RESUMO TEMA 1 PENSAMENTO COMPUTACIONAL

Computadores são o que as máquinas sempre representaram: homens em busca de soluções. Ao longo dos séculos, ess a necessidade nos permitiu criar diques para contenção de água, prédios e até estradas para tornar as grandes viagens m ais rápidas . Significa a n ecessidade x tecnologia . Imagine que você tenha um biscoito d elicioso, e sua característic a mais maravilhosa é que ele sempre parece que s aiu do forno neste exato momen to. Será que o bisc oito é assim pelo fato de possuir u ma fórmula que o faz parecer sempre fresquinho, ou faz muito suc esso por estar sempre fresquinho nos pontos de venda? Filosoficamente, isso é um dilema; sociologicamente, é perceber uma estrutura es truturante, algo que já existe, mas que, a partir de s ua existência, gera mudanças sociais . POR EXEMPLO: Os gregos, em um momento de c rise decidem criar um conselh o. Esse conselho administraria por meio do voto, e os membros teriam o direito de falar e defe nder suas ideias. Como essa medida deu certo, os pais pa ssaram a querer que seus filhos estudas sem cada vez mais, para que tivessem mais força nes ses conselhos. Com iss o, geração após geração, a Educação passou a s er cada vez mais valorizada. É sempre assim : o homem busca soluções, que, uma vez criadas, levarão a uma nova situação. Iss o faz com que as proposições estejam sempre em mudanç a. A filosofia da ciência \u2013 afi rma que o seu desenvolvimento vem da busca do homem por soluções. Assim, cad a nova solução gera um no vo conjunto de buscas . Uma espada; um par de óculos; o desenvolvimento de cirurg ias, de um m étodo de produção, de uma máquina a vapor, do trem, do carro... Em todos os momentos , a tentativa é sempre a mesma: encontrar soluções . Acelerar era um a questão de tempo. O Pens amento Computacional não é um exercício sobr e como as máquinas dominarão o mundo, ou c omo a Inteligência Artificial substituirá a hum anidade. Trata-se de entender q ue essas m áquinas e seus componentes são nos sos filhos; elas repro duzem e aceleram o volume de cálc ulos, armazenamentos e comunicações que nós id ealizamos . Dessa forma, cada vez que precisamos de algo a mais, a máquina trabalha pa ra atender nossas demandas . Entender isso é perceber que não estamos em uma maratona contra a tecnologia, com medo de nos tornarmos obsoletos. Novas tecnologias surgirão, e isso é algo que nós mesmos busc amos. Cada máquina, cada software, cada hardware te m o propósito de atender, acelerar e realizar um desejo do coletivo. Algo que não tem essa fu ncionalidade é abandonado, é esquecido. Equação fundam ental dos computado res: COMPUTADOR = A IM ENSA CAPACIDADE DE PROCESSAR X PELA TERRÍVEL DEFICIÊNCIA NO PENSAR. VAMOS ENT ENDER O QUE É ISS O. É importante perceber que o mercado de trabalho não é um ente determinad or, mas, sem dúvida, a relação com a empregabil idade é fundamental. V ocê consegue perceber alguma f unção na qual, em alguma medida, o us o da tecnologia não é necessário? Com isso, nós nos deparamos com um dilema: a adoção da tecnologia não é linear, nem todos têm acesso a ela nem possuem a mesma experiência enquanto usuários. Durante muito tempo, pens ou-se que lida r com os computadores consistia em dominar a tecnologia vigente e aprende r suas técnicas e seus fundamentos, pois, as sim, você estaria seguro. Porém, como iss o é possível, tendo em vista que parte das pessoas já est ão no topo do uso da tecnologia, enquanto outr os ainda estão dando os primeiros passos? ATENÇÃO O desespero de diversas instituições gerou o processo mais absurdo: já que todos não podem dispor de tecnologia, entã o vamos abrir mão dela. Isso só aumentou a segregação, a fragilidade de grupos sociais que não t êm acesso à tecnologia. Quando fazemos iss o, negamos a vários pr ofissionais a possibilidade de d iminuir essas diferenças. PORÉM, O Q UE PODE SER FEITO? Uma ideia é entender o fu ncionamento bás ico dos computadores , percebe r como funcionam essas máquinas e, independent emente da tecnologia atual, compreender qual o sen tido de sua atualização \u2013 os computadores estão semp re sendo atualizados, uma vez que o homem precis a constantemente de novas respostas e possibilidades. Felizmente, qualquer pess oa pode compreender, basicamente, c omo os computadores funcionam. A essência fundamental d os computadores é que eles são extr emamente poderosos e p rofundamente tolos . Eles são poderosos, po is um computador pode fazer bilhões de operaçõ es por segundo e c onsegue gerar dados a uma velocidad e inconcebível para nós, humanos. No entanto, o c omputador também é muit o tolo, pois as operações que ele pode r ealizar rapidamente são extremamente simples. Por exempl o, adicionar dois núm eros para obter um terceiro núme ro, ou verificar se um núm ero é zero. \u201c Portanto, operações tão sim ples como essas não são capazes de gerar disc ernimentos ou entendimentos mais elaborados, como, por exemplo, identificar a im pressão digital de uma pessoa, certo?\u201d Embora você pense dess a forma, computadores fazem isso: identifica m digitalmente um indivíduo. É importante compreender o seguinte: o computador é realmente um mundo m ecânico, onde é poss ível executar operações muito s imples a uma velocidade incrivelmente alta. Por exem plo, desde 2 005, processadores são capazes de executar mais de 1 bilhão de instruções por seg undo. Já os processadores lançados em meados de 2019 são capazes de executar mais de 48 bilhões de instruções por segundo. Ao longo do tempo, Holl ywood tem retratado em s eus filmes computadores que nunca são most rad os como mecânicos, m as, sim, como entidades com características ess encialmente humanas, como discernimento, compreensã o, criatividade e capacidade de se emociona r. A realidade não poderia est ar mais distante daquilo que é mostrado nos filmes. O que temos é uma combinação engraçada, qu e une a poderosa capacidade de executar ins truções a um conjunto de instruções que, inicialmente, parecem tolas. Então, é necessário compreender co mo é possível criar recursos/soluções interessa ntes e poderosos. Qualquer pessoa que int erage com computad ores, provendo instruções em algu ma linguagem de programação, experimenta u ma sensação vívida dessa combinaç ão. E a Intelig ência Artificial? E os robôs que podem ter sentiment os? Em todos esses c asos, a equação fundamental se mantém. O computador possui a capa cidade de fazer as ações sobre sequenciamento lógic o definido, com um conjunto de variações e velocidades elevadas, conforme são ampliadas a capacidade de armazenamento e process amento. Por outro lado, s e os comandos não f orem estabelecidos, se os parâmetros não es tiverem dispostos e estruturados, a máquina ch ega a um limite. Um dos principais moviment os intelectuais trabalhados pelos gregos foi perceber que, no mundo, existe uma parte física, calculá vel, com possibilidades amplas, e que, sem essa percepção, não é possível entend ê-la \u2013 trata-se do mundo físico . Também temos outra parte, que, embora seja proveniente das represent ações físicas do mundo, não depende delas para a c onstrução dos sujeitos . Estamos falando da metafísica , a construção de percepções mentais que olham pela lógica, p ela lógica, pela argumentação, pelo estudo, pela dialogia, pela capacidade m ental de o sujeito alcançar o0 entendiment o. Essa parte não tem limites; suas repr esentações s ão infinitas. *** Uma velha alegoria de Plat ão ajuda a explicar isso. Trata-se da alegoria da c averna, em que é mostrado que todos nós vivemos em u m mundo limitado, físico, de pedra, com as representações nas paredes iluminadas por um fogo c ontínuo atrás de nós. Quando libertos, o que enco ntramos é um mundo infinito, perfeito, é o mundo do pensamento, da abstração. N ossa capacidade d e abstração e de pensar é infin ita, mas nossa ca pacidade de materializar o que foi pensado é limitada. Esse é um dos sentidos da alegoria. Buscamos ser mais eficientes, mais próximos das múltiplas possibilidades de noss a mente. O mundo perfeito, infinit o, com possibilidades de construir e destruir, infelizm ente, não mora em uma máquina, mas na capacid ade humana . A máquina, o computador, é só mais um aprimoramento de nossos usos e noss as ferramentas , ainda que aprisionados, limitados, mas tentando e buscando ir mais longe. ENTRE CÓDIGOS E ALGORITMOS \u2013 APRENDENDO A LÓGICA DO COMPUTADOR Vamos voltar à dinâmica d o entendimento do pensamento computac ional. Você está fazendo um a prova de Matemática, e o co nteúdo é análise combinatória; portanto, apr endeu todas as fórmulas e métricas, bast a aplicá-las. Agora, é ler o problema e colocar tudo lá. Se a máquina é extremamen te rápida, mas muito tola, como é possível a im plementação de tantos recursos úteis nos computad ores? Você repetiu o dia inteiro: Cn.k = (n+k\u22121)! k!(n\u22121)! E, na hora, surge uma dúvida: \u201c É uma combinaçã o simples ou com repetição ? Não sei, eu só ap rendi que essa é a fórmul a. Não basta apenas coloca r os números, e o resu ltado será alcançado?\u201d Claro que não! Uma fórmula é uma simpl ificação, e cada um de seus elementos só tem sentido se for obs ervado dentro de um contexto. Dem os o exemplo matemático, porém a Matem ática é apenas uma leitura da vida. O ponto é que, para que um computador execute o que v ocê deseja, ele precisa de informações, padrões e l eituras , pois só assim ele será capaz de am pliar suas possibilidades de soluções. ATENÇÃO Os computadores, e incluím os aí o seu celular ou o PC que você usa, têm a mesma dinâmica. Todos receberam informações \u2013 processos e procedimentos \u2013 para que pudessem executar o que se espera deles. É is so que vamos estud ar agora. CÓDIGO Então, dentro do computado r, temos um corpo de códigos, e eles são apenas u ma série de instruções, como, por exemplo: adicione dias e medidas e compare-os. Você se lembra da equação fund amental, não é mesmo? Um computador correspond e à velocidade X a incapacidade de pensar. E ntão, o tr abalho da máquina cons iste em apenas uma série de instruções; ela s ó executa o que é ped ido na ordem em que rec ebeu as orientações de quem escreveu o código. O computador é capaz de passar po r uma sequência de instruções de uma forma incrivelmente rápida. Há uma série de instruções, e o computador apenas caminha através delas, exec utando cada uma exatamente como instruído. São as famosas palavras ex ecutar e rodar , c omo você já deve ter ouvido. Então, sim, um códig o é executado de forma muitíssimo rápida, m as as instruções individuais são bastante sim ples, o que leva a uma pergunta natural: SE ESSAS IN STRUÇÕES SÃO TÃ O SIMPLES, COMO PODEMO S TER UM RECURSO Ú TIL? Ou seja, como torna r o computador capaz de reali zar tarefas que dependam de al gum nível de inteligência e discernimento? Existem infindáveis ex emplos diferentes, como enviar um e-mail, as sistir a um vídeo on- line ou qualquer outra tarefa que ex ecutamos em nossos computadores diariam ente. Que tal, agora, pensarmos n os filtros para maquiagem? Porém, is so serve para quê? Para atender aos desejos do usuário. Diverte, faz rir, aumenta a autoestim a. A progr amação não julga, não cria a dema nda; ela atende à dema nda . Embora receba as instruções e r ealize as tarefas, a utilidad e é do usuário, que precisava daquilo. Sempre que você pensar em um código, deve imaginar o seguinte: se el e foi criado e, principalmente, se alcança u m grande número potencial de utilização, não f oi o comput ador que evoluiu, mas, sim , a sociedade. Alguém captou uma demanda e observou que a máquina, que a criação de um código, poderia s uprir essa carência . Então, o que liga ess es dois lados da essência de um computador: a demanda hu mana e a necessidade de criação de um código pa ra alcançar a solução? A resposta é a seguinte: programado res . Um programador de comput ador talvez tenha tido a seguinte ideia: \u201cSeria legal se os computadores fossem capazes de reduzir o s olhos vermelhos de fotografias, pois esse defeito é meio macabro, e eu fico desconfortável ao vê - lo\u201d. Trata-se de um disc ernimento, uma esc olha humana que atende a seus ans eios: deveríamos ter redução de olhos vermelhos. Assim, o programador de computador pensa em uma maneira de tornar isso possível. O resultado do sequenciam ento de instruções compreensíveis ao computa dor para real izar uma dada tarefa é chamado de algoritm o . ALGORITMO Para usar o e-mail, as sistir a um vídeo, conversa r pelo WhatsApp, realizar o perações bancárias, ou qualquer outro recurso útil via computador, smartphones etc., foi preciso que, em algum momento, uma pess oa ou uma equipe pensas se: \u201cBem, deveríamos esc rever um algoritmo para isso\u201d. Alguém estruturou os proced imentos necessários e, depois, transformou os pass os de alto nível em instruções suficientemente s imples, para que o computador / sm artphone pudessem executá-las. Essa pessoa ou a equipe t rabalhou, então, escrevendo o códig o para a solução. Em seguida, um bom tempo foi gasto para testar e me lhorar o código , até que ele, de fato, repres entasse com fidelidad e o algoritmo projetado origina lmente. O programador pode se c oncentrar em ser criativo, para, então, criar um algo ritmo capaz de resolver um problema real. Programadores x c omputadores Programadores de computa dores são os responsáveis por discernir u m aproveitamento útil, transformar a ideia de aplica ção em um algoritmo e traduzir esse discernimento em uma sequência de instruções simples, compr eensíveis para o computador. As máquinas, por outro lado, são inacreditavelmente rápidas . Assim, programadores e computadores formam um a combinação extremamente poderosa. VAMOS ENTENDER A DIF ERENÇA ENTRE CÓDIGO E ALGORITMO. CÓDIGO - O código é um conjunto qual quer de instruções simples escrito e m algum a linguagem padrão compreensível pa ra o computador . X ALGORITM O - Por outro lado, um algoritm o é um termo que reflete uma ideia mais completa, em que o conjunto de instruções p ossuem uma finalidade útil . Um algoritmo não precis a ser escrito em uma linguagem de computado r, podendo ser escrito, por exemplo, em português. Suponha que você tenha pensado em um algoritmo com a finalidade de calcular a idade de pessoas baseado em sua d ata de nascimento. Então, você começa a escrever um códig o que deve segu ir uma das linguagens de programa ção padrão. E nquanto não estiver funci onando, não poderá ser classificado como um algor itmo, pois ainda não alc ança sua finalidade. CÓDIGO Definição sim plificada - Sequência de instruções que computadores podem execu tar. Linguagem - Deve ser escrito em uma linguagem de programação padrão, senão os computadores não conseguirão executá- lo. X ALGORITM O Definição sim plificada - Sequência de passos simples e bem projetados para reali zar uma tarefa ou resolver um problema. Linguagem - Pode ser escrito em português ou em uma linguagem de programa ção padrão. Então, no que o computad or é bom? Bem, o computador é bom em ser rápido e ba rato Com a Lei d e Moore , os computadores têm ficado mais baratos, e is so ocorre há várias década s. Como resultado, eles podem ser m ais difundidos e é possível embutir mais pesquisa científica para desenvolvê-los, t ornando-os ainda mais rápidos. Conheça mais a seguir. LEI DE MOORE A previsão feita há mais de 50 anos por Gordon Moore é fantástica. A tecnologia está em evolução e desenvolvimento contínuos . Afinal, cada vez mais, sistemas dependem da tecnologia, em virtude de sua interconexão, permitindo a ampliação d a tecnologia e dos produt os e aumentando a velocidad e de sua substituição. Dessa forma , a c ada nova geração, um conjunto geracional antigo de tecnolo gia passa a estar presente no mercado , s endo consumido por públicos que não teriam acesso ant es. Por outro lado, a cada evolução, a capacidade de t roca de dados e informações seriam maiores, e a necess idade de uso de material, menor, permitin do um barateamento relativo. No limite, a evoluç ão tecnológica acaba barateando os computadore s. A popularização dos comput adores é uma das maiores provas daquilo que foi apontado por Moore: Nos anos 1980 , nos Estados Unidos (o que, no Brasil, só ocorreu a partir do s 1990). A primeira onda de computa dores pessoais, os PC, ocupou os espaços nas lojas lentamente. Essas máquinas deixaram de ser e normes e pesadas. Já nos anos 2000 , as telas e as conexões eram a novidade; Com o passar do tempo, o c omputador foi diminuindo, podendo ser e ncontrado em forma de tablets, laptops, s martphones. O acesso à tecnologia se d eu em um tempo muito curto, o que é impressionant e. Quando achamos que dominamos determinada tec nologia, tudo parece mudar de repente. É ass ustador! Porém, sabe o que de alguma forma não mudou? A DINÂMICA. Neste módulo, queremos c hegar ao ponto em que você possa escrever algum c ódigo de computador, executá-lo e ver o que ele fa z. No computador, tudo se resu me realmente a códigos em execução (rodand o). É assim que as coisas acontecem. Assim, para que a natureza dos computadores seja entendid a, nada melhor do que rodar um pouco de código e ver como ele funciona. Antes de chegar ao códig o, será necessário um pouco de paciência. Os el ementos de código que serão mostrados aqui nã o são chiques, chamativos ou complexos. Eles são muit o simples. Talvez seja um pouco como um brin quedo de peças de encaixe, isoladas, dispersas, c omplexas; porém, com o tempo e a familiaridade, as possib ilidades e o uso vão se modificando. Assim como us amos alguma língua para conversar com as pessoas, para escrever códigos que o computador compreenda, é necessário usar uma das linguagens disponíveis. Existem várias linguag ens de computador diferentes para i nformar ao computador o que fazer. Aqui, utilizaremos uma das mais usadas na atualidade, a Ja vasc ript . Usaremos somente os principais recursos, para que você possa escrever e manipular códigos bem simples e brincar com a ideia-chave: compreender d e fato como funcionam os computadores. JAVASCRI PT - No mundo de computadores, alguns termos, como Javascript, são nomes próprios e, por isso, não possuem t radução. O mesmo ocorre com as instruções reconhecidas por linguagens de programação. Por exempl o, a instrução print é reconhecida pela linguagem Javascript, e ambos os termos não possuem traduç ão. Para compreender como im primir st rings , veja a Prática a seguir STRINGS - Strings e números s ão os dois tipos de da dos muito comuns no código de c omputador. Por exemplo, uma string é us ada para lidar com nomes de pessoas, endereços, endereços de páginas web, endereços de e-mail, ou at é mesmo um parágrafo , quando alguém está redigindo uma redação. Todos esses exemplos de tip os de textos são armazenad os na memória do computad or como strings. Esse é apenas um segundo tipo de dados que seremos capazes de usar para inform ar ao computador como fazer as coisas. O QUE TEMOS DE NOVIDAD E AQUI? O que fizemos foi usar a sintaxe pad rão para informar ao com putador que o que est á sendo impress o é um texto (string). Para isso, cercamos as strings Teste, Bom dia e Tchau com aspas duplas. Ao clicar em Rodar/Executar , você pode ver os textos e valores numéricos corretam ente impress os em Saída. Um comentário, em JavaSc ript, começa com duas barras. Em seguida, você pode escrever notas para você mesmo, para lembrá -lo, no futuro, do que você pretendia ou do que está t entando fazer neste ponto do seu código. O computado r sabe ign orar comentários, então é a penas uma maneira de adicionar decorações/lembr etes ao código com pequenas observações. O uso de come ntários é considerado bas tante important e, pois ajuda o program ador a compreend er um código que nã o foi escrito por ele . Um exemplo intrigante qu e podemos citar aqui é colocar a palavra print no lug ar de Tchau. Isso é intrigante, pois print também é o nome da inst rução de impressão reconhecida pela linguagem de programação que estamos usando. O QUE OCORRERÁ AO S UBSTITUIRMOS TCHAU PO R PRINT E CLICARMOS E ROD AR? Se você mesmo fizer est e teste na Prática 2, obterá o resultado ilustrado na figu ra a seguir. Figura 6: Como a string p rint está delimitada por aspas na terceira linha, o c omputador sabe que se trata apenas de mais um texto a ser impresso, e não de outra instrução print. Portanto, quando sequência s de caracteres são colocadas entre aspas duplas, como neste exemplo, o computador entende que s e trata apenas de dados passivos, e lida com eles con forme esperado. ATENÇÃO Note que temos uma lição i mportante aqui sobre sintaxe. Nós já s abemos que ela é restrita e mecânica. No entant o, é importante entende r que você está seguindo um pad rão/convenção ao escrever um código de comp utador que envolve a sintaxe, o que é característic o da linguagem de programação. Então, é muito comum, mesmo para programadores muito profiss ionais, a ocorrência de pequenos erros de sintaxe . Quando há um erro de sintax e, ao clicarmos no botão de execução, haverá alguns erros de sintaxe listados em Saída. Então, é parte da tarefa de quem escreveu o código corrigir esses er ros de sintaxe até que o computador aceite que as instruções estão d e acordo com o padrão de sint axe da linguagem de programação em uso. Esse é apenas um processo rápido, superficial e comum . A razão pela qual est amos discutindo isso nest e módulo é que, quando alg uém está apenas começando a aprende r a escrever códigos (programar), será bastant e comum se deparar com erros de sintaxe, pois isso é r ealmente comum. Então, jamais se permita ter a impressão de que você não está entendendo c omo escrever código. Apenas entenda que todo m undo passa por erros de sintaxe, inclusive prog ramadores com décadas d e experiência. Então, quando s e deparar com erros de sintaxe, apenas faça uma checagem rápida e cuidadosa para corrigir os erros e seguir adiante. Por fim, precisamos aborda r mais um conceito básico: va riáveis . Uma variável no computador é como uma caixa, ou s eja, um local onde podemos armazenar valores para uso futuro. Então, se tivermos um c ódigo como o descrito a seguir, onde atribuímos o valor 7 a uma variável V, o que isso significa é qu e há uma caixa no computad or chamada V , conforme ilustrado na t abela a seguir, nós simplesmente pod emos armazenar um valor, como um 7, nest a caixa. Também poderíamos armazenar qualquer valo r que quiséssemos. Código para atr ibuir valor a uma variável V V=7; O que signific a na prática \u201cCaixa\u201d de nome V, onde at ribuímos o valor numérico 7 "Caixa" \uf0df 7 Sendo um pouco mais espec ífico, ess a \u201ccaixa\u201d é, na verdade, um espaço na me mória do computador, em que podemos armazena r valores, e V é o nome que damos a esta área reservad a para armazenar o valor que desejarmos. Em linhas p osteriores, no código, se um V aparecer, o computado r sabe o que colocamos dentro da caixa (em nosso exemplo, o 7). A variável se torna uma espécie de abreviação conv eniente para qualquer valor que eu queira usar. Veja o exemplo a segui r. Na primeira linha, atribuímos o valor 7 à variável que optamos por chamar de V. Na segunda linha, d amos um comando para imprimir o valor da variável, que se rá 7 neste exemplo. Na terceira linha, im primimos uma st ring informando \u201cO valor da variável é:\u201d e, d epois, indicamos \u201cV\u201d para que o computador imprima d e fato o valor recuperado da variável. Notou que, sem pre que V é referenciado n o código, o computador o substitui pelo valor 7? Este é o equivalente a l er o valor armazenado na caixa. Uma grande vantagem do uso de variáveis é que, se o programador quiser usar u m valor diferente em seu código, basta trocar o valor na linha de atribuição de valor à variável, e todo o restante do código pass ará a usar o novo valor semp re que houver referência à variável, que, em nosso ex emplo, é V. PRÁTICA 4 Observe o que acontece quando substituím os 7 por 1980 e clicamos em Rodar. Notou que todos os locais em que V foi ref erenciado resultaram em 1980 na s aída? PRÁTICA 5 Escreva, no quadro a seguir, um código que atribua a uma variável chamada N a string Guilherme, e depois clique em Roda r para obter a Saída a seguir destacada em vermelho: Guilherme G uilherme Guilherm e Eu conheço um amigo chamado Gu ilherme. É importante destacar que o sinal de igual \u201c=\u201d usado em código de computador si gnifica atribuição de valor . Brinque à vontade com as práticas anteriores, até que fique à vontade para def inir mais do que uma variável e imprimir mais do que um valor, até estar confortável com a ideia de que, para computadores, o uso do igual e de instruçõe s significa atribuição. Isso é importante, pois, em Matemática, o sinal de igual possui um signific ado diferente.

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