O uso de algoritmos

1. ABORDAGEM CONTEXTUAL

O uso de algoritmos é quase tão antigo quanto a matemática. Com o passar do tempo, entretanto, ele foi bastante esquecido pela matemática. Com o advento das máquinas de calcular e mais tarde os computadores, o uso de algoritmos ressurgiu com grande vigor, como uma forma de indicar o caminho para a solução dos mais variados problemas.

Algoritmo não é a solução do problema, pois, se assim fosse, cada problema teria um único algoritmo. Algoritmo é o caminho para a solução de um problema, e em geral, os caminhos que levam a uma solução são muitos.

Ao longo dos anos surgiram muitas formas de representar os algoritmos, alguns utilizando linguagens semelhantes às linguagens de programação e outras utilizando formas gráficas.

O aprendizado de algoritmos não se consegue a não ser através de muitos exercícios.

Algoritmos não se aprendem:

– Copiando algoritmos

– Estudando algoritmos

Algoritmos só se aprendem:

– Construindo algoritmos

– Testando algoritmos

1.1 Conceito de Algoritmo

A automação é o processo em que uma tarefa deixa de ser desempenhada pelo homem e passa a ser realizada por máquinas, sejam estas dispositivos mecânicos (como as máquinas industriais), eletrônicos (como os computadores), ou de natureza mista (como os robôs).

Para que a automação de uma tarefa seja bem-sucedida é necessário que a máquina que passará a realizá-la seja capaz de desempenhar cada uma das etapas constituintes do processo a ser automatizado com eficiência, de modo a garantir a repetibilidade do mesmo. Assim, é necessário que seja especificado com clareza e exatidão o que deve ser realizado em cada uma das fases do processo a ser automatizado, bem como a seqüência em que estas fases devem ser realizadas.

À especificação da seqüência ordenada de passos que deve ser seguida para a realização de um tarefa, garantindo a sua repetibilidade, dá-se o nome de algoritmo.

Embora esta definição de algoritmo seja correta, podemos definir algoritmo, de maneira informal e completa como:

“Algoritmo é um conjunto finito de regras, bem definidas, para a solução de um problema em um tempo finito e com um número finito de passos.”

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.

Um algoritmo deve sempre possuir pelo menos um resultado, normalmente chamado de saída, e satisfazer a propriedade da efetividade, isto é, todas as operações especificadas no algoritmo devem ser suficientemente básicas para que possam ser executadas de maneira exata e num tempo finito.

Na prática não é importante ter-se apenas um algoritmo, mas sim, um bom algoritmo. O mais importante de um algoritmo é a sua correção, isto é, se ele resolve realmente o problema proposto e o faz exatamente.

Para se ter um algoritmo, é necessário:

1. Que se tenha um número finito de passos

2. Que cada passo esteja precisamente definido, sem possíveis ambigüidades

3. Que existam zero ou mais entradas tomadas de conjuntos bem definidos

4. Que existam uma ou mais saídas

5. Que exista uma condição de fim sempre atingida para quaisquer entradas e num tempo finito.

Para que um computador possa desempenhar uma tarefa é necessário que esta seja detalhada passo a passo, numa forma compreensível pela máquina, utilizando aquilo que se chama de programa. Neste sentido, um programa de computador nada mais é que um algoritmo escrito numa forma compreensível pelo computador.

2. FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE ALGORITMOS

Existem diversas formas de representação de algoritmos, mas não há um consenso com relação à melhor delas.

Algumas formas de representação de algoritmos tratam dos problemas apenas em nível lógico, abstraindo-se de detalhes de implementação muitas vezes relacionados com alguma linguagem de programação específica. Por outro lado, existem formas de representação de algoritmos que possuem uma maior riqueza de detalhes e muitas vezes acabam por obscurescer a idéia principal, o algoritmo, dificultando seu entendimento.

Dentre as formas de representação de algoritmos mais conhecidas, sobressaltam:

• a Descrição Narrativa

• o Fluxograma Convencional

• o Diagrama de Chapin

• o Pseudocódigo, também conhecido como Linguagem Estruturada ou Portugol.

2.1 Descrição Narrativa

Nesta forma de representação os algoritmos são expressos diretamente em linguagem natural. Como por exemplo, têm-se os algoritmos seguintes:

– Troca de um pneu furado:

– Afrouxar ligeiramente as porcas

– Suspender o carro

– Retirar as porcas e o pneu

– Colocar o pneu reserva

– Apertar as porcas

– Abaixar o carro

– Dar o aperto final nas porcas

– Cálculo da média de um aluno:

– Obter as notas da primeira e da segunda prova

– Calcular a média aritmética entre as duas

– Se a média for maior ou igual a 7, o aluno foi aprovado, senão ele foi reprovado

Esta representação é pouco usada na prática porque o uso de linguagem natural muitas vezes dá oportunidade a más interpretações, ambigüidades e imprecisões.

Por exemplo, a instrução “afrouxar ligeiramente as porcas” no algoritmo da troca de pneus está sujeita a interpretações diferentes por pessoas distintas. Uma instrução mais precisa seria: “afrouxar a porca, girando-a de 30º no sentido