Fundamentos de Programação - Aula 2 (Teórica)

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FUNDAMENTOS DE 
PROGRAMAÇÃO I
AULA 2: TEÓRICA
Algoritmos
Prof. Janderson
Universidade Federal de Lavras
Departamento de Ciência da Computação
Algoritmos
• O que são algoritmos?
• Um algoritmo corresponde a uma descrição de um 
padrão de comportamento, expresso em termos de 
um conjunto finito de ações.
• Informalmente, um algoritmo é qualquer 
procedimento computacional bem definido que toma 
algum valor ou conjunto de valores como entrada e 
produz algum valor ou conjunto de valores como 
saída.
Algoritmos
• Algoritmos: sequência de ações para obtenção de uma 
solução para um determinado problema.
• Programas são formulações concretas de algoritmos 
abstratos, baseados em representações e estruturas 
específicas de dados.
– Abstração da realidade mediante a definição de um 
conjunto de dados que representa a situação real.
Algoritmos
• Um algoritmo é correto se, para toda entrada, ele 
parar com a saída correta.
• Dizemos que um algoritmo correto resolve o problema 
computacional dado.
• Um algoritmo incorreto poderia não parar com 
algumas entradas de dados ou poderia parar com uma 
resposta incorreta.
Algoritmos
• Computador não tem senso próprio.
– Deve receber instruções explícitas na forma de algoritmos.
• Um algoritmo correto deve possuir três qualidades:
Algoritmos
• Computador não tem senso próprio.
– Deve receber instruções explícitas na forma de algoritmos.
• Um algoritmo correto deve possuir três qualidades:
– Cada passo do algoritmo deve ser uma instrução que possa 
ser realizada.
– A ordem dos passos precisa ser precisamente determinada.
– O algoritmo deve ter fim.
Algoritmos
• Como representar um algoritmo:
– Linguagem natural.
– Fluxogramas.
– Pseudocódigo
• Forma genérica de se representar um algoritmo, sem a 
necessidade de se conhecer a sintaxe de uma linguagem 
de programação específica.
– Programa.
• Codificado em uma linguagem de programação específica.
Exercício 1
● Problema: A lâmpada da sala da sua casa queimou e você 
precisa substituí-la por uma nova.
• Pergunta: Quais os passos necessários para que você 
troque a lâmpada velha por uma nova? Você pode utilizar 
uma escada para fazer a troca.
Exemplos Algoritmos
• Problema: trocar uma lâmpada.
– Exemplo 1 - Linguagem Natural
1. Pegar lâmpada nova
2. Trocar lâmpada velha
Exemplos Algoritmos
• Problema: trocar uma lâmpada.
– Exemplo 2 - Linguagem Natural
1. Pegar lâmpada nova
2. Pegar escada
3. Posicionar escada
4. Subir escada
5. Remover lâmpada velha
6. Colocar lâmpada nova
7. Descer escada
Exemplos Algoritmos
• Problema: trocar uma lâmpada.
– Exemplo 3 - Linguagem Natural
1. Pegar lâmpada nova
2. Pegar escada
3. Posicionar escada
4. Subir degrau 1
5. Subir degrau 2 
6. Subir degrau 3
7. ...
n. Girar lâmpada velha (1 volta ) - Sentido anti-horário 
n+1. Girar lâmpada velha (2 voltas) - Sentido anti-horário
….
Exemplos Algoritmos
• Qual a principal diferença dos três algoritmos 
anteriores?
Linguagens de Programação
• Necessidade: padronização.
• Linguagens de programação são métodos 
padronizados de comunicar instruções a um 
computador.
• Uma linguagem de programação é um conjunto bem 
definido de regras (léxicas, sintáticas e semânticas) 
para representar um programa de computador.
Linguagens de Programação
• Vamos ver alguns exemplos de programas em 
diferentes linguagens de programação.
• Problema: escrever a mensagem “Ola Mundo!” no 
dispositivo de saída padrão do computador. Em 
pseudocódigo teríamos:
Algoritmo OlaMundo
Inicio
Escreva(“Ola Mundo!”)
PuleLinha
Fim
Exemplos Algoritmos
• Problema: Olá Mundo.
– Exemplo 4 – Programa em C
#include <stdio.h>
int main(){
printf(“Ola Mundo!\n”);
return 0;
}
Exemplos Algoritmos
• Problema: Olá Mundo.
– Exemplo 5 – Programa em C++
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
cout << “Ola Mundo!” << endl;
return 0;
}
Exemplos Algoritmos
• Problema: Olá Mundo.
– Exemplo 6 – Programa em Java
public class OlaMundo{
public static void main(String[] args){
System.out.println(“Ola Mundo!”);
}
}
Exemplos Algoritmos
• Problema: Olá Mundo.
– Exemplo 7 – Programa em Python
Obs.: Executado dentro do interpretador
print(“Ola Mundo!”)
Exemplos Algoritmos
• Problema: Olá Mundo.
– Exemplo 7 – Programa em Python
Obs.: Executado dentro do interpretador
print(“Ola Mundo!”)
Linguagem utilizada 
nesta disciplina.
Algoritmos
• Dijkstra (1968) provou que independente da 
complexidade envolvida, todo programa poderia ser 
escrito como uma combinação de comandos 
primitivos envolvendo três estruturas básicas de 
controle:
– Estrutura de sequência;
– Estrutura de seleção;
– Estrutura de repetição.
• Tais estruturas básicas definem o alicerce da 
Programação Estruturada.
Estrutura de Algoritmos
• Em uma estrutura sequencial, os passos são tomados 
em uma sequência pré-definida.
Estrutura de Algoritmos
• Uma estrutura condicional permite a escolha do grupo 
de ações a ser executado quando determinada 
condição é ou não satisfeita.
Estrutura de Algoritmos
• Uma estrutura de repetição permite que uma 
sequência de comandos seja executada 
repetidamente até que uma determinada condição de 
interrupção seja satisfeita.
Desenvolvimento de 
Algoritmos
• Começar com solução genérica do problema e prosseguir 
até algoritmo final.
– Aumentar sistematicamente nível de detalhamento.
• Como saber se o nível de detalhamento é suficiente para o 
algoritmo?
– Depende do agente que executa o algoritmo.
– Computadores:
● Conjunto limitado de instruções;
● Algoritmo deve ser expresso nos termos dessas 
instruções.
Como construir um programa
O que é necessário fazer para se 
construir um programa?
Como construir um programa
• Passo 1: Levantar todas as saídas exigidas na 
especificação do problema.
• Passo 2: Levantar todas as entradas citadas na 
especificação do problema.
• Passo 3: Verificar se é necessário gerar valores 
intermediários no algoritmo. 
• Passo 4:Definir todas as operações e 
transformações necessárias para, dadas as entradas e 
valores gerados internamente, produzir as saídas 
especificadas.
Como construir um programa
• Passo 5: Elaborar casos de teste para o problema. 
Definir valores de entrada e seus respectivos valores 
de saída.
• Passo 6: Codificar o algoritmo em uma dada 
linguagem de programação.
• Passo 7: Testar cada passo do programa, verificando 
se as transformações intermediárias executadas estão 
conduzindo aos objetivos especificados.
Como construir um programa
• Passo 1: ????
• Passo 2: ????
• Passo 3: ????
• Passo 4: ????
• Passo 5: ????
• Passo 6: ????
• Passo 7: ????
Como construir um programa
• Passo 1: Variáveis de entradas
• Passo 2: Variáveis de saídas
• Passo 3: Variáveis intermediárias
• Passo 4: Ações/Operações/Transformações
• Passo 5: Casos de Teste
• Passo 6: Codificar programa
• Passo 7: Testar
Exercício 2
• Problema: Faça um programa que calcule as raízes 
reais de uma equação de segundo grau. 
ax² + bx + c = 0
• Suponha que o coeficiente a seja sempre diferente de 
zero. 
Tente fazer o passo a passo para a construção de um 
programa que resolva este problema. 
Faça tantos passos quanto for possível.
Considerações Python
Considerações Python
• Para testar os seus algoritmos é necessário instalar o 
interpretador da linguagem Python.
• O interpretador é um programa que aceita comandos 
escritos em Python e os executa, linha a linha.
– Traduz os programas em um formato que pode ser 
executado pelo computador.
• Interpretador: verificar se o programa foi escrito 
corretamente (exibindomensagens de erro).
Considerações Python
• Versão do Python recomendada: 3.4 ou acima.
• Software livre.
• Windows:
– http://www.python.org
• Linux (Ubuntu):
– sudo apt-get install python3.4
– sudo apt-get install idle-python3.4
Dica para Instalação (Windows)
Siga a videoaula feita por um dos monitores da disciplina.
Enquanto isso, no Campus Virtual...
Exemplo Python
• Agora vamos voltar ao nosso exemplo Python.
– Programa em Python
O que está acontecendo aqui?
print(“Ola Mundo!”)
Comando de Saída Padrão
• print é uma função do Python.
Comando de Saída Padrão
Comando de Saída Padrão
• Cuidados:
– Letras maiúsculas e minúsculas são diferentes.
 Print ≠ print
– Aspas são importantes e não devem ser esquecidas.
– Parênteses não são opcionais.
– Espaços são muito importantes.
● Quantidade de espaços em branco antes do início 
de cada linha.
Outros exemplos
print(“Parabéns!!!”)
print(“Você agora está”)
print(“começando a aprender a programar”)
Outros exemplos
print(“Eu sei os F.A.T.P.”)
print(“Fundamentos”)
print(“ das Artes”)
print(“ das Trevas”)
print(“ da Programação”)
Operadores Matemáticos
Operação Operador
Soma +
Subtração -
Multiplicação *
Divisão /
Exponenciação **
Resto da divisão inteira %
Exercício
• Qual o resultado das seguintes expressões 
matemáticas?
Expressão 1 
2+3*4/2
Expressão 3 
10%3*10**2+1-10*4/2
Expressão 2 
9%2+5*9/3-1**0
Exercício
Atividade Extraclasse 1
Se informar sobre as 
unidades lógicas de 
um computador
Enquanto isso, no Campus Virtual...
Atividade Extraclasse 1
Atividade Extraclasse 2
Professor, por que eu que faço <coloque aqui o nome do seu curso> 
devo aprender programação? Eu não vou trabalhar com isso.
Atividade Extraclasse
You should learn to Program: Christian Genco
https://www.youtube.com/watch?v=xfBWk4nw440
Algorithms are taking over the world: Christopher Steiner
https://www.youtube.com/watch?v=H_aLU-NOdHM
AS
SIS
TA!
!!
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	Algoritmos
	Estrutura de Algoritmos
	Estrutura de Algoritmos
	Estrutura de Algoritmos
	Desenvolvimento de Algoritmos
	Processo de construção de algoritmos
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