Aula 04 - Algoritmos e Linguagens de Programação

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Prof. Rodrigo Hübner
rodrigohubner@utfpr.edu.br
IC31A – Introdução à Ciência da Computação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR
Bacharelado em Ciência da Computação
Aula 04
Algoritmos e Linguagens 
de Programação
 2 
Algoritmo
“Um conjunto finito de regras que provê uma 
sequência de operações para resolver um 
tipo de problema específico” 
– [KNUTH] 
(autor da coleção “The art of computer programming”)
 3 
Pela Legibilidade do Código...
“Devemos mudar nossa atitude tradicional em relação à 
construção de programas. Em vez de imaginar que 
nossa principal tarefa é instruir o computador sobre o 
que ele deve fazer, vamos imaginar que nossa 
principal tarefa é explicar a seres humanos o que 
queremos que o computador faça.” 
— D. E. Knuth
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• Aspecto estático e aspecto dinâmico:
– Estático: não depende do tempo, mas do espaço 
físico onde o algoritmo está sendo escrito;
• Desenvolvimento: Escrita e Compilação.
– Dinâmico: como se comporta a execução de cada 
ação do algoritmo com o passar do tempo.
• Em tempo de Execução.
“Todo algoritmo deve produzir resultados corretos, 
e ser finito tanto estática quanto dinamicamente.”
Algoritmos
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• Ambiguidade: relacionada à sintaxe e semântica 
de linguagens naturais.
– “O artista produz formas perfeitas.”
• Linguagens naturais são muito extensas, 
possuindo ambiguidade.
– Linguagem Natural X Linguagem Computacional
Linguagens
X
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Nos algoritmos, devemos utilizar construções que executarão 
uma ação específica bem definida.
• Uma linguagem algorítmica deve ter sintaxe rígida e 
semântica bem definida.
• Toda linguagem possui sintaxe e semântica.
Linguagens
Linguagem 
Algorítmica
Linguagem 
Computacional
Linguagem Natural
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• Sintaxe: são as regras sintáticas de como as 
sentenças e cada um de seus elementos devem ser 
construídos corretamente.
– int a = 10; 
– Existe uma regra na linguagem que define o formato 
de uma atribuição.
• Semântica: se preocupa com o significado de uma 
sentença construída.
– A atribuição do valor inteiro 10 para a variável a é 
válida?
Sintaxe e Semântica
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• Algoritmos geralmente descrevem algum 
processamento de dados:
• Estes dados precisam ser representados (descritos) nos 
algoritmos
Dados de 
Entrada
Dados de 
Saída
Processamento
(Computador)
Algoritmos
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• Um algoritmo para fins computacionais é a descrição de 
ações que manipulam objetos em função do tempo.
– Objetos descrevem o estado computacional
– Objetos têm função específica
– Ações são direcionadas aos objetos
– Objetos são definidos como parte do programa
– Estados diferentes requerem objetos diferentes.
* Objetos na programação estruturada, serão chamados de variáveis.
Algoritmos
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Variável e Identificador
Na matemática, uma variável é uma entidade capaz de 
representar um valor ou expressão.
Ela pode representar um número ou um conjunto de números:
• Como na equação 
• x2 + 2x + 1 = 0
• Ou na função
• f(x) = x2
 11 
Variável e Identificador
•Na computação uma variável é uma 
posição de memória para armazenar um 
determinado valor
– Podemos modificá-lo ao longo da 
execução do programa
• Uma variável pode ser vista como uma 
caixa com um rótulo ou nome colado nela
– Em um dado instante ela guarda um 
determinado conteúdo.
• O conteúdo desta caixa pode ser alterado 
diversas vezes
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Variável e Identificador
•Na computação uma variável é uma 
posição de memória para armazenar um 
determinado valor
– Podemos modificá-lo ao longo da 
execução do programa
• Uma variável pode ser vista como uma 
caixa com um rótulo ou nome colado nela
– Em um dado instante ela guarda um 
determinado conteúdo.
• O conteúdo desta caixa pode ser alterado 
diversas vezes
– Contudo o conteúdo deve ser sempre do 
mesmo tipo.
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• A cada objeto é associado um nome que identifica 
este objeto ao longo da programação. 
• Este nome é chamado identificador.
• De forma geral, podemos dizer que um 
identificador está associado à uma célula de 
memória.
• O termo variável é frequentemente utilizado como 
sinônimo de identificador.
Variável e Identificador
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• Em geral, as linguagens de programação 
exigem nomes de identificadores com as 
seguintes característica:
– Use somente letras e números;
– O primeiro caractere do nome deve ser uma letra;
– Não é permitido o uso de caracteres especiais.
• Exemplos válidos: ImpostoDeRenda, F1, soma, 
produto, desconto, SalarioHora.
• Exemplos inválidos: 1f, Imposto-renda, salario 
hora.
Identificadores
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Variáveis: Identificadores, Tipo, Valor
 16 
Variáveis: Identificadores, Tipo, Valor
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Formas de Representação
• Descrição em Linguagem Natural
• Fluxograma
• Linguagem Algorítmica ou Pseudocódigo ou Portugol
• Linguagem de Programação
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 Linguagem natural: algoritmos expressos diretamente em 
linguagem natural, como nas receitas.
Vantagens: Facilidade de compreensão, linguagem já 
conhecida.
Desvantagens: Pode levar a ambiguidade (várias 
interpretações); Não há rigor, portanto um algoritmo pode ser 
resumido ou detalhado demais;
 Por exemplo, em um algoritmo de troca de pneu
– A instrução “afrouxar ligeiramente os parafusos”, está sujeita 
interpretações diferentes.
 Uma instrução mais precisa seria: 
– “afrouxar a porca, girando-a de 30º no sentido anti-horário”. 
Linguagem Natural
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Exemplo
• Faça um Algoritmo para calcular a média aritmética entre 
duas notas de um aluno e mostrar sua situação, o que 
pode ser APROVADO ou REPROVADO.
 Passo 1: Receber os valores das duas notas
 Passo 2: Calcular a média aritmética
 Passo 3: Mostrar a média aritmética
 Passo 4: Se a média aritmética for maior ou igual a 7, então
situação do aluno é APROVADO; caso contrário, a situação 
é REPROVADO.
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●Fluxogramas: representação gráfica, por meio de 
símbolos geométricos.
● Cada tipo de operação é representado por um símbolo 
diferente.
● Permite o acompanhamento visual do fluxo do 
algoritmo.
Vantagem: O entendimento de elementos gráficos é 
mais simples que o entendimento de textos.
Desvantagem: Necessidade de aprender a simbologia; 
algoritmo resultante não apresenta muitos detalhes, 
dificultando sua transição para um programa.
Fluxogramas
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Início e fim de algoritmo
Atribuições e cálculos de 
valores
Decisões
Entrada de dados
Discos
Fluxogramas: alguns símbolos
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Impressão de resultados
Conector na página
Entrada manual
Indica o sentido do fluxo e serve de ligação entre 
blocos existentes.
Conector fora da página
Fluxogramas: alguns símbolos
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Exemplo
 Início N1, N2
M = (N1 + N2) /2
 M
M >= 7APROVADO REPROVADO
SIM NÃO
 Fim
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 Pseudo-linguagem: emprega linguagem 
intermediária entre linguagem natural e linguagem de 
programação
 Este método procura misturar as facilidades da 
linguagem natural com a precisão das linguagens de 
programação
 A representação da solução em pseudo código 
possibilita ao programador a abstração dos detalhes 
da sintaxe da linguagem escolhida. 
Pseudocódigo
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Exemplo
 ALGORITMO
 DECLARE N1, N2, M NUMÉRICO
 ESCREVA “Digite as duas notas”
 LEIA N1, N2
 M ← (N1 + N2) / 2
 ESCREVA “Média = ”, M
 SE M >= 7
 ENTÃO ESCREVA “Aprovado”
 SENÃO ESCREVA “Reprovado”
 FIM_ALGORITMO.
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Exemplo
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Linguagem de Programação
• A própria linguagem de programação é uma 
forma de representação de algoritmos.
• Neste caso os algoritmos estão codificados na 
linguagem de programação específica.
 28 
Exemplo
 29Técnicas de Construção
Projetar o Algoritmo
Problema Projeto Algoritmo
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Técnicas de Construção
Projetar o Algoritmo
Muitas vezes nos esquecemos do projeto.
Passamos direto para a codificação, o que é errado.
Problema Projeto Algoritmo
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Representação da InformaçãoRepresentação da Informação
Sistemas de NumeraçãoSistemas de Numeração Linguagem de MontagemLinguagem de Montagem
- Decimal (Base 10)
- Binário (Base 2)
- Hexadecimal (Base 16)
- Octal (Base 8)
- Assembly
- Formada por mnemônicos 
que são montados 
(traduzidos) para a 
linguagem de máquina.
add $2, $8, $0 10000001000000100000100000000001
Um Programa: dados e instruções
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Linguagens de Programação
• Uma Linguagem de Programação é um conjunto de 
notações formais para descrever ações ou operações a 
serem realizadas por um computador.
• São ferramentas para o desenvolvimento de software.
• Software: é um conjunto de programas, módulos, 
procedimentos, regras e quaisquer documentações 
associadas à operação de um sistema de processamento 
de dados.
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Linguagens de Programação
• São usadas para descrever algoritmos.
• Uma maneira de formalizar a escrita de um algoritmo para 
que o computador possa entender. 
• Permitir que os usuários/programadores especifiquem como 
estes passos devem ser sequenciados para resolver um 
problema. 
• Especificar algoritmos com precisão. 
Algoritmos
Sequências de passos que levam à solução de um problema.
Exemplo Clássico: Receita de Bolo
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Tipos de Linguagens
• Linguagens de baixo nível 
• Restritas a linguagem de máquina
• Forte relação entre as operações implementadas pela linguagem e as 
operações implementadas pelo hardware.
• Estritamente vinculada às características do hardware
• Linguagens de alto nível
• Aproximam-se das linguagens utilizadas por humanos para expressar 
problemas e algoritmos.
• Cada declaração numa linguagem de alto nível equivale a várias declarações 
numa linguagem de baixo nível. 
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Níveis de Linguagens
• Linguagem de Máquina
• Linguagem Hexadecimal
• Linguagem Assembly
• Linguagem de Alto Nível
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Linguagens de Programação
Hardware
Linguagem de Máquina
Ling. Montagem (Assembly)
Linguagem de Alto Nível
C Pascal Fortran...
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Linguagens de Programação
Código C GAS/Gnu
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Linguagens de Programação
Código C GAS/Gnu
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Linguagens de Programação
gcc teste.c
shed a.out
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Linguagens de Programação
Código C Linguagem
de máquina
Assembly
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Linguagens de Programação
Código C Assembly
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Linguagens de Programação
Código C Assembly
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Linguagens Compiladas
• O código fonte é compilado e um código 
executável é gerado.
• Exemplos: C, C++, Pascal, Fortran, Go! ...
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Linguagens Interpretadas
• O código é interpretado.
• Exemplo: 
• Java → Java Virtual Machine (JVM).
• Python → Interpretador Python (Cpython).
• Shell script ...
• Um interpretador obtém os comandos do programa e 
determina as ações que devem ser executadas.
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Referências
• Fluxograma:
https://wiki.gnome.org/Dia
• Pseudocódigo:
AlgoUCS
https://vposeidon9.ucs.br
• VisuAlg
http://www.guanabara.info/logica/Ferramentas/visualgv25.exe
• The Knob & Switch Computer
http://users.dickinson.edu/~braught/kands/kands.html
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Próxima Aula
• Noções de Software Básico e Construção de Linguagens 
de Programação
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