicos são os que aparecem na tabela 7. Tabela 7 – Operadores Lógicos Operação Operador Exemplo de expressão lógica Conjunção E SE X > 10 E X <20 ENTÃO (só há uma possibilidade) Disjunção (não-exclusiva) OU SE X > 10 OU Y > 20 ENTÃO Neste caso, retornará verdadeiro se X for maior que 10 OU se Y for maior que 20. Uma das expressões for verdadeira, o retorno do teste será verdadeiro. (há três possibilidades) Negação NÃO SE NÃO A = Y ENTÃO Este operador inverte o resultado, neste exemplo, se A for igual a Y retornará FALSO. (somente há uma possibilidade) Disjunção (Exclusiva) XOU SE X > 10 XOU Y > 20 ENTÃO Somente se X > 10 ou Y > 20 retornará verdadeiro, um ou outro.
  56. 56. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 56 Operação Operador Exemplo de expressão lógica (há duas possibilidades) Dessa forma, estamos revisitando a tabela verdade, que apresenta os resultados possíveis dos operadores lógicos (tabela 8). Tabela 8 – Resumo de possibilidades usando os operadores lógicos Retorno de cada expressão E OU NÃO XOU Expressão A Expressão B A e B A ou B Não A A xou B F F F F V F F V F V V V V F F V F V V V V V F F 3 DESVIOS CONDICIONAIS SIMPLES E COMPOSTOS Para que a execução do algoritmo seja desviada para um caminho específico, com um conjunto de instruções específicas, é necessário um comando de desvio. O comando de desvio é dado pela palavra SE, que inicia um bloco de instruções e deve terminar com a palavra FIMSE. Dentro deste bloco haverá instruções que serão executadas de acordo com o resultado do teste lógico inserido no desvio. Esse desvio precisa conter um teste lógico, para que determine se as instruções dentro do bloco SE deverão ser executadas ou não. O teste lógico é composto de expressões aritméticas, relacionais e lógicas. A estrutura de um bloco SE-ENTÃO é: SE expressão (ões) lógicas ENTÃO Instruções de comando FIMSE
  57. 57. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 57 A diferença entre o desvio condicional simples e desvio composto está na resposta que deve ser dada, caso não existam instruções para o outro resultado da expressão aplicada na palavra SE. Quando se deseja incluir as instruções para o outro resultado, deverá ser utilizada a palavra SENÃO, dentro do bloco SE. A estrutura de um bloco SE-ENTÃO-SENÃO é: SE expressão (ões) lógicas ENTÃO Instruções de comando SENÃO Instruções de comando FIMSE Destaquemos também que existem casos em que é necessário se estabelecer um conjunto de verificações de condições sucessivas. Essa estrutura é chamada de estrutura de desvio condicional encadeado (ou aninhado), significa permitir que, a partir de uma condição atendida, poderá estabelecer novas condições e, dessa forma, teremos condições dentro de condições. A estrutura de um bloco de desvio condicional encadeado é: SE expressão (ões) lógicas ENTÃO SE expressão (ões) lógicas ENTÃO Instruções de comando FIMSE SENÃO Instruções de comando FIMSE Programadores mais experientes preocupam-se com o uso de blocos condicionais encadeados. Não há limite de encadeamento de blocos, mas uma combinação muito grande poderá gerar grande dificuldade ao programador em localizar um problema de lógica. Diante disso, há uma prática comum de limitar até sete encadeamentos e, acima disso, utiliza-se da estrutura ESCOLHE-CASO, que veremos mais adiante nesta aula. Por exemplo:
  58. 58. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 58 • Considere o problema exposto na figura 17, em que se estabelecem três condições para calcular o reajuste do salário de um funcionário: o Quando o salário for menor do que 500, o reajuste será de 15%; o Quando o salário for maior ou igual que 500 e menor ou igual a 1000, o reajuste será de 10%; o Quando o salário for maior que 1000, o reajuste será de 5%.
  59. 59. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 59 Figura 17 – Fluxograma com desvio condicional composto 4 BLOCO SE-SENÃO-ENTÃO Em pseudocódigo, as instruções de desvios condicionais devem também seguir regras específicas. Um exemplo de Desvio Simples: inicio inteiro A inteiro B escrever "Digite um valor para A:" ler A escrever "Digite um valor para B:"
  60. 60. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 60 ler B se A < B ENTÃO escrever "A é menor que B!!" fimse fim Observe que, no exemplo, caso o usuário digitar o valor de B maior do que A, nada irá acontecer no programa. Se desejarmos apresentar alguma instrução para o B ser maior que A, precisamos utilizar a palavra SENÃO. Por exemplo: inicio inteiro A inteiro B escrever "Digite um valor para A:" ler A escrever "Digite um valor para B:" ler B se A < B ENTÃO escrever "A é menor que B!!" SENÃO escrever "B é menor que A!!" fimse fim 5 BLOCO ESCOLHE-CASO Quando há um conjunto de testes lógicos a serem realizados em um mesmo momento do programa, exigindo que vários blocos SE-ENTÃO sejam construídos, poderá haver certo desconforto para o programador construí-lo e para outros programadores interpretarem. Nesses casos, se houver erro, o programador terá grande dificuldade de localizá-lo, já que há um conjunto muito grande de testes que devem ser feitos. Nessa situação, um outro bloco de desvio pode ser utilizado: ESCOLHE- CASO. Essa abordagem é uma excelente potencialização dos desvios compostos
  61. 61. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 61 que algumas linguagens disponibilizam e geram algumas dificuldades para sua utilização. A estrutura de um bloco ESCOLHE-CASO é: ESCOLHE expressão (ões) CASO expressão (ões) Instruções CASO expressão (ões) Instruções DEFEITO FIMESCOLHE Por exemplo: inicio real a, b, resposta inteiro escolha a <- 20 b <- 5 resposta <- 0 escrever "O que você quer ver: 1 = soma 2 = multiplicação 3 = divisão" ler escolha escolhe escolha caso 1: resposta <- a + b escrever "A resposta é " escrever resposta caso 2: resposta <- a * b escrever "A resposta é " escrever resposta caso 3: resposta <- a / b escrever "A resposta é " escrever resposta defeito:
  62. 62. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 62 escrever "Você não digitou uma opção válida" fimescolhe fim E como ficaria a representação do algoritmo em fluxograma? Veja a figura 18. Figura 18 – Fluxograma baseado no algoritmo 6 IDENTIFICANDO ERROS COMUNS DE LÓGICA 6.1 O que são erros de programação?
  63. 63. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 63 Este é um excelente momento para você refletir sobre uma característica inerente aos trabalhos de programação de computadores: os erros de programação, ou bugs. Conforme vimos nas primeiras aulas, o desafio do programador é construir o melhor conjunto de lógica e instruções para entregar a solução para um problema. Por isso, é fundamental um excelente entendimento de qual é o problema a ser resolvido e quais são as variáveis que devem ser consideradas para sua resolução. Segundo Behring (1989), bug é um erro ou um defeito na construção de um programa, ou ainda um engano na instalação do equipamento de processamento de dados, provocando seu mau funcionamento. Nesse contexto, um algoritmo pode conter dois tipos de erros na sua construção: • Erros de sintaxe; • Erros de lógica. 6.2 Erros de sintaxe Os erros de sintaxe ocorrem quando a instrução foi digitada fora dos padrões que a linguagem exige, por exemplo, em pseudocódigo utilizado neste curso, a criação de um bloco SE, sem terminar com a palavra FIMSE, ou a palavra ENTÃO, sem o til na letra A. Todos os softwares mais atuais de mercado para programação de computadores, já fornecem um aviso após a digitação de uma sintaxe errada, orientando o programador para corrigir o problema antes de executar o programa (apesar desse comportamento ser uma opção para o programador, dentro do software em uso). No caso do software que estamos utilizando neste curso (Portugol), quando o programador digita uma palavra que está correta no pseudocódigo, o editor destaca a palavra em negrito figura 19). Figura 19 – Exemplos de reconhecimento dos elementos construídos
  64. 64. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 64 Além disso, o editor também apresenta cores diferentes para os elementos que compõem as instruções digitadas, exemplo: valores em vermelho e símbolo de atribuição de valor em azul. 6.3 Erros de lógica Os erros de lógica são mais complexos de resolver. Nesses casos, o programa foi construído com a sintaxe correta e executado tranqüilamente, mas o resultado apresentado não foi o esperado. Dessa forma, os erros de lógica não apresentam mensagem de erro específica e resolvê-los é, muitas vezes, uma tarefa trabalhosa para o programador. Diante desse grande desafio, os fabricantes de software para programadores ampliaram o potencial das ferramentas para analisar código. São ferramentas conhecidas como debugger ou depuradores de código de programação. Existem as mais variadas ferramentas disponíveis no mercado, pagas e gratuitas. Normalmente as mais comuns utilizadas são as fornecidas em conjunto com alguma ferramenta de desenvolvimento. A ferramenta Portugol também oferece um recurso de depuração do pseudocódigo criado pelo programador figura 20).
  65. 65. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 65 Figura 20 – Menu Algoritmo do software Portugol A janela de monitoramento apresenta o conteúdo das variáveis figura 21). Figura 21 – Janela de depuração de código no software Portugol SÍNTESE Nesta aula você iniciou a construção de programas que possuem desvios condicionais. Aprendeu a diferença entre programas seqüências e condicionais, e entendeu a diferença entre um programa condicional simples e composto. Também deve ter percebido a diferença entre o uso de desvios usando a palavra SE e os desvios através da palavra SELECIONAR-CASO. Esta última é uma opção adequada para atender a um grande número de condições em um mesmo programa. As regras de pseudocódigo para a construção de algoritmos com desvios foram apresentadas, inclusive com exemplos simples. Finalmente, você obteve contato com um tópico fundamental da programação de computadores: erros. Você percebeu que a máxima “Errar é humano”, também se
  66. 66. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 66 aplica no desenvolvimento de sistemas, e existem ferramentas e recursos para que você procure localizar e eliminar erros. Você pôde perceber, não há grandes dificuldades na construção de programas e os desvios condicionais realizam um papel fundamental em programação de computadores. Você chegou até aqui de forma muito construtiva. Até a próxima aula. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1) Numa festa, foi feito um sorteio para distribuir um prêmio. Cinco pessoas foram sorteadas e deveriam pegar uma bola numerada de 1 a 5, Conforme o algarismo sorteado o prêmio será: Número da Bola % do prêmio 1 10% 2 25% 3 15% 4 20% 5 30% O usuário deverá informar o valor do prêmio e qual o número da bola que tirou. Calcule o valor do prêmio e escreva na tela, utilizando o desvio ESCOLHE- CASO. Construa o algoritmo usando o software PORTUGOL.
  67. 67. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 67 2) Quais são os dois tipos de erros na construção de algoritmos? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3) Crie um algoritmo que receba o nome e a nota de um determinado aluno. Caso a nota seja maior ou igual a sete, imprima aprovado, caso negativo, imprima reprovado. 4) Faça um algoritmo que após receber dois valores numéricos, calcule a média e imprima o resultado se, e somente se for maior que 33. Aula 6 ESTRUTURAS DE PROGRAMAÇÃO - REPETIÇÃO Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Construir algoritmos usando estruturas de controle de repetição; • Construir lógica adequada para atender à estrutura de repetição. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao
  68. 68. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 68 término, assinale o conteúdo já estudado. Estruturas de repetição Bloco ENQUANTO-FAZ Bloco FAZ-ENQUANTO Bloco PARA-ATÉ-PASSO Bem vindo a mais esta aula do curso. Veja que agora vamos evoluir o conceito de lógica condicional, usando blocos de repetição e entender quando utilizar uma condição ou outra, de acordo com o problema a ser resolvido. Boa aula! 1 ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO Os algoritmos estudados até agora lhe apresentaram problemas de programação envolvidos com entrada, saída, atribuição e seleção. Este é o momento de damos uma passo adiante, considerando que você já obteve experiência suficiente para avançarmos nos assuntos. Muitos problemas requerem um mecanismo de repetição, no qual algum cálculo ou seqüência de instruções é repetida, muitas vezes, usando diferentes condições. Esta aula irá explorar as alternativas para a construção de repetições e seus diferentes métodos de uso. É comum alguns autores descrevem os blocos de repetição de laços (ou loopings) porque, após a execução do último comando de instrução, há uma avaliação (ou teste) e, de acordo com o resultado, o programa termina a repetição ou retorna ao primeiro comando, reiniciando a execução das instruções dentro do laço. Cada repetição é chamada de iteração ou passagem pelo laço. Para se construir uma seção repetitiva em um algoritmo é necessário a presença de quatro elementos (figura 22):
  69. 69. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 69 • O primeiro é um comando de repetição, que define os limites da seção de código a ser repetida e controla se o código deve ser repetido ou não. Neste curso vamos estudar três diferentes estruturas de repetição: repita-até, enquanto-faz e para-até-passo; • Cada uma destas estruturas necessita de uma condição que deve ser avaliada, vem a ser o segundo elemento da construção de uma seção repetitiva de código. As condições válidas aqui são idênticas às usadas em comandos de seleção; • O terceiro é um comando que, inicialmente, torna a condição verdadeira. Esse comando deve ser posicionado de forma a ser executado antes da condição ser avaliada pela primeira vez, para assegurar a correta execução do laço na primeira vez em que a condição for avaliada; • Finalmente, deve haver um comando dentro da seção repetitiva de código que permita à condição se tornar falsa. Isto é necessário para garantir que, em algum momento, a repetição pare. Figura 22 – Elementos de uma estrutura de repetição
  70. 70. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 70 2 BLOCO ENQUANTO-FAZ O bloco ENQUANTO-FAZ é a estrutura de repetição mais simples. Repete a execução de um bloco de instruções enquanto a condição for verdadeira. Na primeira vez que a condição tornar-se falsa, o bloco não será executado e entregará o controle do programa para a próxima instrução, logo após o bloco de repetição. A estrutura de um bloco ENQUANTO-FAZ (figura 23) é: ENQUANTO expressão (ões) lógicas FAZ Instruções de comando FIMENQUANTO Figura 23 – Exemplos de repetição ENQUANTO-FAZ
  71. 71. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 71 O fluxo de execução de um algoritmo com a estrutura ENQUANTO-FAZ é o seguinte: 1.O algoritmo avalia a expressão inserida na linha que contém a palavra ENQUANTO. A expressão utiliza os mesmos operadores estudados até o momento; 2.Caso o resultado da expressão seja VERDADEIRO, então todo o bloco de instruções será executado, até encontrar a palavra FIMENQUANTO; 3.Ao encontrar a palavra FIMENQUANTO, o algoritmo retorna para a primeira linha do bloco, que contém a palavra ENQUANTO e realiza um novo teste na expressão associada; 4.Caso a expressão permaneça VERDADEIRA, o bloco é executado novamente, caso contrário, o bloco não é executado e o algoritmo passa para a próxima linha de instrução. É importante ressaltar nesse bloco que a expressão é sempre avaliada antes do bloco de instruções. 3 BLOCO FAZ-ENQUANTO Este bloco tem muita semelhança com ENQUANTO-FAZ, com a diferença fundamental: a expressão é verificada após a execução do bloco de instruções. A primeira vez que o algoritmo é executado e passa pelo bloco, o conteúdo do bloco será executado independente da condição estabelecida na expressão. Somente depois da execução do bloco é que a expressão será testada e o bloco de instruções se repete até que a expressão retorne FALSO. As diferenças entre as estruturas ENQUANTO-FAZ e FAZ-ENQUANTO é muito leve. É uma decisão que o programador deve tomar de acordo com a solução que se deseja implementar e determina se a expressão deve ser testada antes ou depois do bloco de instruções. A estrutura de um bloco FAZ- ENQUANTO (figura 24) é: FAZ Instruções de comando ENQUANTO expressão (ões) lógicas
  72. 72. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 72 Figura 24 – Exemplos de repetição faz-enquanto 4 BLOCO PARA-ATÉ-PASSO Na maioria dos casos de repetição, os algoritmos precisam executar um bloco de instruções por um número limitado de vezes, para isso, normalmente se utiliza uma variável para controlar o número de repetições. Foi o caso nos dois tipos de repetições anteriores. Essas situações sempre apresentam uma variável contadora e quatro etapas: 1.Inicialização: atribui um valor inicial à variável contadora; 2.Teste: verifica a condição da variável contadora; 3.Execução: realizar a execução do bloco de instruções; 4.Atualização: incrementa o valor contido na variável contadora. O grande número de situação que requer a lógica justifica a próxima estrutura de repetição, pois resume as etapas de repetição, otimizando a execução do algoritmo.
  73. 73. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 73 PARA variável DE valorinicial ATE valorfinal PASSO incremento Instruções de comando PRÓXIMO Figura 25 – Exemplos de repetição para-de-ate-passo Uma estrutura de repetição PARA-DE-ATÉ-PASSO sempre vem acompanhada de uma variável contadora que armazena quantas vezes o bloco de instruções foi executado. Além de condensar uma lógica recorrente de criação de algoritmo em poucas linhas, possui mais algumas vantagens: • A primeira linha do bloco de código, contendo a palavra PARA, agrupa todas as instruções que controlam a repetição: a inicialização, o teste e a atualização. Dessa forma, o programador é obrigado a declarar todos os elementos para realizar a repetição. Na repetição ENQUANTO-FAÇA o programador precisa lembrar de inserir todos os elementos separadamente; • Esse tipo de repetição separa claramente as instruções de controle da repetição, das instruções de execução, oferecendo uma forma mais elegante de construção e minimizando problemas básicos na construção de algoritmos.
  74. 74. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 74 5 CONTADOR E ACUMULADOR Dizemos que uma variável é considerada contador, quando é utilizada para controlar quantas vezes um determinado trecho de programa foi executado. Esse tipo de uso de variável é muito comum em laços, pois normalmente há necessidade de contar o número de vezes que um conjunto de instruções foi executado. Uma variável é identificada como acumulador quando é utilizada para acumular um valor dentro de um laço. Por exemplo, podemos precisar acumular um determinado valor até chegar ao nível desejado dentro de um laço e somente sairá do bloco de instruções do laço quando o nível for atingido. SÍNTESE Você acaba de avançar mais um passo na direção do conhecimento na programação de computadores. Agora você descobriu o recurso de maior potencial na construção de algoritmos: os blocos de repetição, que elevam de forma clara o uso da lógica condicional para desenvolver sistemas. Primeiramente você identificou o que é um bloco de repetição e seus elementos fundamentais. Viu que cada execução do bloco de repetição é chamada de iteração e que um elemento fundamental no uso de repetições é o amplo conhecimento sobre as expressões aritméticas, lógicas e relacionais. Logo em seguida você aprendeu que, para atender soluções que exijam uma repetição cujo teste lógico ocorre antes do bloco ser executado, a instrução ENQUANTO-FAÇA é para esta finalidade. Depois fizemos uma inversão no bloco de repetição e, com o uso do FAÇA- ENQUANTO, temos uma condição contrária ao ENQUANTO-FAÇA. Nesse bloco de
  75. 75. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 75 repetição o teste lógico é realizado depois que as instruções contidas no bloco são executadas. Nos dois casos, o programador tem a responsabilidade de avaliar qual melhor atenderá a necessidade específica de uma solução. Finalmente, você aprendeu a repetição PARA-ATÉ-PASSO, que é uma abordagem otimizada dos outros dois modos de construção de blocos de repetição. Nesse tipo de repetição, os elementos são mais agrupados e fornecem uma abordagem mais clara para a construção de um código de programação. É isso! Chegamos juntos a um outro nível de pensamento sobre a programação de computadores. Prepare-se que ainda vem mais na próxima aula. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1) Escreva um algoritmo para apresentar cinco vezes na tela a frase “Curso de Lógica de Programação”. 2) Escreva um algoritmo para ler dois valores. Após a leitura deve-se calcular a soma dos valores lidos e armazená-la em uma variável. Após o cálculo da soma, escrever o resultado e escrever também a pergunta 'Novo Cálculo (S/N)?'. Deve- se ler a resposta e se a resposta for 'S' (sim), deve-se repetir todos os comandos (instruções) novamente, mas se a resposta for 'N' (não), o algoritmo deve ser finalizado escrevendo a mensagem 'Fim dos Cálculos'. 3) Escreva um algoritmo para ler a nota de 5 alunos e contar quantos foram aprovados, sendo que, para ser aprovado, a nota deve ser maior ou igual a 6,0. Escrever o número de aprovados. 4) Escreva um algoritmo que solicite um número e apresente todos os números de 0 (zero) até o número digitado.
  76. 76. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 76 Aula 7 MODULARIZAÇÃO DE ALGORITMOS Objetivos da aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Simplificar algoritmos muito grandes, usando o método da modularização; • Entender o uso de subrotinas e seus tipos de construção. Conteúdos da aula Acompanhe os assuntos desta aula, se preferir, ao término, assinale o conteúdo já estudado. Modularização Módulos Funções Passagem de parâmetros Chegamos na última aula do curso. Você percebeu que a cada aula, os conhecimentos obtidos foram sendo relacionados e evoluindo a complexidade de um algoritmo. Nesta aula, vamos ver uma abordagem para simplificar algoritmos e melhorar a manutenção de nossos programas. Este assunto é parte importante e também comum na construção de programas. Boa aula e vamos em frente!
  77. 77. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 77 1 MODULARIZAÇÃO A abordagem famosa “dividir para conquistar” é muito utilizada na programação de computadores. Há um estudo psicológico afirmando que o ser humano consegue resolver problemas contendo menos de sete variáveis simultâneas. Se um problema possui acima de nove variáveis simultâneas, é considerado um problema complexo, desta forma, a técnica de “dividir para conquistar” é utilizada para quebrar um problema complexo em vários pedaços, ou pequenos problemas simples. Neste sentido, à medida que construímos um algoritmo, as necessidades e os problemas são resolvidos complementando cada vez mais a solução original. É comum que um algoritmo seja extenso e proporcional à complexidade que o problema apresenta, pois o conjunto de instruções é ampliado para atender à complexidade exigida, apresentando-se um tamanho cada vez maior. Em resumo, problemas complexos normalmente exigem algoritmos extensos. Em contrapartida, o principal objetivo da programação de computadores é escrever um programa o menor possível, para que se utilize um menor número de recursos (memória, espaço no disco rígido, etc.), enquanto se resolve o problema de forma objetiva. Nesse cenário, o volume de instruções e estruturas condicionais no algoritmo geram grande dificuldade de leitura e, em caso de problema, levará muito tempo para localizar sua origem. A solução é quebrar ou dividir o algoritmo em várias e pequenas partes que, juntas, formarão um grande algoritmo. Esses pedaços de instruções de programação são conhecidos por módulos ou subalgoritmos. Ao modularizar um algoritmo, buscamos aumentar a funcionalidade das partes do conjunto, facilitando o seu entendimento e possibilitando a reutilização das partes. Todo programa modularizado contém um algoritmo principal (figura 26), o primeiro conjunto de instruções que serão executadas quando o programa for iniciado. A partir do algoritmo principal, são chamados os demais módulos que compõem o programa. Um subalgoritmo normalmente resolve problemas simples, como a operação aritmética específica ou verifica se uma determinada entrada de dados foi realizada
  78. 78. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 78 pelo usuário. Um subalgoritmo pode ser chamado pelo algoritmo principal ou por outros subalgoritmos que compõem o programa. Quando ocorre a chamada ao subalgoritmo, as instruções contidas serão executadas e, após sua execução, o processamento do programa retornará para o ponto de chamada. Algumas características de um algoritmo refletem a abordagem de modularização: • Confiabilidade: pela divisão do problema em pequenas partes simples, aumenta a possibilidade da solução correta; • Legibilidade: o programa é fácil de ser lido e entendido por um programador de nível médio; • Facilidade de manutenção: o programa é fácil de ser modificado. Quando houver necessidade de mudança, a alteração será facilmente implementada. Na verdade, apenas pequenas partes receberão modificações; • Flexibilidade: o programa é fácil de ser reutilizado. Por exemplo:
  79. 79. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 79 Figura 26 – Chamando um subalgoritmo Os programadores utilizam subalgoritmos por dois motivos: • Para facilitar a construção de algoritmos grandes: com a quebra do problema, usando pequenos conjuntos de instruções, é mais fácil realizar a manutenção no programa; • Para armazenar instruções repetitivas em uma única localização: algumas vezes você precisará realizar uma tarefa mais de uma vez em seu algoritmo. Ao invés de escrever as instruções repetidas vezes, você pode escrevê-las em um subalgoritmo, que fará parte do seu programa e poderá ser chamado várias vezes, em pontos diferentes do algoritmo; • Para delimitar o escopo (nível de abrangência) de variáveis: através da modularização, uma variável poderá consumir recursos do
  80. 80. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 80 computador somente em determinados momentos do programa, otimizando a execução do mesmo. Existem dois tipos de subalgoritmos: módulos (ou procedimentos) e funções. Vamos conhecer cada um deles. 2 MÓDULOS Conforme vimos, ao dividirmos um algoritmo em pequenas partes interdependentes, esses pedaços são chamados subalgoritmos, mas a identificação dos subalgoritmos pode variar de acordo com a linguagem em uso. Algumas linguagens chamam subalgoritmos de módulos e outras chamam de procedimentos (podem também ser referenciados como desvios). Neste curso, vamos utilizar o termo módulo ao pedaço de programa que contém instruções que aceitam dados e utilizam estes dados para executar tarefas específicas. Os módulos podem ser chamados em qualquer parte do algoritmo principal, como também podem ser chamados por outros módulos que estejam presentes no mesmo programa. A chamada ao módulo representa a execução das ações contidas, em seguida, a execução retorna ao ponto da chamada (poderá ser o módulo principal ou outros módulos). Não existe ordem para definição dos módulos. Um módulo é composto por duas ou três partes: • Nome do módulo; • Uma ou mais instruções que deverão ser executadas no módulo; • (Opcional) Dados fornecidos pelo algoritmo de origem, que serão utilizados para o processamento e execução das instruções contidas no módulo. (Este assunto será tratado no tópico Passagem de Parâmetros.) Veja na figura 27 um exemplo de construção de algoritmo com subalgoritmos, usando módulo.
  81. 81. SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Algoritmos 81 Figura 27 – Pseudocódigo para chamar um módulo 3 FUNÇÕES As funções compreendem as mesmas características de um módulo. A diferença está no retorno do processamento do subalgoritmo. Em um módulo, o processamento ocorre manipulando variáveis do algoritmo principal e pode realizar várias transformações ao retornar ao ponto principal de chamada. As funções permitem o retorno de apenas um resultado e podem ser utilizadas como parte de uma expressão no algoritmo. Dessa forma, uma função é um bloco de instruções que computa e devolve um valor, semelhante às funções matemáticas. Veja na figura 28 um exemplo de construção de algoritmo com subalgoritmos, neste caso usando Função.

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