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Bacharelado em Ciência e Tecnologia

Processamento da Informação

Introdução à Programação de Computadores

Introdução à Programação de

Computadores – Parte I

Componentes Básicos do Computador

e de um Programa

Prof. Edson Pinheiro Pimentel

Centro de Matemática, Computação e Cognição




Objetivos

Compreender os componentes básicos de um

programa ...




Objetivos

Compreender os componentes básicos de um

programa ...

Conhecer a arquitetura básica de um

computador




Pra começar...




Pra começar...

Um dos objetivos específicos da Disciplina:

Aprender e praticar a escrita de PROGRAMAS

de computador para resolver problemas




Pra começar...

Um dos objetivos específicos da Disciplina:

Aprender e praticar a escrita de PROGRAMAS

Qual é a “cara” de um programa de

computador?




Exemplo: um programa em JAVA




Um programa tem várias partes





Variáveis





Entrada de Dados





Processamento





Saída





Processamento

Saída

Variáveis

Entrada de Dados




O COMPUTADOR E SEUS COMPONENTES BÁSICOS




Arquitetura básica do processamento de dados

O programa é quem determina o funcionamento do computador e

ele depende da sua finalidade




Hardware está associado à parte física do sistema que suporta o processamento da informação (circuitos, placas, monitor, teclado...)

Sistema Computacional: Hardware e Software




Software corresponde ao conjunto de programas responsáveis pelo controle do sistema para a execução das tarefas consideradas

Sistema Computacional: Hardware e Software




HARDWARE




A arquitetura básica proposta por John von Neumann o possui quatro componentes básicos:

Hardware Básico de um Computador






I - Unidade de Entrada e Saída de Dados;






II - Memória;






III – Unidade Lógica Aritmética






IV – Unidade de Controle






A Unidade Central de Processamento (UCP) engloba a UC e a ULA.




SOFTWARE




• Software de sistema, ou sistema operacional

• Windows, Linux, etc.

Tipos de Software






• Software aplicativo

• Editores de texto: Word, WordPerfect, etc

• Planilhas eletrônicas: Excel, Lotus 123, QuatroPro, etc

• Apresentação: PowerPoint, etc

• Desenho: PaintBrush, CorelDraw, etc

Tipos de Software











• Softwares Específicos podem ser construídos:

• Folha de Pagamento, Sistemas de Vendas, Sistema Acadêmico, etc

Tipos de Software











• Softwares Específicos podem ser construídos:

• Folha de Pagamento, Sistemas de Vendas, Sistema Acadêmico, etc

SOFTWARE PROGRAMA

Tipos de Software




O PROGRAMA E SEUS COMPONENTES BÁSICOS




É uma sequência de instruções (comandos) que, a partir de dados inseridos, obtêm um resultado que será disponibilizado por algum dispositivo de saída

Definição de Programa

Entrada de Dados

Processamento dos comandos de um programa

Saída de Dados




É uma sequência de instruções (comandos) que, a partir de dados inseridos, obtêm um resultado que será disponibilizado por algum dispositivo de saída

Definição de Programa




Entrada de Dados

Processamento dos comandos de um programa

Saída de Dados

2+5 7

Analogia: Calculadora e Programa




Como softwares e/ou programas são construídos?




Linguagens de programação são utilizadas para a construção de

programas em computadores

Como softwares e/ou programas são construídos?




Conjunto limitado de símbolos e comandos, utilizados para criar programas;

Definição de Linguagem de Programação





Método padronizado para expressar instruções para um computador;






Método padronizado para expressar instruções para um computador;

Por meio dela se estabelece uma comunicação com o computador, fazendo com que ele “compreenda” e execute o que o programador determinar.





• Uma linguagem de programação pode

ser de baixo nível (linguagem de máquina)

Linguagem Assembler

Linguagem de Baixo Nível




Linguagem de Alto Nível

• Linguagens de alto nível apresentam uma “sintaxe” mais próxima da linguagem natural (humana)

• Usam palavras reservadas extraídas do vocabulário corrente (int, public, if, else, while, ...)




EXEMPLO


class HelloWorld {

public static void main (String[] args) {

System.out.println (“Alô mundo!”);

}

}

• Linguagens de alto nível apresentam uma “sintaxe” mais próxima da linguagem natural (humana)

• Usam palavras reservadas extraídas do vocabulário corrente (int, public, if, else, while, ...)




Algumas linguagens de programação, e o ano em que foram desenvolvidas:

Histórico das Linguagens de Programação




Os programas escritos em linguagens de alto nível são convertidos para a linguagem de máquina através de um programa compilador, ou de um interpretador

Programas Compilados ou Interpretados






Linguagem de Máquina

Compilador ou interpretador







Linguagem de Máquina

Compilador ou interpretador

• Trataremos de “Compiladores” e “Interpretadores” mais adiante”





RESUMINDO ....




• Um computador executa PROGRAMAS

Coisas para não esquecer





• O Sistema Computacional depende do Hardware (computador) e do Software (programas)







• Programas são escritos em determinadas linguagens e são “traduzidas” para que o computador possa executar







• Programas são escritos em determinadas linguagens e são “traduzidas” para que o computador possa executar

• Um programa geralmente possui 3 partes distintas: a entrada de dados, o processamento e a saída de dados







• Programas são escritos em determinadas linguagens e são “traduzidos” para que o computador possa executar

• Um programa geralmente possui 3 partes distintas: a entrada de dados, o processamento e a saída de dados

• A arquitetura básica de um computador é composta pelos: dispositivos de entrada e saída de dados, pela CPU (unidade central de processamento) que engloba a unidade de controle e a unidade lógica e aritmética, e a memória principal.





Introdução à Programação de

Computadores – Parte II

Algoritmos do Dia-a-Dia e

Técnica de Interpretação de Enunciado




Objetivos

Aprender a redigir rotinas comuns do dia-a-dia

forma de algoritmos

Conhecer uma técnica para a construção de

algoritmos computacionais




Relembrando ...

O funcionamento de qualquer computador

está baseado nessa arquitetura básica:




APRENDENDO A PROGRAMAR COMPUTADORES: POR ONDE COMEÇAR ?




O principal componente de um programa de computador é a sua lógica, ou seja, o que o computador deve fazer para resolver um problema.

Devemos então DESCREVER essa lógica numa linguagem que o computador “entenda”

É mais fácil começar a programar (organizar a lógica) em uma linguagem de alto nível.

Qual é a linguagem de mais alto nível para um ser humano que fala naturalmente o português?

Aprendendo a Programar Computadores




Vamos dar os primeiros passos na arte de programar computadores, em uma linguagem mais próxima da linguagem natural.

O caminho mais tranquilo é por meio de ALGORITMOS

Escrever ALGORITMOS é mais simples porque focam na solução do problemas e não consideram “detalhes” de linguagem, etc.

Aprendendo a Programar Computadores




ALGORITMOS




É uma sequência finita de instruções, ordenada de

forma lógica para a resolução de uma determinada

tarefa ou problema.

Um algoritmo fixa um padrão de comportamento a ser seguido, uma norma de execução, com o objetivo de resolver um determinado problema.

Definição de ALGORITMO




No dia-a-dia dizemos que é algo que é coerente, óbvio, correto.

Lógica Logos + Ica

Razão Ciência

Estuda o raciocínio/pensamento humano.

Estudo de argumentos

Argumento é uma sequência de enunciados, na qual um dos enunciados é a conclusão, derivado a partir dos outros enunciados (premissas).

É o oposto de

“Isso não tem Lógica”

O que é LÓGICA?




Todos os peixes vivem na água. (premissa1)

Golfinhos são peixes. (premissa 2)

.·. Golfinhos vivem na água. (conclusão)

Tanto a forma de argumento quando a conclusão são verdadeiras, apesar de esta última ter sido deduzida a partir de uma premissa falsa (golfinhos são peixes).

Um silogismo representa um argumento composto de

duas premissas e uma conclusão. E estabelece uma conclusão, que pode ser válida ou não.

Silogismo - Aristóteles




LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO




Falar em lógica de programação significa contextualizar

a lógica na construção de programas.

Lógica de programação está relacionada ao raciocínio que precisamos desenvolver para resolver um problema cuja solução deverá ser implementada em um computador.

Encadear pensamentos para atingir determinado objetivo.

Como pensar como um

programador ?

Lógica de Programação




A habilidade mais importante para um cientista da computação é a solução de problemas;

A solução de problemas é a habilidade de formular questões, pensar criativamente sobre soluções possíveis e expressar uma solução de forma clara e precisa;

E aprender a programar é uma excelente oportunidade de praticar as habilidades da solução de problemas.

Solução de Problemas




Diagnosticar a doença de um paciente a partir da descrição dos sintomas, e medicá-lo.

Criar um sistema de informação que permita gerir as entradas/saídas (cargas/descargas) de navios em um porto marítimo.

Desenvolver um programa para controle da movimentação de um robô.

Exemplo de Problemas




Um algoritmo é uma forma de representar a solução de um problema por meio de uma

sequência de passos.

São exemplos de algoritmos:

Receitas de bolos

Manuais técnicos

Guias de montagem

Programas de computadores

Algoritmo




EXEMPLO DE CONSTRUÇÃO DE ALGORITMO




Fazer um bolo de chocolate.

Problema




Qual o resultado esperado?

Saída




Saída




O que é preciso para se obter o resultado desejado?

Passos




O que é preciso para se obter o resultado desejado?

Ingredientes

Passos




Ingredientes:

5 ovos.

250 gramas de margarina cremosa.

2 xícaras (chá) de açúcar.

1 xícara (chá) de farinha de trigo.

1 xícara (chá) de chocolate.

200 gramas de côco ralado.

1 copo de leite.

1 colher (sopa) de fermento.

Dados de Entrada




Qual a sequência necessária (de uso dos ingredientes) para se obter o resultado desejado?

Passos




Modo de Preparo

Bata a margarina, as gemas e o açúcar até ficar cremoso.

Junte o leite, o côco e a farinha e continue batendo.

Acrescente o fermento e, por último, as claras em neve.

Unte uma forma com manteiga e leve ao forno para assar.

Processamento




OUTRO EXEMPLO DE ALGORITMO




???

???

???

???

???

???

???

Algoritmo

Quais os passos para realizar a troca de uma lâmpada ?

• Para quem troca lâmpadas com frequência (ou já viu trocar) os passos podem ser feitos automaticamente

• Mas e se essa mesma pessoa tiver que

deixar uma RECEITA para uma pessoa que nunca trocou uma lâmpada efetuar essa tarefa ?




Pegar uma escada.

Posicionar a escada embaixo da lâmpada.

Buscar uma lâmpada nova.

Subir na escada.

Retirar a lâmpada velha.

Colocar a lâmpada nova.

Algoritmo

Quais os passos para realizar a troca de uma lâmpada ?




1. ???

2. ???

3. ???

Algoritmo

E se a lâmpada não estiver queimada?




1. Acionar o interruptor.

2. Se a lâmpada não acender, então:

Pegar uma escada.

Posicionar a escada embaixo da lâmpada.

Buscar uma lâmpada nova.

Subir na escada.

Retirar a lâmpada queimada.

Colocar a lâmpada nova.

Algoritmo

E se a lâmpada não estiver queimada?




Pode haver vários algoritmos para resolver um mesmo problema.

Afinal, cada pessoa pensa e age de forma diferente.

O desenvolvimento de algoritmos é um exercício de

Criatividade

Experiência

Diversas soluções para um problema




Diferentes algoritmos podem estar corretos, se levarem ao alcance do objetivo final.

Entretanto, deve-se procurar desenvolver

algoritmos que resolvam o problema com menos

esforço e maior objetividade.

Diversas soluções para um problema




ESCREVENDO ALGORITMOS




Instrução/Comando: São frases que indicam as ações a

serem executadas. São compostas de um verbo no imperativo, ou no infinitivo, mais um complemento.

Exemplo:

Bata (Bater) duas claras em neve.

Ligue (Ligar) os faróis.

Some (Somar) dois números.

Imprima (Imprimir) resultado da soma.

Para escrever ALGORITMOS (programas) é necessário o

uso de INSTRUÇÕES / COMANDOS.

ALGORITMO: instruções ou comandos




Formalizar a escrita de

algoritmos.

Escrita na

forma de pseudocódigo.

Problema Pseudo linguagem

se...

então...

senão...

Linguagem de

programação

Java, C,

Pascal, etc

Linguagem de máquina

Zeros e uns...

Pseudolinguagem




Uma linguagem (ou pseudolinguagem) possui duas características:

Sintaxe - como escrever os comandos e seus componentes;

Semântica - o significado de cada comando e conceito.

A sintaxe e a semântica de uma linguagem de programação englobam várias ações, como, por exemplo:

Declarações de Variáveis;

Operadores;

Comandos de entrada e de saída;

Comandos de seleção, repetição etc.

Pseudolinguagem




Bloco de execução é um conjunto de ações que possui uma função bem definida.

O início de um bloco é marcado pela palavra início.

O fim de um bloco é marcado pela palavra fim.

início

<declaração de variáveis>

<comandos>

fim

Bloco de Execução




O próprio algoritmo é um bloco de execução. A sintaxe da definição do bloco de um algoritmo é:

Algoritmo <NomeDoAlgoritmo>

início

<declaração de variáveis>

<comandos>

fimalgoritmo.

Bloco de Execução




TÉCNICA PARA A CONSTRUÇÃO DE ALGORITMOS




O que

preciso?

(Entrada)

Como chegar ao

que quero?

(Processamento)

O que

quero?

(Saída)

ALGORITMO – Sequência do Programa




O que

preciso?

(Entrada)

Como chegar ao

que quero?

(Processamento)

O que

quero?

(Saída)

ALGORITMO – Passos para construção

Na construção do algoritmos devemos identificar primeiro a SAÍDA de dados, para então pensar nos passos necessários para chegar nessa saída




Identificar o problema (objetivo) mediante leitura atenta de seu enunciado (entendimento) .

Identificar os resultados que devem ser gerados na solução (saída de dados) .

Identificar no enunciado os dados a serem fornecidos para o algoritmo (entrada de dados) .

Determinar o que deve ser feito para transformar as entradas nas saídas desejadas (processamento) .

ALGORITMO – Passos para a construção




Escreva um algoritmo para somar dois números quaisquer.

ALGORITMO – EXEMPLO






Identificar os resultados que devem ser gerados na solução (saída de dados)




Escreva um algoritmo para somar dois números quaisquer


Identificar os resultados que devem ser gerados na solução (saída de dados)

O resultado da soma




Escreva um algoritmo para somar dois números quaisquer


Identificar no enunciado os dados a serem fornecidos para o algoritmo (entrada de dados)






Identificar no enunciado os dados a serem fornecidos para o algoritmo (entrada de dados).

Os dois números.






Determinar o que deve ser feito para transformar as entradas nas saídas desejadas (processamento) .

Somar os dois números.






Organizando o ALGORITMO numa ordem

coerente.





1. Leia o número X

2. Leia o número Y

3. Some X e Y

4. Mostre o resultado da soma

Entrada Saída Processamento

Número X

Número Y Somar X e Y Resultado

da soma





FORBELLONE, A. L. V.; EBERSPACHER, H. F., Lógica de Programação – A Construção de Algoritmos e Estruturas de Dados, Prentice Hall, 2005

• CAPÍTULO 1 – Introdução a Lógica de Programação

Leituras Sugeridas




RESUMINDO...




• As rotinas do dia-a-dia podem ser descritas na forma de Algoritmos

• Escrever algorimos é mais ou menos como escrever um MANUAL para que algúem execute uma tarefa

• Um algoritmo computacional (para ser executado por um computador) precisa seguir alguns padrões de linguagem

• A construção de algoritmos a partir de um enunciado de um problema requer técnicas de compreensão e refinamento da solução

• Qual a SAÍDA de dados requerida ?

• Qual a ENTRADA de dados necessária?

• Qual o PROCESSAMENTO necessário para transformar ENTRADA em SAÍDA ?

Coisas para não esquecer:




EXERCÍCIOS DE LÓGICA




Um lobo, uma cabra e uma couve têm de atravessar um rio em um barco que transporta um de cada vez, incluindo o barqueiro. Como o barqueiro os levará para o outro lado de forma que a cabra não coma a couve e o lobo não coma a cabra?

Exercício 1




Dois homens seguiam por um caminho. Um levava 8 litros de vinho em um garrafão e o outro levava 8 litros de vinho em dois garrafões, um com cinco litros e um com três.

Eles beberam o vinho do garrafão maior, de 8 litros, e agora querem dividir os 8 litros de vinho restante igualmente, para nenhum dos dois carregar mais peso que o outro. Entretanto, eles só podem usar como medida, os próprios garrafões: um de 8 litros, um de 5 e um de 3. Como fazer?

Exercício 2




EXERCÍCIOS DE ALGORITMOS




Descreva a sequência de passos necessária para:

Colocar um carro em movimento.

Exercício 1




Descreva a sequência de passos necessária para:

Jogar o jogo da velha.

Exercício 2

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