PRG1-2014-1-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)

AVALIAÇÂO

Avaliações Semanais

Toda semana nas quinta feiras (aproximadamente 16 avaliações) - conceito se possível na hora

• meses de avaliação (março a junho)
• a última avaliação do mês terá caráter de recuperação
• não será permitida a consulta na avaliação

PROJETO FINAL

• grupos com 3 alunos;
• avaliação individual.

RECUPERAÇÃO FiNAL

• Ficará para recuperação o aluno que não conseguiu obter o conceito mínimo para passar em pelo menos uma das etapas avaliadas (mês) OU não obteve o sucesso no PROJETO FINAL

• última aula do semestre
• recuperação toda matéria

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 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? 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 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 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: $DELTA=b^{2}-4ac$. 2A.Apresente uma variação de solução do exercício (2) usando apenas duas variáveis para armazenamento de dados. 3.Implementar um algoritmo na forma de fluxograma para calcular o ponto de intersecção de duas retas dados: a1,b1,a2 e b2. 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. EXERCÍCIO 8B: Descrever na forma de etapas uma solução para o problema dos canibais/padres. 9.Torres de Hanoi Veja este jogo: EmbedVideo received the bad id "hLnuMXO95f8#!" for the service "youtube". EXERCÍCIO 9A: Escrever na forma de etapas numeradas a solução para o problema das torres de Hanói usando 3 discos. EXERCÍCIO 9B: 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 AULA 2 DIA 14/02/2014 AULA 2 DIA 14/02/2014 Objetivos O aluno deverá saber utilizar expressões com: Operadores Relacionais e Lógicos Comandos de Decisão Comandos de decisão com aninhamento 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) Note que com operadores lógicos podemos construir expressões tais como indicado no exemplo abaixo: Exemplo: O algoritmo abaixo lê dois número inteiros para dentro das variáveis A e B e atribue a variável X o resultado da comparação do primeiro com o segundo. Se ALGORITMO exemplo VARIÁVEIS: A: inteiro B: inteiro X: booleana INÍCIO LER A LER B X = A>B MOSTRAR "A expressão A>B é ", X FIM </syntaxhighlight> Exercício: Fazer um fluxograma para o algoritmo acima. Operadores Lógicos É possível construir expressões ainda mais completas usando os operadores lógicos, apresentados abaixo: Operador Significado && AND (E) || OR (OU) ! NOT (NÃO) 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. Exemplo: Considere uma variação do exercício anterior onde se compara 3 números inteiros: o primeiro com o segundo e o primeiro com o terceiro. ALGORITMO exemplo VARIÁVEIS: A: inteiro B: inteiro C: inteiro X: booleana INÍCIO LER A LER B LER C X = A>B E A < C MOSTRAR "A expressão A>B E A<C é ", X FIM </syntaxhighlight> Sheldon e o fluxograma da amizade Vamos observar o fluxograma da amizade do Sheldom da série de TV "Big Bang Theory" EmbedVideo received the bad id "VAX4jLlNo-Q#!" for the service "youtube". Observe que a caixa no formato de LOSANGO permite testar uma condição: é uma caixa de decisão. Controle do Fluxo de Execução: Estruturas de Decisão Você deve ter observado que instruções simples (retângulo) possuem uma entrada e uma saída indicando que o fluxo de saída está claramente determinado. Em algumas situações é necessário realizar algum teste sobre uma expressão e neste caso a execução é condicional. O teste da expressão pode resultar em VERDADEIRO e neste caso uma sequência de ações é realizada. Se o resultado for FALSO, uma outra sequência é realizada. Seja o problema: Problema do Controle de Acesso PROBLEMA: Controlar o acesso a uma porta usando uma senha pré-configurada no sistema. DADO DE ENTRADA: SENHA (variável alfanumérica) DADO DE SAÌDA: porta aberta (simulado com msg "PORTA ABERTA") ou mensagem de "SENHA NAO CONFERE" VARIÁVEIS: SENHA (tiipo alfanumérica) Algoritmo usando Fluxograma Algoritmo usando Pseudo-código ALGORITMO ControleAcesso VARIÁVEIS SENHA: alfanumérica INICIO LER SENHA SE SENHA=="alfa" ENTÃO "Abrir a porta" SENÃO "Senha não confere" FIMSE IR PARA INICIO FIM </syntaxhighlight> Aninhamento de estruturas de decisão Note que é possível aninhar estruturas de decisão. Seja o exemplo ebaico que lê três lados de um possível triângulo e imprime se NÂO é um triângulo, ou, caso seja, imprime se é EQUILÁTERO, ISÓSCELES ou ESCALENO. ALGORITMO trangulo VARIAVEIS lado1,lado2,lado3: real INICIO SE lado1>(lado2+lado3) OU lado2>(lado1+lado3) OU lado3>(lado1+lado2) ENTÃO MOSTRAR "não é triângulo" SENÃO SE lado1==lado2 E lado1==lado3 ENTÃO MOSTRAR "equilatero" SENAO SE lado1==lado2 OU lado1==lado3 OU lado2==lado3 ENTÃO MOSTRAR "isósceles" SENÃO MOSTRAR "escaleno" FIMSE FIMSE FIM </syntaxhighlight> Exercícios EXERCÍCIO 1: Elaborar um fluxograma para o o problema de controle de acesso prevendo um procedimento para modificar a senha de acesso. Neste caso a senha deverá ser armazenada em uma variável. Para tanto, assuma a existência de uma senha de administrador fixa (por exemplo, "ADMIN"). Se a senha do administrador for fornecida, mostrar uma mensagem de ENTRE COM A NOVA SENHA de senha. EXERCÍCIO 2: Inserir a noção de UserID. Para abrir a porta o usuário entra com o UserId e com a senha. De fábrica o UserId é "alfa" e a senha "alfa". O UserId do admin é "admin" e a senha "beta". EXERCÍCIO 3: Inserir a noção de bloqueio do usuário. Se o usuário comum tentar 3 vezes e errar ele é bloqueado. A mudança de UserId deve desbloquear o usuário.