Algoritmia1

Lgica de Programao e AlgoritmosProfessores autoresNlio Alessandro Azevedo CachoKeivilany Janielle de Lima Coelho

Apresentao da disciplina

Se tivermos um objetivo na vida, iremos mais longe, pois as chances de sucesso so bem maiores quando h planejamento. Dessa forma, paradesenvolver um programa de computador, precisamos primeiro analisar o problema, descrever os passos para se atingir a soluo desejada e,depois, instruir o computador para que execute esses passos.Para realizar esse processo, interessante o estudo da lgica de programao e dos algoritmos, a fim de aprendermos a estruturar nossopensamento e criar seqncias lgicas de passos para se atingir a soluo de problemas.A construo de algoritmos auxilia o indivduo a esquematizar o problema a ser resolvido, delimitando as necessidades, de forma a permitir umaeconomia de tempo e custos na hora de desenvolver uma soluo.E nesse contexto que introduzimos a nossa disciplina: Lgica de Programao e Algoritmos.Ao longo das nossas aulas, pretendemos auxiliar voc a treinar a habilidade que voc j possui de construir sequncias lgicas para resolverproblemas. Voc ver que h diversos caminhos possveis que, se bem estruturados, podem constituir solues eficazes e eficientes para taisproblemas.

Aula 1 Introduo aos algoritmos

Na nossa primeira aula, veremos conceitos introdutrios da lgica como uma estruturao do pensamento voltada para a soluo de problemas, edos algoritmos enquanto sequncias de passos para resolver tais problemas. Voc conhecer, ao final desta aula, uma ferramenta de construode algoritmos denominada VisuAlg e ser orientado quanto instalao e utilizao dessa ferramenta, que ser usada para implementar osexemplos prticos das aulas posteriores.

Objetivos

Ao final desta aula, voc ser capaz de:

Conceituar Lgica de Programao e disciplinar o raciocnio no sentido de solucionar problemas.Conceituar algoritmos e construir algoritmos simples de forma eficaz.Instalar e explorar a ferramenta VisuAlg e suas principais funcionalidades na construo de algoritmos.

Lgica

Observe as seguintes afirmaes:

O nmero 4 menor que o nmero 7. O nmero 9 maior que o nmero 7. Logo, o nmero 4 menor que os nmeros 9 e 7.1.Um casal com trs filhos notou que um vaso estava quebrado, enquanto duas das crianas estavam na escola. Quem o culpado?2.H uma caneta dentro de uma gaveta fechada. Sabemos que, para pegar a caneta, devemos, antes, abrir a gaveta.3.

Podemos deduzir, a partir dessas afirmaes, que, em nosso cotidiano, sempre que pensamos, j estamos utilizando a lgica.Se consultarmos em um dicionrio da lngua portuguesa o verbete lgica, veremos que se trata de uma parte da filosofia que estuda as leis doraciocnio. uma cincia que estuda as formas do pensamento.

Xavier (2005, p. 25) define a lgica como uma seqncia coerente, regular e necessria de acontecimentos, de coisas.Veja, a seguir, uma sequncia de passos para comprar um determinado produto em uma loja. Imagine se seria possvel comprar o produtoseguindo os passos dessa sequncia:

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

Seria impossvel conseguir efetuar a compra do produto, pois apesar de todas as aes estarem corretas, a sequncia est errada. Como vocpoderia pagar pelo produto aps sair da loja? Ou escolher o produto aps pagar por ele? A sequncia correta, nesse caso, seria:

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

Metropole Digital file:///C:/Users/Vtor/Desktop/Metropole Digital.htm

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sair da loja.6.

A lgica, dessa forma, utilizada para conduzir pensamentos ou aes voltados para a soluo de problemas. Voc sabe que a lgica est corretaem determinada situao, se a soluo do problema tiver sido atingida.Na programao de computadores, o treino dessa habilidade fundamental para aprimorarmos a nossa capacidade de resolver problemas eprogramar.

Devemos, portanto, aprender a pensar de forma estruturada. O que isso significa? Significa desenvolver e aperfeioar a tcnica de pensamento,dentro de um raciocnio lgico e matemtico, que a base de todo o trabalho na programao de computadores.

Algoritmos

Para resolver um problema em um computador, de modo semelhante ao que fazemos para resolver um problema do nosso cotidiano, devemosencontrar uma maneira de descrever esse problema de uma forma clara e precisa, atravs de uma sequncia de passos a serem seguidos at quese atinja a soluo procurada (CRUZ; KNOPMAN, 2001).

Vimos que essa estruturao deve seguir uma determinada lgica para se atingir um objetivo. A lgica aplicada programao de computadores,dessa forma, tambm deve buscar a melhor sequncia de aes para se resolver um problema. A essa sequncia de aes damos o nome dealgoritmo.

Um algoritmo um conjunto finito de regras que fornece uma sequncia de operaes para resolver um problema especfico. algo como uma receita, ou uma rotina.

Observe a receita de bolo a seguir:

RECEITA DE BOLO COMUM DE OVOSINCIOPasso 1: Receber os ingredientesIngredientes:

2 xcaras de acar;1.3 ovos;2.250g de margarina;3.3 xcaras de farinha de trigo;4.1 e colher de fermento;5.1 xcara de leite.6.

Modo de preparo:Passo 2: aquea o forno a 180 graus;Passo 3: bata as claras em neve e reserve;Passo 4: em uma travessa, bata o acar, a manteiga e as gemas;Passo 5: misture a farinha e o leite;Passo 6: bata bem, at ficar bem homogneo;Passo 7: com a ajuda de uma colher, acrescente o fermento;Passo 8: por ltimo, adicione as claras em neve e mexa cuidadosamente;Passo 9: coloque em uma forma untada com manteiga e farinha de trigo e leve ao forno mdio para assar por aproximadamente 35 minutos ouat que, ao espetar um palito, esse saia seco;Passo 10: aps assado, desligue o forno e deixe o bolo esfriar;Passo 11: desenforme e saboreie.FIM

Observando a receita de bolo, podemos contemplar as cinco caractersticas que so inerentes aos algoritmos (CRUZ; KNOPMAN, 2001):

Finitude um algoritmo sempre deve terminar aps um nmero finito de passos. Veja que o algoritmo do nosso exemplo encerra nomomento em que o bolo est pronto para ser saboreado.

1.

Definio cada passo do algoritmo deve ser bem definido e sem ambiguidades, ou seja, no deve dar margem para uma interpretaodupla.

2.

Entradas um algoritmo deve ter zero ou mais entradas, que so as informaes que devem ser fornecidas antes do algoritmo ser iniciado(no caso da receita de bolo, as entradas so os ingredientes, ou seja, o acar, os ovos, etc.).

3.

Sadas um algoritmo deve ter uma ou mais sadas. O nmero de sadas tem uma relao especfica com as entradas. Mais uma vez,observando a nossa receita, vemos que os ingredientes (entradas) so misturados dentro da sequncia de passos, gerando uma nica sada(o bolo).

4.

Efetividade todo algoritmo deve ser descrito por operaes bsicas e possveis de ser realizadas de forma precisa, dentro de umdeterminado tempo, por qualquer pessoa. Por exemplo, se na receita vssemos uma instruo do tipo coloque acar vontade, issoimpossibilitaria a sua execuo de uma forma precisa.

5.

Veja agora um exemplo de algoritmo utilizando nmeros e expresses matemticas.

CLCULO DA MDIA ARITMTICA DO ALUNOPasso 1: informe a primeira nota;Passo 2: informe 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 incio e fim, como no anterior, tem passos bem definidos, tem os dados de entrada (primeira nota e segunda nota), temuma sada (mdia) e as instrues de cada passo so precisas, ou seja, rene tambm as cinco caractersticas que ns mencionamosanteriormente.

Diante de tudo isso, podemos afirmar que a construo de algoritmos uma atividade que faz parte do nosso cotidiano, pois todas as atividades


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que realizamos (como tomar banho, ir escola, voltar para casa) precisam de uma srie de entradas para que sejam realizadas (como a hora deacordar, escolher o melhor caminho para ir escola, escolher o melhor meio de transporte), seguem uma sequncia lgica de passos e geram suasrespectivas sadas (que so os resultados alcanados). Voc consegue perceber como simples?

importante lembrar, no entanto, que podem existir vrias maneiras de solucionar um problema. O importante chegar soluo. Melhor ainda, se essa soluo for atingida de forma eficiente e eficaz.

Atividade 1

Desenvolver a habilidade de construir algoritmos de forma eficaz o primeiro passo para aprender a programar sistemas decomputadores. Vamos treinar essa habilidade resolvendo os exerccios a seguir.

Escreva o seu algoritmo usual para ir escola.1.Escreva um algoritmo para fritar batatas.2.Escreva o seu algoritmo usual para tomar banho.3.Escreva um algoritmo que, dado um nmero, exiba o seu antecessor.4.Faa o mesmo para exibir o sucessor do nmero dado.5.

Antes de fazer a atividade, considere as tcnicas para elaborao de um algoritmo baseadas nas observaes de Ascencio eCampos (2002), relacionadas a seguir:

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

Descrio da ferramenta VisuAlg

Para executar os exerccios prticos desta disciplina, utilizaremos uma ferramenta de criao de algoritmos, o VisuAlg.O VisuAlg um programa idealizado e desenvolvido por Cludio Morgado de Souza, da empresa de consultoria e desenvolvimento de sistemasApoio Informtica. A ferramenta foi criada para ser usada no auxlio construo de algoritmos e teve colaborao do professor Bruno Tonet, daUniversidade de Caxias do Sul e do professor Carlos Alberto A. Sanches.A verso que utilizaremos ser a mais recente: a verso 2.0.Para instalar o VisuAlg, execute o arquivo nomeado setupv2.exe, que voc encontrar no CD que recebeu.

Ao executar o arquivo, voc ver a primeira de muitas telas de instalao, conforme mostra a Figura 1.

Figura 1 - Primeira tela de instalao do VisuAlg

A primeira tela (veja a Figura 1) exibe uma mensagem de boas vindas e explicaes iniciais sobre a instalao. Ao clicar em Avanar, voc serlevado tela seguinte (Figura 2).


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Figura 2 - Segunda tela de instalao do VisuAlg

Nesta segunda tela, exibido o caminho da localizao dos arquivos de instalao do programa. Os arquivos que voc salvar no programa ficaroarmazenados no mesmo diretrio. Clique em Avanar para ir prxima tela de instalao.

Figura 3 - Terceira tela de instalao do VisuAlg

Na terceira tela de instalao, que vemos na Figura 3, voc selecionar as opes de componentes do programa que voc deseja que sejaminstaladas. As opes exibidas so os arquivos de ajuda online e exemplos. recomendvel que voc selecione todas as opes, pois essescomponentes sero de tima ajuda, caso voc venha a ter dvidas na utilizao do software. Aps selecionar, clique em Avanar. Voc ser,ento, levado quarta tela de instalao, que vemos na Figura 4.

Figura 4 - Quarta tela de instalao do VisuAlg

Na quarta tela (Figura 4), voc ser informado do local em que ser colocado um atalho de acesso ao programa no menu iniciar do seucomputador. Assim, voc poder acessar o programa atravs do menu iniciar, procurando o diretrio de nome Apoio Informtica. Clique maisuma vez em Avanar.


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Figura 5 - Quinta tela de instalao do VisuAlg

Estamos quase l! Voc est agora na quinta tela de instalao (veja a Figura 5). Nessa tela, voc ter as opes de tarefas adicionais deinstalaes. No obrigatrio selecionar essas tarefas, mas interessante que voc selecione pelo menos a primeira opo, que cria um cone narea de trabalho do seu computador. Dessa forma, voc poder acessar facilmente o programa assim que ligar o computador, sem ter queprocurar por um atalho. Aps selecionar as opes desejadas, clique em Avanar.

Figura 6 - Sexta tela de instalao do VisuAlg

Chegamos sexta tela de instalao (Figura 6), em que o instalador exibe as caractersticas da instalao, como o diretrio de destino, o tipo deinstalao e as opes que voc selecionou. Confira e, caso queira alterar alguma coisa, clique em voltar. Se estiver tudo certo, clique eminstalar.

Figura 7 - ltima tela de instalao do VisuAlg

Concluda a instalao, voc ver a ltima tela (Figura 7), que informa a concluso da instalao e oferece a opo de abrir o programa. Clique emConcluir. O programa ser executado nesse momento e voc ver a tela inicial, conforme a Figura 8.


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Figura 8 Tela inicial do VisuAlg

Na parte superior da tela inicial do programa, voc ver a barra de tarefas, com a barra de menu e a barra de ferramentas. Imediatamenteabaixo, temos o editor de textos do programa. No canto inferior esquerdo, est o quadro de variveis (que mostra as informaes referentes acada varivel do algoritmo) e, no canto inferior direito, est o simulador de sada (que mostra os resultados do algoritmo). Abaixo de ambos, fica abarra de status do programa. O texto que aparece no editor de textos representa o formato padro de um algoritmo (aprenderemos isso maisadiante, nas prximas aulas).A barra de menu tem as seguintes opes: Arquivo, Editar, Exibir, Algoritmo, Cdigo, Ferramentas e Ajuda. Cada item do menu tem diversossubitens com funcionalidades diferentes. Veja a seguir as funcionalidades de cada item e subitem do menu do VisuAlg (entre parnteses, esto osatalhos de teclado para cada funcionalidade).

Arquivo1.Novo (Ctrl + N) cria um novo arquivo.i.Abrir (Ctrl + A) abre um arquivo existente.ii.Salvar (Ctrl + S) salva o documento que est em uso.iii.Salvar Como... salva o documento que est em uso com outro nome.iv.Enviar por e-mail permite enviar por e-mail o texto do documento em uso.v.Imprimir (Ctrl + P) permite imprimir o texto do documento em uso.vi.Sair encerra a ferramenta.vii.

Obs.: Acima da opo Sair, o VisuAlg exibe um histrico dos cinco ltimos arquivos abertos com um atalho para que voc possa abri-losdiretamente.

Editar1.Desfazer (Ctrl + Z) desfaz a ao mais recente.i.Refazer (Shift + Ctrl + Z) refaz a ltima ao desfeita.ii.Recortar (Ctrl + X) extrai o texto selecionado.iii.Copiar (Ctrl + C) copia o texto selecionado.iv.Colar (Ctrl + V) cola texto no local em que est o cursor.v.Corrigir identao (Ctrl + G) insere um espao de tabulao para a esquerda no texto.vi.Selecionar tudo (Ctrl + T) seleciona todo o contedo do editor de textos.vii.Localizar (Ctrl + L) permite localizar texto digitado pelo usurio dentro do texto do documento em uso.viii.Localizar de novo (F3) continua a pesquisa pelo texto buscado na opo Localizar.ix.Substituir (Ctrl + U) permite substituir o texto pesquisado por outro digitado pelo usurio.x.Gravar bloco... (Ctrl + W) grava o texto selecionado em um arquivo com extenso .inc.xi.Inserir bloco (Ctrl + R) insere, no editor de textos, o contedo de um arquivo de extenso .inc selecionado pelo usurio.xii.

Exibir2.Nmero de linhas ativa ou desativa a exibio, esquerda do editor de textos, da numerao das linhas.i.Variveis modificadas ativa ou desativa a exibio das variveis que esto sendo modificadas.ii.Restaurar tela restaura a tela inicial.iii.

Algoritmo3.Executar (F9) inicia a execuo do algoritmo (ou continua, caso tenha sido parada).i.Passo a passo (F8) executa o algoritmo linha a linha, realando a linha executada.ii.Executar com timer (Shift + F9) insere um atraso especificado pelo usurio, durante a execuo.iii.Parar (Ctrl + F2) encerra a execuo do algoritmo.iv.Liga/desliga breakpoint (F5) insere ou remove pontos de parada no local que o usurio escolher.v.Desmarcar todos os breakpoints (Ctrl + F5) desativa todos os breakpoints que estiverem ativos.vi.Executar em modo DOS mostra a execuo do algoritmo em uma janela semelhante ao DOS.vii.Gerar valores aleatrios ativa a gerao de valores aleatrios para as variveis, substituindo a digitao dos dados.viii.Perfil (F7) exibe o nmero de vezes em que cada linha foi executada.ix.Pilha de ativao (Ctrl + F3) exibe a pilha de subprogramas ativados num dado momento.x.

Cdigo permite a traduo do cdigo do algoritmo para quatro linguagens: Pascal, C, CA-Clipper e Basic. Apenas a opo da linguagemPascal est funcionando nessa verso da ferramenta.

4.

Ferramentas permitem configurar as opes de configurao dos elementos do programa, como cores, estilos e tamanhos de fonte.5.Ajuda permite acesso ao contedo de ajuda da ferramenta.6.

Os cones da barra de ferramentas executam as funcionalidades existentes no menu. Ao lado de cada item do menu, voc ver (no VisuAlg) o conecorrespondente. Se voc tiver dvidas, passe o mouse sobre cada cone e veja que o nome da funcionalidade do cone ser exibido.Ao longo das prximas aulas, voc ter a oportunidade de explorar o VisuAlg com maior profundidade e ver o quanto a ferramenta o auxiliar adesenvolver o seu raciocnio algortmico.

Por enquanto, aproveite para navegar pelas funcionalidades, a fim de se familiarizar com a ferramenta.


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Leituras complementares

Ao longo de nossas aulas, utilizaremos o VisuAlg para a construo dos algoritmos. importante que voc se familiarize com a ferramenta e seuscomandos, a fim de utiliz-la de forma proveitosa. Como falamos, a ferramenta foi idealizada e desenvolvida pela equipe da empresa ApoioInformtica. No website da empresa, voc encontrar informaes interessantes sobre o VisuAlg, como o objetivo de sua criao, um tutorial desuas funcionalidades e vrios aspectos acerca da linguagem.

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

http://apoioinformatica.inf.br/visualg/objetivos.htm

Na pgina, voc encontrar algumas curiosidades a respeito da motivao que os criadores do VisuAlg tiveram para desenvolv-lo, ver explicaesa respeito da linguagem que o programa utiliza (como as palavras reservadas e as regras especficas) e conhecer aspectos interessantes doprograma que auxiliaro voc a escrever os algoritmos com mais agilidade (como recursos de autodigitao e sugestes de digitao). Vale penaconferir!

Resumo

Nesta aula, voc viu os conceitos introdutrios de lgica e algoritmos e aprendeu a construir sequncias lgicas de passos para se atingir a soluode problemas. Aprendeu, tambm, a instalar, como tambm explorar a ferramenta VisuAlg, buscando nos familiarizar com os seus comandos. Oconhecimento desses conceitos bsicos e o treino da habilidade de desenvolver um raciocnio lgico e estruturado so de fundamental importnciapara que possamos avanar em nosso estudo, a fim de que nos tornemos aptos a construir solues eficazes e eficientes na programao decomputadores.

Autoavaliao1. Defina lgica de programao e explique a importncia do treino dessa habilidade para a programao de computadores.

2. O que um algoritmo?

3. Resolva os seguintes problemas:

a. Faa um algoritmo que, dado o valor da conta de uma refeio realizada em um restaurante, acrescente os 10% do garom eexiba o valor total da conta.

b. Faa um algoritmo que calcule o resto da diviso inteira entre dois nmeros dados. Exemplo: se dividirmos 25 por 4, temosresto=1.

c. Construa um algoritmo que, dado o valor de uma mercadoria, sejam aplicados 15% de desconto em uma venda vista e exiba ovalor a ser pago.

d. Escreva um algoritmo que, dados o valor da mercadoria e o valor pago, calcule e exiba o troco a ser devolvido.

e. Escreva um algoritmo que, dados trs nmeros, informe o maior e o menor.

4. Faa um tour pelas funcionalidades do VisuAlg, a fim de se familiarizar com a ferramenta, e tente construir, nele, os algoritmosdo exerccio anterior. Utilize os itens do menu Ajuda, como auxiliares, nessa tarefa.

Referncias

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

CRUZ, Adriano J. O.; KNOPMAN, Jonas. O que so algoritmos? Projeto de Desenvolvimento de Algoritmos: Ncleo de Computao Eletrnica.Rio de Janeiro, 2001. Disponvel em: . Acesso em: 25 dez. 2009.

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

XAVIER, Gley Fabiano Cardoso. Lgica de programao. 9. ed. So Paulo: Senac So Paulo, 2005. (Nova Srie Informtica).

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