Lógica de Programação, Notas de aula de Lógica Matemática

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Lógica de Programação

Aula 01 - Introdução aos algoritmos

Apresentação

Apresentação

Na nossa primeira aula, veremos conceitos introdutórios da lógica como uma estruturação do pensamento voltada para a solução de problemas e dos algoritmos enquanto sequências de passos para resolver tais problemas. Você conhecerá, ao final desta aula, uma ferramenta de construção de algoritmos denominadaVisuAlg. Você será orientado quanto à instalação e utilização dessa ferramenta, que será utilizada para implementar os exemplos práticos das aulas posteriores.

Vídeo 01 - Apresentação.

Objetivos

Ao final desta aula, você deverá ser capaz de:

Conceituar Lógica de Programação e disciplinar o raciocínio no sentido de solucionar problemas.

Conceituar algoritmos e construir algoritmos simples de forma eficaz.

Explorar a ferramenta VisuAlg e suas principais funcionalidades na construção de algoritmos.

Seria impossível conseguir efetuar a compra do produto, pois apesar de todas as ações estarem corretas, a sequência está errada. Como você poderia pagar pelo produto após sair da loja? Ou escolher o produto após pagar por ele? A sequência correta, nesse caso, seria:

1. entrar na loja;
2. escolher o produto na prateleira;
3. dirigir-se ao caixa;
4. retirar o dinheiro da carteira;
5. pagar pelo produto;
6. sair da loja.

A lógica, dessa forma, é utilizada para conduzir pensamentos ou ações voltados para a solução de problemas.Você sabe que a lógica está correta em determinada situação, se a solução do problema tiver sido atingida, cumprindo todos os requisitos.

Vídeo 02 - Introdução aos Algoritmos

Na programação de computadores, o treino dessa habilidade é fundamental para aprimorarmos a nossa capacidade de resolver problemas e programar.

Devemos, portanto, aprender a pensar de forma estruturada. O que isso significa? Significa desenvolver e aperfeiçoar a técnica de pensamento, dentro de um raciocínio lógico e matemático, que é a base de todo o trabalho na programação de computadores.

Algoritmos

Para resolver um problema em um computador, de modo semelhante ao que fazemos para resolver um problema do nosso cotidiano, devemos encontrar uma maneira de descrever esse problema de uma forma clara e precisa, através de uma sequência de passos a serem seguidos até que se atinja a solução procurada (CRUZ; KNOPMAN, 2001).

Vimos que essa estruturação deve seguir uma determinada lógica para se atingir um objetivo. A lógica aplicada à programação de computadores, dessa forma, também deve buscar a melhor sequência de ações para se resolver um problema. A essa sequência de ações damos o nome de algoritmo.

Um algoritmo é um conjunto finito de regras que fornece uma sequência de operações para resolver um problema específico. É algo como uma receita, ou uma rotina.

RECEITA DE BOLO COMUM DE OVOS

Observe a receita de bolo a seguir.

Passo 1: Receber os ingredientes

Ingredientes:

1. 2 xícaras de açúcar;
2. 3 ovos;
3. 250g de margarina;
4. 3 xícaras de farinha de trigo;
5. 1 e ½ colher de fermento;

algoritmo ser iniciado (no caso da receita de bolo, as entradas são os ingredientes, ou seja, o açúcar, os ovos, etc.).

1. Saídas – um algoritmo deve ter uma ou mais saídas. O número de saídas tem uma relação específica com as entradas. Mais uma vez, observando a nossa receita, vemos que os ingredientes (entradas) são misturados dentro da sequência de passos, gerando uma única saída (o bolo).
2. Efetividade – todo algoritmo deve ser descrito por operações básicas e possíveis de ser realizadas de forma precisa, dentro de um determinado tempo, por qualquer pessoa. Por exemplo, se na receita víssemos uma instrução do tipo "coloque açúcar à vontade", isso impossibilitaria a sua execução de uma forma precisa.

Veja agora um exemplo de algoritmo utilizando números e expressões matemáticas.

Vídeo 03 - Introdução aos Algoritmos

Cálculo da média aritmética do aluno

Passo 1: receba a primeira nota;

Passo 2: receba a segunda nota;

Passo 3: some a primeira nota com a segunda nota;

Passo 4: divida o resultado da soma por dois;

Passo 5: mostre o resultado obtido.

O algoritmo acima tem início e fim, como no anterior, tem passos bem definidos, tem os dados de entrada (primeira nota e segunda nota), tem uma saída (média) e as instruções de cada passo são precisas, ou seja,

esse exemplo reúne também as cinco características que mencionamos anteriormente.

Diante de tudo isso, podemos afirmar que a construção de algoritmos é uma atividade que faz parte do nosso cotidiano, pois todas as atividades que realizamos (como tomar banho, ir à escola, voltar para casa) precisam de uma série de entradas para que sejam realizadas (como a hora de acordar, escolher o melhor caminho para ir à escola, escolher o melhor meio de transporte), seguem uma sequência lógica de passos e geram suas respectivas saídas (que são os resultados alcançados). Você consegue perceber como é simples?

É importante lembrar, no entanto, que podem existir várias maneiras de solucionar um problema. O importante é chegar à solução. Melhor ainda, se essa solução for atingida de forma eficiente e eficaz.

Atividade 01

Vamos agora a nossa primeira atividade. No entanto, antes dela, considere as técnicas para elaboração de um algoritmo baseadas nas observações de Ascencio e Campos (2002), relacionadas a seguir.

1. ler atentamente o enunciado, destacando os pontos mais importantes;
2. definir os dados de entrada;
3. definir que dados de saída se deseja obter;
4. definir o processamento (de que maneira será ordenada a sequência de passos);
5. construir o algoritmo;
6. testar o algoritmo realizando simulações.

Figura 1 - Mensagem

Primeiro contato com o VisuAlg

Após executar o programa, você verá a tela inicial dele, como exibido na Figura 2.

Na parte superior da tela inicial do programa, você verá a barra de tarefas, com a barra de menu e a barra de ferramentas. Imediatamente abaixo, temos o editor de textos do programa. No canto inferior esquerdo,

Figura 2 - Tela inicial doVisuAlg

está o quadro de variáveis (que mostra as informações referentes a cada variável do algoritmo) e, no canto inferior direito, está o simulador de saída (que mostra os resultados do algoritmo). Abaixo de ambos, fica a barra de status do programa. O texto que aparece no editor de textos representa o formato padrão de um algoritmo (aprenderemos isso mais adiante, nas próximas aulas). A barra de menu tem as seguintes opções: Arquivo, Editar, Exibir, Algoritmo, Código, Ferramentas e Ajuda. Cada item do menu tem diversos subitens com funcionalidades diferentes. Veja a seguir as funcionalidades de cada item e subitem do menu doVisuAlg (entre parênteses, estão os atalhos de teclado para cada funcionalidade).

Vídeo 04 - Conhecendo oVisuAlg

Vídeo 05 - Executando o seu primeiro exemplo

Vídeo 06 - Abrindo um exemplo salvo

1. Arquivo

1. Novo (Ctrl + N) – cria um novo arquivo.
2. Abrir (Ctrl + A) – abre um arquivo existente.
3. Salvar (Ctrl + S) – salva o documento que está em uso.
4. Salvar Como... – salva o documento que está em uso com outro nome.

3. Exibir

1. Número de linhas – ativa ou desativa a exibição, à esquerda do editor de textos, da numeração das linhas.
2. Variáveis modificadas – ativa ou desativa a exibição das variáveis que estão sendo modificadas.
3. Restaurar tela – restaura a tela inicial.

4. Algoritmo

1. Executar (F9) – inicia a execução do algoritmo (ou continua, caso tenha sido parada).
2. Passo a passo (F8) – executa o algoritmo linha a linha, realçando a linha executada.
3. Executar comtimer (Shift + F9) – insere um atraso especificado pelo usuário, durante a execução.
4. Parar (Ctrl + F2) – encerra a execução do algoritmo.
5. Liga/desligabreakpoint (F5) – insere ou remove pontos de parada no local que o usuário escolher.
6. Desmarcar todos osbreakpoints (Ctrl + F5) – desativa todos os breakpoints que estiverem ativos.
7. Executar em modo DOS – mostra a execução do algoritmo em uma janela semelhante ao DOS.
8. Gerar valores aleatórios – ativa a geração de valores aleatórios para as variáveis, substituindo a digitação dos dados.
9. Perfil (F7) – exibe o número de vezes em que cada linha foi executada.
10. Pilha de ativação (Ctrl + F3) – exibe a pilha de subprogramas ativados num dado momento.

5. Código

Permite a tradução do código do algoritmo para quatro linguagens: Pascal, C, CA-Clipper e Basic. Apenas a opção da linguagem Pascal está funcionando nessa versão da ferramenta.

6. Ferramentas

6. Ferramentas

Permitem configurar as opções de configuração dos elementos do programa, como cores, estilos e tamanhos de fonte.

7. Ajuda

Permite acesso ao conteúdo de ajuda da ferramenta.

Os ícones da barra de ferramentas executam as funcionalidades existentes no menu. Ao lado de cada item do menu, você verá (noVisuAlg) o ícone correspondente. Se você tiver dúvidas, passe omouse sobre cada ícone e veja que o nome da funcionalidade do ícone será exibido.

Ao longo das próximas aulas, você terá a oportunidade de explorar o VisuAlg com maior profundidade e verá o quanto a ferramenta o auxiliará a desenvolver o seu raciocínio algorítmico.Por enquanto, aproveite para navegar pelas funcionalidades, a fim de se familiarizar com a ferramenta.

Leitura Complementar

Ao longo de nossas aulas, utilizaremos oVisuAlg para a construção dos algoritmos. Como falamos, a ferramenta foi idealizada e desenvolvida pela equipe da empresa Apoio Informática. No website da empresa, você encontrará informações interessantes sobre oVisuAlg, como o objetivo de sua criação, um tutorial de suas funcionalidades e vários aspectos acerca da linguagem.

Por isso, sugerimos como leitura complementar, que você visite o website:

Na página, você encontrará algumas curiosidades a respeito da motivação que os criadores doVisuAlg tiveram para desenvolvê-lo, verá explicações a respeito da linguagem que o programa utiliza (como as palavras reservadas e as regras específicas) e conhecerá aspectos

e. Escreva um algoritmo que, dados três números, informe o maior e o menor.

1. Faça umtour pelas funcionalidades doVisuAlg, a fim de se familiarizar com a ferramenta e tente construir, nele, os algoritmos do exercício anterior. Utilize os itens do menu Ajuda, como auxiliares, nessa tarefa.

Referências

ASCENCIO, Ana F. Gomes; CAMPOS, Edilene A. V. de. Fundamentos de programação de computadores: algoritmos, Pascal e C/C++. São Paulo: Prentice Hall, 2002.

CRUZ, Adriano J. O.; KNOPMAN, Jonas. O que são algoritmos? Projeto de Desenvolvimento de Algoritmos: Núcleo de Computação Eletrônica. Rio de Janeiro, 2001. Disponível em: . Acesso em: 25 dez. 2009.

SOUZA, Cláudio M. de. VISUALG: editor e interpretador de algoritmos. Disponível em: . Acesso em: 28 dez. 2009.

XAVIER, Gley Fabiano Cardoso. Lógica de programação. 9. ed. São Paulo: Senac São Paulo, 2005. (Nova Série Informática).