Introdução à Programação
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1. Introdu o Programa o Jo o Manuel R S Tavares ES a NEIS Universidade PR y R d M IN l y do Porto Bym E jose tg rar FEUP DEMEC np DE ENGENHARIA MEC NICA Sum rio eee PE 1 Ciclo de desenvolvimento de um programa 2 Descri o de algoritmos 3 Desenvolvimento modular de programas 4 Estruturas de controlo de um programa 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 2 Execu o de uma tarefa no computador Passos at escrever as Instru es para executar uma determinada tarefa 1 Determinar qual deve ser a sa da 2 Identificar os dados ou entrada necess ria para obter a sa da 3 Determinar como processar a entrada para obter a sa da desejada Processamento 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 3 Execu o de uma tarefa no computador Exemplos de execu o de tarefas 1 Um exemplo do dia a dia fazer um bolo de ma sSa da bolo de ma a mEntrada ingredientes e respetivas quantidades gt Os ingredientes e quantidades s o determinados por aquilo que se quer fazer Processamento a receita indica como proceder 2 Um problema de c lculo determinar o valor do selo de uma carta sSa da valor do selo mEntrada peso da carta escal es de peso custo escal o Processamento o algoritmo indica como proceder 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o2. Programa o 4 Ciclo de desenvolvimento de um programa 1 Analisar o problema 2 Planear a solu o 3 Escolher a interface 4 Codificar 5 Testar e corrigir erros 6 Completar a documenta o 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 1 Analisar o problema xL Compreender o que o programa deve fazer qual deve ser a sa da Ter uma ideia clara de que dados entrada s o fornecidos Perceber muito bem qual a rela o entre a entrada e a sa da desejada 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 6 2 Planear a solu o Encontrar uma sequ ncia l gica e precisa de passos para resolver o problema e Tal sequ ncia de passos chamada um algoritmo eO algoritmo deve incluir todos os passos mesmo aqueles que parecem bvios eExistem v rios m todos de especificar o algoritmo diagramas de fluxo ou fluxogramas pseudoc digo diagramas top down O planeamento tamb m envolve um teste manual do algoritmo usando dados representativos 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 7 3 Escolher a interface cem PR Determinar como que a entrada ser obtida e como que a sa da ser apresentada Por exemplo em Visual Basic C Criar objetos para receber a entrada e apresentar a sa da mCriar bot
3. de erros analisando os sintomas de um erro frequentemente f cil reduzir a causa desse erro a um determinado m dulo 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 18 Exemplo PROBLEMA gt gt gt Calcular a rea de um tri ngulo dadas as coordenadas dos v rtices usando a f rmula de Heron AREA S S A S B S C em que S semi per metro A B C 2 e A B e C comprimentos dos lados Ler coord dos v rtices Calcular a rea V1 V2 V3 Escrever rea Calcular comprimento Calcular S Calcular AREA dos lados aplicar f rmula Calcular d ai Dist V1 V2 Diagrama top down 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 19 Estruturas de controlo de um programa Em geral um programa n o constitu do por uma sequ ncia r gida linear de instru es que s o executadas sempre do mesmo modo Muitas problemas requerem que seja tomada uma decis o para selecionar entre duas sequ ncias de instru es qual a que vai ser executada Por vezes necess rio repetir um determinado conjunto de instru es enquanto se verificar uma determinada condi o at que se verifique uma determinada condi o ou um determinado n mero de vezes A generalidade das linguagens de programa o possui al m de instru es simples de leitura escrita e atribui o de valores instru es de controlo que envolvem a es de sele o ou
4. de repeti o de sequ ncias de Instru es permitindo fugir a uma sequ ncia r gida linear de execu o de um programa 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 20 Instru es condicionais mm Permitem uma sele o de sequ ncias alternativas de Instru es Fluxograma Pseudoc digo Falsa Verdadeira Vs S Se condi o ent o a o Se a condi o for verdadeira a a o executada Se a condi o for falsa n o executada nenhuma a o passa a ser executada a instru o seguinte Uma a o pode ser constitu da por uma ou mais instru es 2012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 21 Instru es condicionais Fluxograma Pseudoc digo Se condi o ent o Verdadeira a o 1 sen o a o 2 Se a condi o for verdadeira executada a a o 1 Se a condi o for falsa executada a a o 2 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 22 Instru es de repeti o Usadas quando se pretende executar uma sequ ncia de Instru es zero ou mais vezes H 3 variantes de instru es repetitivas 1 Enquanto se verificar uma condi o executar uma a o 2 Repetir uma a o at que se verifique uma condi o 3 Executar uma a o um n mero conhecido de vezes 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 23 Instru es de
5. es de comando apropriados para que o utilizador possa controlar o programa 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 8 4 Codificar em PE Traduzir o algoritmo para uma linguagem de programa o ex Visual Basic Fortran gt Temos ent o um programa Introduzir o programa no computador 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 9 5 Testar o programa e corrigir erros debugging depura o Localizar e remover eventuais erros do programa sOs erros sint ticos resultam do facto de o utilizador n o ter escrito o programa de acordo com as regras da gram tica da linguagem de programa o utilizada s o detetados pelo compilador interpretador da linguagem O computador n o executar nenhuma instru o sintaticamente incorreta ns erros sem nticos resultam do facto de o programador n o ter expressado corretamente atrav s da linguagem de programa o a sequ ncia de a es a ser executada Estes erros t m de ser detetados pelo programador atrav s de testes exaustivos com dados variados para os quais a sa da deve ser conhecida 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 10 6 Completar a documenta o e A documenta o serve para que outra pessoa ou o pr prio programador mais tarde entenda o programa A documenta o consiste em incluir coment rios no programa que especificam mo ob
6. repeti o Fluxograma Pseudoc digo Falsa Enquanto condi o executar condi o g o Verdadeira Se a condi o for verdadeira executada a a o e volta se a testar a condi o Se a condi o for falsa passa se execu o da instru o seguinte A a o pode ser executada zero se o teste de condi o resultar falso logo da 1 vez OU mais vezes 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 24 Instru es de repeti o Fluxograma Pseudoc digo Repetir a o Verdadeira at que condi o Falsa A a o executada e a seguir testa se a condi o Se a condi o for falsa a a o repetida e volta se a testar a condi o Se a condi o for verdadeira passa se execu o da instru o seguinte A a o pode ser executada uma se o teste de condi o resultar verdadeiro logo da 1 vez ou mais vezes 2012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 25 Pseudoc digo Para x de A at B executar a o Verdadeiro A a o executada um certo n mero de vezes desde um valor inicial A at um valor final B de uma vari vel x designada contador que controla o ciclo Se A gt Bo ciclo n o executado nenhuma vez 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 26
7. 1 R2 2012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 16 Descri o da estrutura de um programa A estrutura de um programa pode ser descrita atrav s de um diagrama de estrutura diagrama hier rquico ou diagrama top down que descreve a organiza o do programa mas omite os pormenores das opera es Ele descreve o que cada parte ou m dulo do programa faz e mostra como os diferentes m dulos est o relacionados entre si O diagrama l se do topo para baixo top down e da esquerda para a direita Cada m dulo pode estar dividido em sub m dulos e assim sucessivamente Estes diagramas s o teis no planeamento inicial do programa e ajudam a escrever programas bem estruturados 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 7 Desenvolvimento modular de programas M todo usado para lidar com problemas de programa o complexos Come a se por dividir a tarefa inicial em sub tarefas algumas das quais poder o ser de grande complexidade Cada uma destas sub tarefas por sua vez dividida em sub tarefas mais simples e assim sucessivamente at que todas as tarefas estejam descritas de forma suficientemente elementar para poderem ser facilmente codificadas na linguagem de programa o escolhida Vantagens do desenvolvimento modular sum m dulo pode ser facilmente reutilizado em v rias partes do programa mfacilita a dete o e corre o
8. er ou imprimir os dados a ler escrever s o indicados no interior oo Processamento usado para opera es de manipula o dos dados ou opera es aritm ticas Decis o usado para indicar opera es de teste tem uma entradae duas sa das correspondentes ao resultado do teste ser verdadeiro ou falso 2012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 13 S mbolos ANSI usados em fluxogramas Processo Usado para representar um grupo de pr definido opera es que constituem uma tarefa Conector Usado para ligar diferentes linhas de fluxo Conector para usado para indicar que fora da p gina o fluxograma continua noutra p gina dane Coment rio Usado para fornecer informa o adicional acerca de outro s mbolo do fluxograma CIO 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 14 i Exemplo PROBLEMA a Calcular as ra zes reais de uma equa o do 2 grau equa o Ax Bx C 0 ra zes x B VB gt 4AC QA Pseudoc digo Ler A B C Calcular D B2 4 A C Se D gt O ent o Calcular R1 B YD 2 A Calcular R2 B VYD CHA Escrever R1 R2 Sen o Escrever n o tem ra zes reais Fim 2012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 15 Exemplo Fluxograma R1 B VD 2 A Escrever R2 B VD 2 A n o h ra zes reais Escrever R
9. jetivo do programa como Usar o programa ma fun o das vari veis ma natureza dos dados guardados nos ficheiros mas tarefas executadas em certas partes do programa E Em programas comerciais a documenta o inclui normalmente um manual de instru es Outros tipos de documenta o pseudoc digo fluxograma diagrama top down 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o 11 Descri o de algoritmos Duas formas utilizadas Pseudoc digo Descreve a sequ ncia de passos usando uma linguagem parecida com a linguagem comum Ingl s Portugu s mas usando frases com constru es pr ximas das que s o aceites por muitas linguagens de programa o Exemplos de constru es 1 Se condi o ent o fazer a es 1 sen o fazer a es 2 2 Repetir a es at que condi o Fluxograma ou diagrama de fluxo Descreve graficamente a sequ ncia de passos a executar para resolver Ed um determinado problema e como os passos est o interligados E constitu do por um conjunto de s mbolos geom tricos ligados por setas 02012 Jo o Manuel R S Tavares CFAC Introdu o Programa o P S mbolos ANSI usados em fluxogramas Linha de fluxo usado para ligar os outros s mbolos indicando a sequ ncia de opera es Terminal Usado para representar o in cio ou o fim de uma tarefa Entrada Sa da usado para opera es de entrada sa da tais como l
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