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Computador Conceitos Estruturas de controle Varia´veis Comandos Ba´sicos Exemplos Exerc´ıcios
Estruturas Ba´sicas de Controle e Varia´veis
Ota´vio Lemos
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Hardware VS Software
Hardware: o equipamento propriamente dito –
inclui perife´ricos de entrada e de sa´ıda, a
ma´quina e seus elementos f´ısicos: carcac¸as,
placas, fios, componentes em geral.
Software: constitu´ıdo pelos programas que
permitem atender a`s necessidades do usua´rio.
Programar, lidar com software → arte
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Modelo Hipote´tico
Funcionamento do Computador
Componentes
Calculadora;
ma´quina de escrever;
estante com 30 escaninhos
numerados(1-30);
carto˜es externos contendo
um valor nume´rico (pilha de
entrada);
carto˜es em branco;
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Modelo Hipote´tico
Funcionamento do Computador
Nomenclatura
Esc1, Esc2,..., Escn: significam os nu´meros de
cada escaninho.
(Esc1), (Esc2),..., (Escn): significam os valores
nos carto˜es de cada escaninho.
Funcionamento
O operador comec¸a o trabalho lendo e
executando sequencialmente as instruc¸o˜es
contidas nos carto˜es amazenados no escaninho,
comec¸ando por Esc1.
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Modelo Hipote´tico
Funcionamento do Computador
Funcionamento
Algumas instruc¸o˜es podem fazer com que
operador salte ou retorne a escaninhos ja´ lidos
e, desse modo, rompendo a sequeˆncia inicial
mas na˜o a maneira como ele trabalha.
O operador sempre efetuara´ a leitura do
pro´ximo escaninho na sequeˆncia.
O Hardware sa˜o o operador e os dispositivos
que ele gerencia e o software e´ o conjunto de
instruc¸o˜es dos carto˜es. O conjunto de
instruc¸o˜es e´ o seu PROGRAMA.
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Modelo Hipote´tico
Funcionamento do Computador
Instruc¸o˜es Poss´ıveis
Leitura de dados;
Carregamento de constantes (coloca um novo
carta˜o no escaninho);
Co´pia de dados (copia valor existente de um
escaninho para um outro escaninho);
Operac¸a˜o aritme´tica;
Impressa˜o de resultados;
Quebra de sequeˆncia (Condicional/
Incondicional) e te´rmino.
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Modelo Hipote´tico
Calculando a Me´dia Aritme´tica: o Programa
1 Carregar valor 0 em Esc21;
2 Carregar valor 0 em Esc22;
3 Carregar valor 1 em Esc23;
4 Se na˜o ha´ carto˜es de entrada, va´ para Esc9;
5 Ler o valor do carta˜o de entrada para Esc24;
6 Somar (Esc24) com (Esc21), carregando o resultado em Esc21;
7 Somar (Esc23) com (Esc22), carregando o resultado em Esc22;
8 Va´ para Esc4;
9 Se (Esc21) =0, va´ para Esc12;
10 Divida (Esc21) por (Esc22), carregando o resultado em Esc25;
11 Imprima (Esc25);
12 Terminar.
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Modelo Hipote´tico
Calculando a Me´dia Aritme´tica: o Programa
Entrada: Carto˜es com os valres 5, 8 e 14,
respectivamente.
Esc Valor
21 0
22 0
23 1
24 ?
25 ?
Partindo deste estado inicial,o resultado final armazenado em
Esc25 e impresso sera´ ”9”.
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Ac¸a˜o
Ac¸a˜o: evento que ocorre num per´ıodo de tempo finito.
Interesse → efeito que ela produz
Exemplos:
"caminhar ate´ a pro´xima esquina"
"colocar um livro em cima de uma mesa"
"descascar as batatas para o jantar"
"atribuir o valor 3,14 a uma varia´vel"
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Estado
Estado: conjunto de propriedades relevantes que objetos
apresentam numa situac¸a˜o considerada
Exemplos:
1 batatas com casca ou descascadas;
2 o conjunto de valores das varia´veis do programa num
certo instante da execuc¸a˜o.
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Evento
Evento: conjunto de (sub)ac¸o˜es. Considerado como uma
ac¸a˜o (primitiva) ou como um processo, dependendo do
interesse no efeito total, ou seja, nos estados antes e
depois, ou em um ou va´rios estados intermedia´rios
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Processo
Processo: quando se considera um evento como uma
sequeˆncia temporal de (sub)ac¸o˜es, cujo efeito acumulado
e´ igual ao efeito do evento total
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Relato de um evento
Uma dona-de-casa descasca as batatas para o jantar
"traz a cesta com batatas do por~ao";
"traz a panela do arma´rio";
"descasca as batatas";
"devolve a cesta ao por~ao"
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Relato de um evento
Dona-de-casa pode descascar batatas em outro dia
Observador relata o evento
E´ o mesmo evento?
Padra˜o de comportamento
Outro exemplo: n2
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Algoritmo
Algoritmo: descric¸a˜o de um padra˜o de comportamento
expressado em termos de um reperto´rio de ac¸o˜es
primitivas e executa´veis
Relato – descritivo; Algoritmo – imperativo; comandos
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Algoritmo
"traga a cesta com batatas do por~ao";
"traga a panela do arma´rio";
"descasque as batatas";
"devolva a cesta ao por~ao"
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Sequenciamento
Reparem no ‘;’ – func¸o˜es:
1 No texto – separar os comandos;
2 No evento evocado – sequeˆncia em que devem ser
executados.
Mais simples estrutura de (fluxo de) controle
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Outro relato de evento
"traz a cesta com batatas do por~ao";
"traz a panela do arma´rio";
"coloca o avental";
"descasca as batatas";
"devolve a cesta ao por~ao"
Suponhamos: dona-de-casa usa crite´rio racional de
decisa˜o – colocar avental
Exemplo: dependendo se saia e´ clara ou na˜o
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Alternativa
Algoritmo
que cobre os dois tipos de eventos:
"traga a cesta com batatas do por~ao";
"traga a panela do arma´rio";
se "saia e´ clara" ent~ao "coloque o avental";
"descasque as batatas";
"devolva a cesta ao por~ao"
Conectivo condicional: se ... enta˜o
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Outro relato de evento
Suponhamos: observador meticuloso – evento descascar
batatas por ac¸a˜o primitiva “descascar uma batata”
"traz a cesta com batatas do por~ao";
"traz a panela do arma´rio";
"coloca o avental";
| "descasca uma batata";
13 | "descasca uma batata";
vezes | ...
| "descasca uma batata";
"devolve a cesta ao por~ao"
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Outro relato de evento
"traz a cesta com batatas do por~ao";
"traz a panela do arma´rio";
"coloca o avental";
| "descasca uma batata";
30 | "descasca uma batata";
vezes | ...
| "descasca uma batata";
"devolve a cesta ao por~ao"
Como construir um algoritmo que corresponda aos dois
relatos?
Suponha que a dona-de-casa sabe avaliar se nu´mero de
batatas descascadas e´ suficiente
E´ necessa´rio mais alguma suposic¸a˜o?
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Algoritmo
Algoritmo que cobre os dois tipos de eventos:
"traga a cesta com batatas do por~ao";
"traga a panela do arma´rio";
se "saia e´ clara" ent~ao "coloque o avental";
| se "numero de batatas e´ insuficiente" ent~ao
| "descasque uma batata"
50 | se "numero de batatas e´ insuficiente" ent~ao
vezes | "descasque uma batata"
| ...
| se "numero de batatas e´ insuficiente" ent~ao
| "descasque uma batata"
"devolva a cesta ao por~ao"
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Algoritmo
Inconveniente. Ale´m disso:
1 Se 5 batatas forem suficientes; necessidade de olhar mais
45 vezes na panela?
2 Limite superior... complicado. Ex.: Batalha˜o de pessoas.
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Comando de repetic¸a˜o (lac¸o)
Conectivo repetitivo: enquanto inspec¸a˜o fac¸a ac¸a˜o
"traga a cesta com batatas do por~ao";
"traga a panela do arma´rio";
se "saia e´ clara" ent~ao "coloque o avental";
enquanto "nu´mero de batatas e´ insuficiente" fac¸a
"descasque uma batata";
"devolva a cesta ao por~ao"
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Comando de repetic¸a˜o (lac¸o)
Poder de um algoritmo: texto esta´tico que cobre toda
uma classe de acontecimentos; mesmo n´ıvel de detalhe de
relato
Entretanto: perigo – texto com apareˆncia de algoritmo
na˜o-executa´vel em tempo finito
Exemplo: enquanto “saia e´ clara” fac¸a “descasque uma
batata”
Problemas:
1 Se descascar batatas na˜o altera cor da saia
2 Resultados diferentes conforme a qualidade das batatas
Algoritmos devem ser determin´ısticos (mesmas entradas
→ mesma sa´ıda) e finitos
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Sintaxe e Semaˆntica
Toda linguagem, frases seguem sintaxe (estrutura) e
semaˆntica (significado)
Considerando o portugueˆs:
"A mesa sorriu."
"Quando 900 anos de idade voce^ atingir,
parecer t~ao bem voce^ n~ao vai."
"Ma´rcia viu o homem no parque com o telesco´pio."
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Identificadores
Nomes das entidades em um programa (varia´vel, func¸a˜o,
etc.)
Em Portugol, seguem a seguinte sintaxe:
letra
dígito
letra
Exemplos: A, B1, ZZZZZZZ, I, J, contador
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Definic¸a˜o de Varia´veis
Varia´vel: nome de um local onde se pode colocar valor
entre os poss´ıveis para aquele tipo
Nome da varia´vel – identificador
variável
SOMA
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Declarac¸a˜o de Varia´veis
Toda varia´vel deve ser declarada segundo a sintaxe abaixo:
inteiro
string
real
identificador
lógico
:
,
;
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Declarac¸a˜o de Varia´veis
Exemplos de declarac¸a˜o de varia´veis:
inteiro : X1;
real : A, B;
string : frase, nome;
lo´gico : tem;
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Atribuic¸a˜o
Sintaxe: identificador ← expressa˜o;
Exemplos:
X1 ← 10;
frase = "teste123";
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Operadores aritme´ticos
Operadores aritme´ticos: ‘+’, ‘-’, ‘*’, ‘/’, ‘ 2
√
’ (ou sqrt()),
etc.
Func¸o˜es matema´ticas comuns: sen(x), cos(x), |x|
mod: m mod i → resto (mo´dulo) da divisa˜o de m por i
Exemplos:
2
√
a, (a + b)n, 2
√
b2 − 4 ∗ a ∗ c
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Operadores lo´gicos
Dentro de relac¸o˜es lo´gicas, operadores usuais:
e – ∧
ou – ∨ (na˜o-exclusivo)
negac¸a˜o – !
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Operadores relacionais
Usados para comparar valores: >, <, ≤, ≥, =, <> ou
! =
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Comandos de leitura e escrita
Usaremos leia(N) e imprima(N)
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MDC
Dados dois nu´meros positivos m e n encontre seu ma´ximo
divisor comum. Assuma que m e´ sempre maior que n, e n
diferente de zero.
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MDC
inı´cio
inteiro: m, n, r;
imprima("Entre com o primeiro nu´mero:");
leia(m);
imprima("Entre com o segundo nu´mero:");
leia(n);
r = m % n; // % pode ser substituı´do por mod
enquanto r != 0 fac¸a
m = n;
n = r;
r = m % n;
fimenquanto;
imprima(n);
fim.
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Equac¸a˜o de segundo grau
Como podemos definir um algoritmo para o ca´lculo das
ra´ızes de uma equac¸a˜o do segundo grau?
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Equac¸a˜o de segundo grau
Neste algoritmo vamos assumir que o coeficiente a da
equac¸a˜o e´ sempre diferente de 0.
inı´cio
inteiro: a, b, c, delta, x1, x2;
leia(a);
leia(b);
leia(c);
delta = b*b-4*a*c;
se delta < 0 ent~ao
imprima("N~ao ha´ raı´zes reais.");
sen~ao
x1 = (-b + sqrt(delta))/(2*a);
x2 = (-b - sqrt(delta))/(2*a);
imprima(x1);
imprima(x2);
fimse;
fim.
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