A Atividade Prática Supervisionada .

ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

Ciência da Computação 2ª Série Programação Estruturada I

 A Atividade Prática Supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo professor, e que tem por objetivos: ⎫ Favorecer a autoaprendizagem do aluno. ⎫ Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado. ⎫ Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. ⎫ Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas para o exercício profissional. ⎫ Promover a aplicação da teoria na solução de situações que simulam a realidade. ⎫ Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem Para atingir estes objetivos, a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução. Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional. AUTORIA: Ivair Teixeira Faculadede Anhanguera de Valinhos Rodrigo Amaral Rocha Faculdade Anhanguera de Valinhos Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 2 de 11 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, descritas a seguir. ⎫ Conhecer os aspectos teóricos, científicos e tecnológicos relacionados à computação. ⎫ Operar equipamentos computacionais e sistemas de software. ⎫ Analisar, documentar e solucionar problemas e necessidades passíveis de solução via computação. ⎫ Desenvolver pesquisa científica e tecnológica. Produção Acadêmica ∙ Relatório 1 – Planejamento Inicial. Contendo um esboço do programa em português estruturado, com uma descrição das ações e variáveis necessárias ao aplicativo básico. ∙ Relatório 2 – Comando system(). Listagem com as opções da função system( ) que podem ser utilizadas no aplicativo de forma criar uma interface mais agradável. ∙ Relatório 3 – Aplicativo básico. Contendo o código fonte e telas do aplicativo básico, que utiliza os comandos de atribuição, leitura, escrita e a estrutura de seleção, para realizar as funcionalidades propostas nas etapas 1 e 2. ∙ Relatório 4 – Algoritmos Avançados. Contendo a descrição das técnicas utilizadas para realizar as opções: Fatorial, Eponenciação e Raiz quadrada. ∙ Relatório 5 Aplicativo Final. Contendo o código fonte e telas do aplicativo avançado, que utiliza as estruturas de iteração e as estruturas de dados compostas para complementar o aplicativo com as funcionalidades propostas nas etapas 3 e 4. Participação Para a elaboração desta atividade, os alunos deverão previamente organizar-se em equipes de 4 a 5 participantes e entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina. Essas equipes serão mantidas durante todas as etapas. DESAFIO A matemática e a informática são áreas que estão fortemente relacionadas e apresenta constante evolução, muitas vezes, decorrente da influência que existe entre elas. De um lado, o avanço da computação foi alavancado pela crescente necessidade de programas voltados a resolução de problemas matemáticos. De outro, a alta capacidade de cálculo dos computadores permite explorar aplicações da matemática que seriam inviáveis se realizadas por operações puramente manuais. O desafio proposto consiste na elaboração de um aplicativo, em linguagem de programação C, que apresenta uma calculadora que ofereça operações básicas nas etapas 1 e 2 e mais avançadas nas etapas 3 e 4 da ATPS. A elaboração do aplicativo pode ser segmentada para ser planejada, codificada e testada por etapas, de forma incremental e evolutiva. A tela inicial do aplicativo deve exibir ao usuário um menu com as operações e receber do usuário a opção desejada. Na sequência são solicitados os parâmetros para aquela operação, por exemplo, se o usuário escolheu a opção de soma, deverá haver a entrada dos dois números, para concluir o cálculo e apresentar o resultado obtido. Após isso o programa fica em pausa com a apresentação da mensagem: “Pressione qualquer tecla para continuar”. No final de cada operação o aplicativo deve limpar a tela e retornar ao menu principal. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 3 de 11 Objetivo do Desafio Implementar uma calculadora via programação em Linguagem C . Deverá ser explorado o uso dos comandos e estruturas abordados na disciplina de programação estruturada na elaboração de um projeto prático que integre esses comandos de forma simples, porém funcional. Como resultado espera-se um conjunto de relatórios com o código fonte que apresente uma interface simples ao usuário com as funções de uma calculadora. Livro Texto da Disciplina A produção desta ATPS é fundamentada no livro-texto da disciplina, que deverá ser utilizado para solução do desafio: MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C: módulos 1 e 2. PLT- 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson - Prentice Hall, 2009. ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas) ⎫ Aula-tema: Introdução a Linguagem de programação C. Estrutura de um programa. Abordagem de compilação, linkedição e execução de um programa. Conceito e aplicações de variáveis. Exemplos e exercícios. Esta atividade é importante para que você entenda o processo de declaração e definição de variáveis, os tipos de dados e seus relacionamentos. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Fazer a leitura do Capítulo 1 – Introdução, do livro texto MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. PLT nº 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 10 a 17, com foco nas variáveis e seus tipos. 2. Elaborar um esboço do programa, listando cada ação a ser executada e analisando criteriosamente quais os dados envolvidos, bem como os tipos de variáveis que melhor se adéquam para armazená-los. As funcionalidades da 1ª etapa são: ∙ (+) Soma ∙ (-) Subtração ∙ (*) Multiplicação ∙ (/) Divisão ∙ (E) Exponenciação ∙ (R) Raiz Quadrada ∙ (P) Porcentagem Na Tabela 1 são apresentados os itens que devem ser analisados referentes ao aplicativo básico. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 4 de 11 Tabela 1 – Ações da primeira etapa. Itens 1 - Menu Principal. 5 – Operação de Divisão. 2 – Operação de Soma. 6 - Operação de Exponenciação. 3 – Operação de Subtração. 7 - Operação de Raiz Quadrada. 4 – Operação de Multiplicação. 8 - Operação de Porcentagem. A descrição em português estruturado a seguir, apresenta o esboço do menu e da ação de soma. Item 1: Menu principal. Variável: op do tipo caractere. Ações: 1. Apresentar na tela as opções do aplicativo básico. (Soma, Subtração, Multiplicação, Divisão, Exponenciação, Raiz Quadrada, Porcentagem e Sair). 2. Receber a opção e armazenar (op). Item 2: Operação de soma. Variáveis: val1, val2 e res do tipo inteiro. Ações: 1. Solicitar e armazenar o primeiro valor (val1). 2. Solicitar e armazenar o segundo valor (val2). 3. Realizar o cálculo e armazenar o resultado (res). 4. Apresentar o resultado na tela (res). Passo 2 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Pesquisar no site sugerido a seguir, sobre a função system(). Este comando permite acessar funcionalidades oferecidas pelo MSDOS por prompt de comando e melhorar significativamente a operabilidade do aplicativo, torna-o mais amigável e atraente para o usuário. 2. Elaborar uma listagem com o nome e a descrição de quatro funcionalidades interessantes para serem utilizadas no programa. A função system() está descrita na biblioteca stdio.h, que deve ser incluída no início do programa. Um material de aula sobre esta função está disponível no site sugerido a seguir. Site sugerido para pesquisa • SYSTEM. Comando System.doc. Disponível em: . Acesso em: 04 abr. 2013. Passo 3 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Redigir o Relatório 1 – Planejamento Inicial. Contendo um esboço do programa em português estruturado, com uma descrição das ações e variáveis necessárias ao aplicativo básico. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 5 de 11 2. Redigir o Relatório 2 – Comando system(). Contendo a listagem com as opções da função system() que podem ser utilizadas no aplicativo de forma tornar a operação mais agradável. ETAPA 2 (tempo para realização: 5 horas) ⎫ Aula-tema: Apresentação de operadores aritméticos, lógicos e relacionais. Atribuição. Criação de expressões aritméticas, lógicas e relacionais. Tabela verdade. Exemplos e exercícios. Exercícios em laboratório. Apresentação teórica e prática da estrutura do comando de seleção if. Esta atividade é importante para praticar a utilização dos comandos de entrada e saída, ou seja, os comandos responsáveis pela elaboração da interface com o usuário. Estas funções estão descritas nas bibliotecas stdio.h e stdlib.h. As estruturas de seleção permitem realizar ações diferentes, em resposta a interação do usuário na interface. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Fazer a leitura do Capítulo 1 – Introdução, do livro texto MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. PLT nº 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 7 a 10, com foco na estrutura de controle Seleção. 2. Elaborar o código em Linguagem C, que apresente a tela inicial do aplicativo básico, conforme a Figura 1 apresentada a seguir. Capturar a opção com apenas uma, para isso ler sobre a função getche() nas páginas 30 a 32 do capítulo 2 – Operadores, do livro texto. Para testar, elaborar um código que, capture a tecla referente a opção, limpe a tela e apresente a tecla pressionada. Figura 1 – Tela inicial do aplicativo básico. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 6 de 11 O quadro ao redor da palavra calculadora pode ser obtido com a utilização de caracteres gráficos apresentados capítulo 1 – Introdução, do livro nas páginas 21 a 23. A formatação desta tela deve ser igual ao apresentado na Figura 1. Passo 2 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Fazer a leitura do Capítulo 4 – Comando de decisões, do livro texto MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. PLT nº 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 93 a 97, com foco nas estruturas de seleção. 2. Desenvolver a estrutura de seleção que execute o algoritmo para resolver a operação desejada. Para obter os valores utilizados no cálculo leia o capítulo 2 do livro texto, sobre o comando scanf() nas páginas 28 a 30. Na Figura 2(A) e 2(B) e são apresentadas as telas de entrada de dados e na Figura 2(C) a tela de resultado da operação de multiplicação. Figura 2 – Telas da operação de multiplicação O código em Linguagem C, exibido na Figura 3, apresenta o algoritmo para executar a operação de soma e pode servir de modelo inicial para a elaboração e formatação dos algoritmos das demais operações. Figura 3 – Código da Operação de Soma. Um detalhe específico da operação de divisão é verificar se o segundo valor é zero, pois caso seja realizada divisão por zero ocorre um erro e o programa será interrompido. Esta tela é apresentada na Figura 4(A). Caso seja escolhida uma opção inválida deverá ser Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 7 de 11 impressa na tela a frase: “Opcao Invalida”, conforme a Figura 4(B). Da mesma forma, caso seja escolhida a opção ‘s’ será apresentada a frase: “programa finalizado” como pode ser visto na Figura 4(C). Figura 4 – (A) Erro divisão por zero, (B) Opção Inválida e (C) Sair Para as duas próximas opções, podem ser utilizadas as funções definidas na biblioteca math.h. As telas de entradas de dados e resultados para a operação de exponenciação é apresentada na Figura 5(A), Raiz Quadrada na Figura 5(B) e Porcentagem Figura 5(C). Figura 5 – (A) Exponenciação, (B) Raiz Quadrada e (C) Porcentagem Após cada sequência de execução o programa entra em pausa e deve ser finalizado ao pressionar qualquer tecla. Para reduzir a complexidade, não são necessários testes que realizem a validação dos valores digitados pelo usuário, por exemplo, digitação de letras quando é solicitado um valor numérico. No entanto a escolha da opção desejada no menu deve funcionar para caracteres maiúsculos ou minúsculos. Passo 3 (Equipe) Redigir o Relatório 3 – Aplicativo Básico. Contendo o código fonte e telas do aplicativo básico, que utiliza os comandos de atribuição, leitura, escrita e a estrutura de seleção, para realizar as funcionalidades propostas nas etapas 1 e 2. O código deve estar corretamente endentado e organizado, com comentários significativos que expliquem o funcionamento dos algoritmos. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 8 de 11 ETAPA 3 (tempo para realização: 5 horas) ⎫ Aula-tema: Apresentação do comando de repetição while. Apresentação do comando de repetição for. Apresentação do comando de repetição do..while. Esta atividade é importante para entender os laços de repetição, seu modo de funcionamento, suas características e sua aplicabilidade. Operações repetitivas internas são altamente exploradas na programação e constituem a base para a resolução de uma infinidade de problemas Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Rever o material sobre as aplicações da função system(), disponibilizado no site a seguir, para ajustar a aparência e opções disponibilizadas na tela para a interface do aplicativo avançado. Alterar o título da janela, bem como as cores dos caracteres e fundo da tela. Site sugerido para pesquisa • SYSTEM. Comando System.doc. Disponível em: . Acesso em: 04 abr. 2013. Nessa etapa o programa deve ser acrescido das operações: (F) Fatorial, (B) Conversão Binário para Decimal e (D) Conversão Decimal para Binário. A nova aparência do aplicativo pode ser observada na Figura 6 apresentada a seguir. Figura 6 – Tela do aplicativo avançado Passo 2 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Fazer a leitura do Capítulo 3 – Laços, do livro texto MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. PLT nº 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 69 a 71, com foco nas estruturas de iteração. Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 9 de 11 2. Elaborar o laço de repetição que limpa a tela e retorna a execução para o menu principal do programa, após cada sequencia de execução, ou seja, o programa somente será finalizado com a escolha da opção: (S) – sair. Passo 3 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Elaborar o código que resolva a opção Fatorial, com base nas estruturas de controle estudadas nas páginas 54 a 60 do capítulo 3 – Laços, do livro texto. Solicitar o valor, e imprimir o resultado no formato: “O fatorial de val1 = res”. 2. Atualizar os algoritmos das operações de Exponenciação e Raiz Quadrada, caso as soluções atuais tenha utilizado funções da biblioteca math.h. Nesta etapa não é permitido o uso de funções desta biblioteca, portanto os algoritmos devem ser substituídos por algoritmos equivalentes que utilizem as estruturas de controle para obter o resultado. Passo 4 (Equipe) Redigir o Relatório 4 – Algoritmos Avançados. Contendo a descrição das técnicas utilizadas para realizar as opções: Fatorial, Exponenciação e Raiz quadrada. O texto a seguir exemplifica o formato deste relatório no que diz respeito à operação de cálculo de fatorial. Item: fatorial. Variável: num, fat do tipo caractere. Descrição: A variável fat é inicializada como valor 1 e recebe-se do usuário o valor a ser calculado (num). Um laço for(), com decremento de 1, inicializa o seu contador (i) com o valor a ser calculado, que será decrementado a cada iteração. Na primeira iteração a variável fat acumula seu valor atual, que é 1 multiplicado pela valor da variável i. Nas demais iterações, fat acumula o produto do seu valor atual com o valor de i decrementado, até que i seja igual a 1. Na Figura 7 é apresentado um exemplo da simulação desta função. Figura 7 – Tela do aplicativo avançado Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 10 de 11 ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas) ⎫ Aula-tema: Introdução a matrizes unidimensionais (vetores). Estudo de matrizes bidimensionais. Esta atividade é importante para que possa praticar a utilização de estrutura de dados do tipo vetor. Os vetores unidimensionais ou multidimensionais são amplamente utilizados no armazenamento de dados e oferece uma estrutura organizada que pode ser explorada de forma rápida e eficiente por algoritmos de busca. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Fazer as atividades apresentadas a seguir. 1. Fazer a leitura do Capítulo 11 – Memória e Impressão de Caracteres, do livro texto MIZRAHI, Victorine Viviane. Treinamento em Linguagem C. PLT nº 706. 1ª ed. São Paulo: Pearson, 2007. p. 129, com foco sistemas numéricos. 2. Fazer a leitura do material de aula sobre funções matemáticas disponibilizado no site a seguir. Passo 2 (Equipe) Desenvolver as funções de conversão de base de Binário para Decimal e Decimal para Binário. Na Figura 8(A) é apresentada a tela da conversão de Binário para Decimal e na Figura 8(B) a conversão de Decimal para Binário. Site sugerido para pesquisa ∙ FUNÇÕES. Funções matemáticas. Disponível em: . Acesso em: 04 abr. 2013. Figura 8 – (A) Conversão Binário para Decimal e (B) Conversão Decimal para Binário Ciência da Computação - 2ª Série - Programação Estruturada I Ivair Teixeira, Rodrigo Amaral Rocha Pág. 11 de 11 Passo 3 (Equipe) Redigir o Relatório 5 - Aplicativo Final. Contendo o código fonte e telas do aplicativo avançado, que utiliza as estruturas de iteração e as estruturas de dados compostas para complementar o aplicativo com as funcionalidades propostas nas etapas 3 e 4. Padronização O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT, com o seguinte padrão (exceto para produções finais não textuais): ∙ em papel branco, formato A4; ∙ com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; ∙ fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; ∙ espaçamento de 1,5 entre linhas; ∙ se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; ∙ com capa, contendo: ∙ nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; ∙ nome e RA de cada participante; ∙ título da atividade; ∙ nome do professor da disciplina; ∙ cidade e data da entrega, apresentação ou publicação. Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalização de Trabalhos Acadêmicos Anhanguera. Disponível em: . Acesso em: 13 maio 2014.

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