PRG1-2013-2-Engenharia Programação 1 - Engenharia

PRG1 - PROGRAMAÇÃO I

DADOS DA DISCIPLINA

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

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 DIA 15/08/2013

AULA 1 DIA 15/08/2013 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? 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: EmbedVideo received the bad id "hLnuMXO95f8#!" for the service "youtube". 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 - 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. Vamos passar uma primeira noção do C 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. 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 númerosinteiros. 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 ALGORITMO MEDIA VARIAVEIS DE ENTRADA num1: INTEIRO num2: INTEIRO media: REAL INICIO LER NUM1 LER NUM2 MEDIA = (num1+num2)/2 MOSTRAR MEDIA FIM </syntaxhighlight> 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 fluxograma para calcular o DELTA de uma equação do segundo grau, dados os coeficientes a e b. 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 númerosinteiros. Exemplo, se B possui o valor 9, então o resultado da atribuição na expressão: A = B%2 será 1. Operadores relacionais Os operadores relacionais permitem realizar comparações entre dois operandos. Os operadores são os seguintes: Operador Significado > maior que >= maior ou igual que < menor que <= menor ou igual que == igual a (se o operando a esquerda é maior que o da direita) != diferente de (se o operando a esquerda é diferente do da direita) Operadores Lógicos É possível construir expressões ainda mais completas usando os operadores lógicos, apresentados abaixo: Operador Significado && AND || OR ! NOT Uma expressão lógica tem como resultado da sua avaliação um valor VERDADEIRO ou FALSO. Para manter a coerência com a linguagem C qualquer expressão que resultar em 0 será considerada FALSA e se resultar em algo diferente de 0 será considerada verdadeira. PROBLEMA: Entrar com um número inteiro pelo teclado. Se o número for maior que 1 e menor que 10, imprimir uma mensagem "Número maior que 1 e menor que 10". DADO DE ENTRADA: NUM /* Número inteiro a ser comparado */ DADO DE SAÍDA: Mensagem no display PROBLEMA: Entrar com um número inteiro pelo teclado. Se o número for menor ou igual a 1 OU se for maior ou igual a 10 então mostrar a mensagem "Número menor ou igual a 1 ou maior ou igual a 10" DADO DE ENTRADA: NUM /* Número inteiro a ser comparado */ DADO DE SAÍDA: Mensagem no display Uma outra solução para este último problema poderia ser: 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. Compilando um programa C Neste curso usaremos o compilador da coleção gcc do projeto GNU. O manual completo do gcc pode ser encontrado aqui. O processo de desenvolvimento do programa envolve: Editar o programa com um editor de texto tal como o vi ou gedit; Salvar o programa com a terminação ".c" (ou ".h" se for um cabeçalho); NOTA: crie um diretório para trabalhar nos exercícios que se seguem: mkdir ExerciciosC cd Exercicios Exemplo: salve o programa abaixo como teste.c #include <stdio.h> main() { printf("Alo Mundo\n"); } Compilar/gerar executável do programa usando o gcc: gcc teste.c -o teste Testar o programa: ./teste Nota: o atributo -o permite que se forneça um nome para o executável diferente de a.out É possível somente compilar (gerar código objeto): gcc -c teste.c Observe os subprodutos listando com detalhes: ls -l 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, media; printf("Entrar com o primeiro número\n"); scanf(&num1); printf("Entrar com o segundo número\n"); scanf(&num2); media = (num1+num2)/2; printf ("media = \n", media); } EXERCÌCIO 5: Implementar o algoritmo com o Scratch. O conceito de variáveis e constantes No exemplo anterior criamos três variáveis dar suporte ao programa: num1, num2 e num3. Variáveis podem ser vistas como um lugar que pode armazenar um valor. Para simplificar ainda mais, podemos imaginar a variável como uma CAIXA onde podemos armazenar um valor. A CAIXA possui um nome e um tipo. O nome IDENTIFICA a CAIXA enquanto o tipo da variável determina a natureza dos valores que podemos armazenar na CAIXA: +-----+ | 1.5 | num1 +-----+ A variável num1 é do tipo float e, portanto, está apta a armazenar valores reais. No C, para que possamos usar uma variável temos que definí-la. A forma de fazer isto é: float num1; Plano de Ensino Agora que temos uma ideia do que será tratado neste curso, vamos apresentar o plano de ensino.