AULA - Representação de Algoritmos. Constantes, Variáveis e Expressões.

AULA 1

Como fazer um churrasco

Vamos observar atentamente este vídeo para iniciarmos o nosso curso de programação:

EmbedVideo received the bad id "U0xSYIXE9vo#!" for the service "youtube".

O que tem o churrasco com a nossa aula??
Trata-se de uma sequência de passos para execução  
de um objetivo.

EXERCÍCIO: Na forma textual, descrever as etapas
para fazer um bom churrasco.

O que é um algoritmo

Um algoritmo pode ser visto como uma sequência de instruções ou operações que resolvem um dado problema.

A receita de um bom churrasco corresponde 
a um algoritmo.

Como representar um algoritmo ?

Uma forma é representar na forma textual ordenada:

1.Comprar a carne
2.Colocar carvão na churrasqueira
3.Acender o carvão
4.Cortar a carne (picanha)
5.Espetar a carne
6.Salgar a carne
7.Colocar a carne na churrasqueira
8.Aguardar a carne ficar no ponto desejado
9.Bater a carne
10.Servir a carne

Outras formas são mais apropriadas para o uso no meio computacional:

• pseudo-código
• fluxogramas

A PENSAR: É possível mudar a ordem das instruções?
É possível paralelizar algumas instruções?

E para quem são os algoritmos?

Uma receita de bolo é apropriada para ser executada 
por um ser humano. 
Um procedimento de como trocar um pneu também. 
Mas muitas vezes  queremos que o algoritmo seja executado 
por uma máquina! O computador é perfeito para isto!

Neste curso vamos nos concentrar no desenvolvimento de
algoritmos simples,  desde a sua concepção até  a sua  
implementação através de uma LINGUAGEM DE
PROGRAMAÇÃO -  a linguagem C , por exemplo.

Um PROGRAMA implementa um algoritmo. É o algoritmo 
materializado na forma de uma sequência de instruções.

Neste sentido, vamos entender minimamente o funcionamento de um computador (próxima aula)

A Descrição de Algoritmos usando Fluxogramas

Um fluxograma é uma linguagem semi-gráfica que pode ser utilizada 
para descrição de algoritmos.

Exemplo: O algoritmo de cálculo da média de dois números:

Pontos fortes:

• permite fácil entendimento do algoritmo, mesmo para pessoas leigas;

Ponto fraco:

• a descrição das estrutura dos dados inexiste. O usuário deve descrevê-los a parte;

Observe no exemplo anterior que nada é dito sobre as variáveis NUM1, NUM2 e MEDIA.

Símbolos de um Fluxograma

Teste de Mesa

Constantes, Variáveis

Algoritmos operam sobre dados. O que podem ser estes dados?

Variáveis e Constantes

No exemplo anterior podemos identificar três variáveis NUM1, NUM2 e MEDIA Também podemos identificar uma CONSTANTE. O número 2.

• Tipo de Variáveis:

• • Numéricas: reais e inteiras

Ex: NUM1 = 5.5 /* NUM1 é uma variável real */

• • Booleanas: true ou false

Ex: RES = TRUE /* RES é uma variável booleana */ 

• • caracter:

Ex: LETRA = 'A'

• • alfanumérica

Ex: FRASE = "ALO MUNDO"

E como estas variáveis armazenam os dados?? Depende da linguagem usada.

Expressões

Expressões sentenças que relacionam variáveis e constantes através de operadores matemáticos
e que RESULTAM em um valor.

A instrução do algoritmo:

MEDIA = (NUM1 + NUM2) / 2 

será considerada como uma expressão, que usa os operadores '+', '/' e '='

O operador '=' é um OPERADOR DE ATRIBUIÇÃO e indica que a expressão do lado direito
do '=' será atribuída a variável do lado esquerdo.

Neste curso, para mantermos coerência com a Linguagem C, consideraremos que a expressão
como um todo resulta no valor que é atribuído a variável.

Notar que a expressão de atribuição não se trata de uma IGUALDADE MATEMÁTICA. Uma expressão viável pode ser:

X = X + 1

Significa que o valor da variável X deve ser somado com a constante 1 sendo o resultada da expressão colocado em X.

Operadores Aritméticos

Os operadores aritméticos que usaremos neste curso serão os disponíveis no C:

Operador	Significado
+	adição
-	subtração
*	multiplicação
/	divisão
%	resto

O único operador desconhecido aqui é o resto, cujo significado é o resto entre dois números inteiros. Exemplo, se B possui o valor 9, então o resultado da atribuição na expressão:

A = B%2

será 1.

Representando o algoritmo com pseudo-código

Uma possível representação em pseudo-código do fluxograma acima seria:

ALGORITMO MEDIA VARIAVEIS

  NUM1: INTEIRO
  NUM2: INTEIRO
  MEDIA: REAL

INICIO

  LER NUM1
  LER NUM2
  MEDIA = (NUM1+NUM2)/2
  MOSTRAR MEDIA

FIM </syntaxhighlight>

NOTE que agora informamos quais variáveis existem e de que tipo elas são (inteiras e real).

Representando o algoritmo em linguagem C

#include <stdio.h>

main()
{
  int num1,num2;
  float media;

  scanf("%d",&num1);
  scanf("%d",&num2);
  media = (num1+num2)/2.0;
  prinft("media = %f\n", media);
}

Exercícios

1. Fazer um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o valor y de uma função de uma reta $y=5x+2$ dado x. Identifique quem são as variáveis e constantes do problema.
2. Fazer um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o DELTA de uma equação do segundo grau, dados os coeficientes a e b. OBS: $DELTA=b^{2}-4ac$.
3. Apresente uma variação de solução do exercício (2) usando apenas duas variáveis para armazenamento de dados.
4. Implementar um algoritmo na forma de pseudocódigo para calcular a conversão de CELSIUS para Farenheit.
5. Implementar um algoritmo na forma de pseudo-código para calcular a corrente sobre um resistor, dado a tensão V aplicada sobre ele. Considere um resistor com R constante de 1K ohm.
6. Incremente o exercício 5 para computar também a potência dissipada sobre o resistor.
7. Implementar um algoritmo na forma de pseudo-código para converter um ângulo em radianos para graus.
8. O problema da raposa, do milho e da galinha.
   EmbedVideo received the bad id "yifW9XueSaI#!" for the service "youtube".

   
   

   EXERCÍCIO 8A: Descrever na forma de etapas um 
   solução para o problema da raposa, do milho e da galinha.
   

   Note que somente é possível escrever o algoritmo se tivermos uma solução para o problema.
   

9. Torres de Hanoi Veja este jogo:
   EmbedVideo received the bad id "hLnuMXO95f8#!" for the service "youtube".

   (a)Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema das torres de Hanói usando 3 discos.

   solução
   3 Discos 7 Passos 1 - Disco um para o terceiro pino 2 - Disco dois para o segundo pino 3 - Disco um para o segundo pino 4 - Disco tres para o terceiro pino 5 - Disco um para o primeiro pino 6 - Disco dois para o terceiro pino 7 - Disco um para o terceiro pino

   (b) Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema das torres de Hanói usando 4 discos.

10. Implementar um fluxograma para computar a área e o comprimento de uma circunferência dado o RAIO.
11. Implementar um fluxograma para ler um número complexo (ler por partes) no formato retangular e apresentar o módulo e o ângulo EM GRAUS do mesmo (formato polar). Suponha que você dispõe de uma função ATG() que calcula o arco em radianos de uma dada tangente.
12. Implementar um fluxograma para apresentar a velocidade no instante T (a ser fornecido) de um corpo de massa 1Kg que está inicialmente parado (em T=0) e submetido a força F também fornecida como entrada. Despreze atrito. Vi=0 O--> m=1Kg F=1N