Introdução a programação de computadores para cursos de engenharia e de automação

INTRODUÇÃO a PROGRAMAÇÃO de COMPUTADORES para CURSOS de ENGENHARIA e de AUTOMAÇÃO

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Algoritmos

Na bibliografia, encontramos diferentes definições para algoritmo, algumas tratam uma simples receita de bolo como um algoritmo, outros autores consideram esses exemplos simplificações demasiadas do conceito e preferem associar o conceito de algoritmo a soluções computacionais.

Neste aspecto, podemos expressar a solução de qualquer problema na forma de algoritmo, desde o mais simples ao mais complexo e independente se solucionáveis no universo real, ou no universo computacional.

No dia-a-dia nos deparamos com diversos problemas que podem ser expressos na forma de algoritmos, alguns simples rotinas como escovar os dentes, ir a faculdade, preparar um suco de frutas, uma receita para fazer salada de batatas, as regras para calcular uma equação de primeiro grau e muitos outros.

Em todos os algoritmos são identificadas características comuns, que são séries finitas e bem definidas de passos ou regras que, quando realizadas, produzem um determinado resultado.

Neste trabalho preferimos a definição de algoritmo como sendo:

Um conjunto de ações com propriedades especiais e especificas e com algumas estruturas padrões para controlar a ordem na qual as ações são realizadas.

São propriedades de algoritmos:

ações simples e bem definidas (não ambíguas);

seqüência ordenada de ações;

seqüência finita de passos.

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Exemplo de construção de algoritmo:

Neste tópico, introduzimos o conceito de algoritmo, através de um problema do dia a dia. Apesar de parecer simples, o exemplo permite expor de forma progressiva, detalhada e completa, todas as propriedades e conceitos envolvidos na construção de algoritmos computacionais por mais complexo que seja a problema a ser resolvido.

É importante que esse exemplo não seja simplesmente lido, mas entendido. A perfeita compreensão dos conceitos aqui introduzidos, será fundamental para o aprendizado da arte de elaborar algoritmos e vai acompanhá-lo por toda sua vida como programador de computador, medite sobre eles.

Vamos ao exemplo:

Imagine que uma dona de casa deseja fazer um jantar para alguns convidados. Como o prato a ser preparado inclui batatas, ela necessita de batatas descascadas. Para resolver esse problema, a dona de casa elaborou e entregou a sua secretária uma folha de papel com o seguinte conteúdo:

// instruções para descascar batatas para o jantar

InInInInííííciociociocio

pegue a cesta de batatas no armário; pegue uma bacia para colocar as batatas descascadas; pegue uma faca na gaveta; descasque uma batata; coloque a batata descascada na bacia; descasque uma batata; coloque a batata descascada na bacia; descasque uma batata; coloque a batata descascada na bacia; descasque uma batata; coloque a batata descascada na bacia; FimFimFimFim A secretária percebeu imediatamente que as instruções tem início e fim.

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Chegou também a conclusão que deveria começar pelo início e que a primeira ação a ser realizada deveria ser; “pegue a cesta de batatas no armário”. Após realizar esta primeira ação, percebeu que deveria seguir executando as ações encontradas linha após linha. Parece lógico e natural, mas ao chegar na quarta linha, a secretária percebe que existem duas ações na mesma linha:

1. descasque uma batata; 2. coloque a batata descascada na bacia;

Qual delas realizar primeiro? Lendo as duas ações, a secretária conclui que não poderia colocar a batata descascada na bacia antes de descasca-lá e desta forma deveria fazer primeiro a ação “descasque uma batata”. Todavia, a secretária se dá conta de que, ler um conjunto de ações para saber a ordem de execução das mesmas, além de não ser prático, pode não ser determinante, ou seja, não definir claramente qual a ordem de execução. Observado mais atentamente, a secretária percebe que duas ações são sempre separadas pelo sinal de “;” (ponto e virgula). Também notou que, a ação que vinha após o “;”, deveria sempre ser executada depois da ação que aparecia antes do ponto e virgula. A partir destas constatações, a secretária adotou então uma regra para seguir:

“sempre observar o ponto e virgula e somente realizar a ação que vem depois, após realizar a ação que vem antes”

Adotando essa regra e seguindo as instruções da folha de papel deixada pela dona de casa, a secretária obteve ao chegar a instrução de fim quatro batatas descascadas na bacia, exatamente como solicitou a dona de casa, concluido então que:

“O ponto e virgula define a ordem na qual as ações devem ser executadas”.

momento meditação

medite sobre o ponto e virgula

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Agora imagine que, em um outro dia, a dona de casa resolva novamente fazer um jantar para um número de convidados maior e necessita 20 batatas descascadas. É notório que o algoritmo anterior não pode ser utilizado, pois somente produzirá 4 batatas descascadas. Deste modo, a dona de casa precisou elaborar um novo algoritmo. Para não escrever 20 vezes o par de ações: descasque uma batata; coloque a batata descascada na bacia; a dona de casa elaborou o seguinte algoritmo:

InicioInicioInicioInicio // Algoritmo para descascar 20 batatas

pegue a cesta de batatas no armário; pegue uma bacia para colocar as batatas descascadas;