PRG1-2012-2-Engenharia

PRG1 - PROGRAMAÇÃO I

CARGA HORÁRIA

TOTAL: 72 HORAS (4 HORAS/SEMANA)

TEÓRICA: 36 HORAS

LABORATÓRIO: 36 HORAS

DIAS COM AULA: 36 (18 semanas)

EMENTA

Introdução a lógica de programação e algoritmos. Constantes, variáveis e tipos de dados. Operadores aritméticos, relacionais e lógicos. Concepção de fluxograma e pseudocódigo. Estruturas de decisão e estruturas de repetição. Introdução a linguagem de programação c. Vetores de caracteres e multidimensionais. Ponteiros e aritmética de ponteiros. Funções: chamada por valor e por referência. Chamada recursiva de funções. Tipos de dados compostos. Operação com arquivos textos e binários.

Bibliografia Básica

• SCHILDT, Herbert. C Completo e Total - 3.ed. [S.l.]: Makron, 1997. 830p. ISBN 978-8534605953

Referências Complementares

• Apostila adotada: Curso de Linguagem C - Engenharia Elétrica - UFMG

• Apostila sobre Lógica de Programação

AULAS

AULA 1

Como fazer um churrasco

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

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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?

O problema da raposa, do milho e da galinha

EmbedVideo received the bad id "yifW9XueSaI#!" for the service "youtube".

EXERCÍCIO 1: 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.

EXERCÍCIO 2: Descrever na forma de etapas uma 
solução para o problema dos canibais/padres.

Torres de Hanoi

Veja este jogo:

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

EXERCÍCIO 4: Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema 
das torres de Hanói usando 4 discos.

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, em um computador.

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.

Como funciona um computador? Como ele executa programas ("receitas")?

• Partes de um computador:
  • UCP (CPU) (Unidade Central de Processamento)
  • Barramentos
  • Memórias: Primária (semicondutora -> RAM e ROM) e Secundárias (disco, pendrive)
  • Dispositivos de Entrada e Saída de Dados (Teclado, Monitor etc)

• O computador é digital:
  • Dados e Instruções são sequências de bits
  • Representação de dados em sistemas computacionais: uso de códigos (ex:código ASCII);

 A -> 01000001
 B -> 01000010

• • As instruções também são palavras binárias interpretadas pela CPU;

De forma simplificada podemos dizer que as instruções ficam em uma 
memória de programa enquanto os dados a serem processados pelo programa
ficam em uma memória de DADOS;

O programa que está na memória de programa está escrito
em LINGUAGEM DE MÁQUINA

• Funcionamento Simplificado de um Computador

Suponha que um programa a ser executado se encontra em uma memória de programa.
Ao ligar o sistema, a CPU busca na memória de programa uma instrução a ser executada
(ciclo de busca) e, então, executa a instrução (ciclo de execução). Na SEQUÊNCIA,
a CPU busca a PRÓXIMA instrução na memória de programa, e assim sucessivamente...

O fluxo de execução do programa é, a princípio SEQUENCIAL no sentido 
que a execução de uma instrução é realizada somente após a execução da instrução 
antecedente.

(apresentação do Prof.Semprebom sobre computadores)

Possíveis linguagens de programação

Na prática, é inviável desenvolver programas complexos em
LINGUAGEM DE MÁQUINA.
Em geral, utilizamos linguagens de ALTO NÍVEL que podem, de
alguma forma, serem traduzidas (compiladas) para a linguagem
de baixo nível ou interpretadas em tempo de execução.

Exemplo:

• Linguagem C
• Fortran
• Basic
• C++
• Pascal
• Java
• Python

 Neste curso utilizaremos a linguagem C. Por que? 
 É uma linguagem muito usada na implementação de produtos 
 eletrônicos, incluindo àqueles voltados as Telecomunicações.

Um exemplo completo

PROBLEMA: Computar a média de dois números reais fornecidos pelo teclado. Mostrar o resultado no monitor.

SOLUÇÃO:

ALGORITMO
DADOS DE ENTRADA: NUM1 e NUM2
DADOS DE SAÍDA: MEDIA
INÍCIO
 1.Ler NUM1
 2.Ler NUM2
 3.MEDIA <- (NUM1+NUM2)/2
 4.Mostrar MEDIA
FIM

/* Calculador de media de dois números reais */
#include <stdio.h>

main()
{
  float num1,num2;

  scanf(&num1);
  scanf(&num2);
  media = (num1+num2)/2;
  printf ("media =\n", media);
}

EXERCÌCIO 5: Implementar o algoritmo com o Scratch.

Plano de Ensino

Agora que temos uma ideia do que será tratado neste curso, vamos apresentar o plano de ensino.

AULA 2

Objetivos

O aluno deverá ser capaz de:

• Entender o significado de variáveis e sua relação com a memória de um computador;
• Utilizar fluxogramas para descrever algoritmos simples, usando caixa de ínicio/fim, caixa de processos (instruções) e caixas decisão;
• Identificar os pontos fortes e fracos no uso de fluxogramas;
• Construir expressões usando variáveis e constantes sando os 4 operadores matemáticos;
• Construir instruções de atribuição a uma variável;

Recordando o significado de algoritmo

Um algoritmo é um "um conjunto de instruções para resolver um determinado problema".

O nome advém de al-Khwārizmī

Segundo Knuth um algoritmo deve:

• Sempre terminar após um determinado número de passos. Caso contrário, é chamado (por Knuth) de método computacional;
• Cada passo do algoritmo deve ser precisamente definido (sem ambiguidades);
• Um certo número (ou nenhum) de dados de entrada deve ser fornecido no início ou dinamicamente na execução do algoritmo;
• Ter dados de saída, resultantes do processamento dos dados de entrada;
• Ser efetivo, no sentido que suas operações sejam simples e se executem em tempo finito de tempo;

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 da aula anterior:

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;

Símbolos de um Fluxograma

AULA 35

SOLUÇÔES:

1.Atravessar G
2.Retornar
3.Atravessar M
4.Retornar G
5.Atravessar R
6.Retornar
7.Atravessar G

1.ATR CP
2.RET P
3.ATR CC
4.RET C
5.ATR PP
6.RET PC
8.ATR PP
9.RET C
10.ATR CC
11.RET C
12.ATR CC