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Introdução aos Introdução aos Introdução aos Introdução aos

Bruno Tonet Cristian Koliver

INTRODUÇÃO AOS ALGORITMOS1
1 - ALGORITMOS NÃO COMPUTACIONAIS3
2 - ALGORITMOS COMPUTACIONAIS4
3 - LINEARIZAÇÃO DE EXPRESSÕES5
4 - FORMA GERAL DE UM ALGORITMO7
5 - VARIÁVEIS8
7 - LINHAS DE COMENTÁRIO10
8 - COMANDOS DE E/S (ENTRADA/SAÍDA)10
9 - CONSTRUINDO OS PRIMEIROS ALGORITMOS: ESTRUTURAS SEQÜENCIAIS13
10 - ESTRUTURA CONDICIONAL15
1 - TESTANDO O ALGORITMO19
12 - ESTRUTURA DE REPETIÇÃO20
13 - COMANDO REPITA...ATE21
14 - COMANDO ENQUANTO..FACA24
15 - COMANDO PARA..FACA25
16 - VARIÁVEIS COMPOSTAS HOMOGÊNEAS27
16.A VARIÁVEIS INDEXADAS UNIDIMENSIONAIS (VETORES)27
16.B VARIÁVEIS INDEXADAS BIDIMENSIONAIS (MATRIZES)28
17 - SUBALGORITMOS30
17.A FUNÇÕES30
Funções Predefinidas do Visualg30
Criando Funções32
17.B PROCEDIMENTO (SUB_ROTINAS)3
18 - FUNÇÕES DEFINIDAS RECURSIVAMENTE34
19 - REFERÊNCIAS37
CAPITULO 1 – 8 EXERCÍCIOS38
CAPITULO 9 EXERCÍCIOS40
CAPITULO 10 E 1 EXERCÍCIOS42
CAPITULO 12 E 15 EXERCÍCIOS43
CAPITULO 16 VETOR EXERCÍCIOS4
CAPITULO 16 MATRIZ EXERCÍCIOS45
CAPITULO 17 SUBALGORITMO EXERCÍCIOS46

ELABORADO POR BRUNO TONET & CRISTIAN KOLIVER 3

1 - Algoritmos Não Computacionais

Um algoritmo é uma seqüência de instruções finita e ordenada de forma lógica para a resolução de uma determinada tarefa ou problema. São exemplos de algoritmos instruções de montagem, receitas, manuais de uso, etc. Um algoritmo não é a solução do problema, pois, se assim fosse, cada problema teria um único algoritmo; um algoritmo é um caminho para a solução de um problema. Em geral, existem muitos (senão infinitos) caminhos que levam a uma solução satisfatória.

Um algoritmo não computacional é um algoritmo cuja seqüência de passos, a princípio, não pode ser executada por um computador. Abaixo é apresentado um algoritmo não computacional cujo objetivo é usar um telefone público. Provavelmente você “executou” o algoritmo deste exemplo diversas vezes. O termo algoritmo está muito ligado à Ciência da Computação, mas, na realidade, ele pode ser aplicado a qualquer problema cuja solução possa ser decomposta em um grupo de instruções.

Exemplo 1.1

Um outro exemplo típico de algoritmo é uma receita culinária, como no exemplo abaixo.

Exemplo 1.2 Algoritmo para fritar um ovo

1. Colocar um ovo na frigideira 2. Esperar o ovo ficar frito 3. Remover o ovo da frigideira

O algoritmo acima, no entanto, poderia ser mais detalhado e completo. Uma versão mais aceitável seria:

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Exemplo 1.3 Algoritmo para fritar um ovo

1. Retirar um ovo da geladeira 2. Colocar a frigideira no fogo 3. Colocar óleo 4. Esperar até o óleo ficar quente 5. Quebrar o ovo separando a casca 6. Colocar o conteúdo do ovo na frigideira 7. Esperar um minuto 8. Retirar o ovo da frigideira 9. Apagar o fogo

Essa segunda versão é mais completa e detalhada que a anterior. Nela, várias ações que estavam subentendidas foram explicitadas. No entanto, para que o algoritmo possa ser útil, é necessário ainda que quem faz uso dele conheça os termos utilizados nas instruções. O algoritmo do exemplo só será útil para alguém que seja fluente na língua portuguesa e conheça o significado dos verbos Retirar, Colocar, Esperar assim como dos substantivos utilizados no contexto de uma receita culinária. Em outras palavras, é preciso que a linguagem utilizada no algoritmo seja conhecida tanto por quem o escreveu quanto por quem vai executá-lo.

Para que o algoritmo possa ser executado por uma máquina é importante que as instruções sejam corretas e sem ambigüidades. Portanto, a forma especial de linguagem que utilizaremos é bem mais restrita que o Português e com significados bem definidos para todos os termos utilizados nas instruções. Essa linguagem é conhecida como Português Estruturado (às vezes também chamada de Portugol). O português estruturado é, na verdade, uma simplificação extrema do Português, limitada a umas poucas palavras e estruturas que têm um significado muito bem definido. Ao conjunto de palavras e regras que definem o formato das sentenças válidas chamamos sintaxe da linguagem. Durante este texto, a sintaxe do Português Estruturado será apresentada progressivamente e a utilizaremos em muitos exercícios de resolução de problemas.

Aprender as palavras e regras que fazem parte dessa sintaxe é fundamental; no entanto, não é o maior objetivo deste curso. O que realmente exigirá um grande esforço por parte do estudante é aprender a resolver problemas utilizando a linguagem. Para isso, há somente um caminho: resolver muitos problemas. O processo é semelhante ao de tornar-se competente em um jogo qualquer: aprender as regras do jogo (a sintaxe) é só o primeiro passo, tornar-se um bom jogador (programador) exige tempo, muito exercício e dedicação.

Embora o Português Estruturado seja uma linguagem bastante simplificada, ela possui todos os elementos básicos e uma estrutura semelhante à de uma linguagem típica para programação de computadores. Além disso, resolver problemas com português estruturado, pode ser uma tarefa tão complexa quanto a de escrever um programa em uma linguagem de programação qualquer. Portanto, neste curso, estaremos na verdade procurando desenvolver as habilidades básicas que serão necessárias para adquirir-se competência na programação de computadores.

Para praticar nossa sintaxe e testar nossos problemas, utilizaremos o software Visualg desenvolvida por Cláudio Morgado de Souza. E-mail: cmorgado@apoioinformatica.com.br.

2 - Algoritmos Computacionais

O computador, a princípio, não executa nada. Para que ele faça uma determinada tarefa - calcular uma folha de pagamento, por exemplo -, é necessário que ele execute um programa. Um programa é um conjunto de milhares de instruções que indicam ao computador, passo a passo, o que ele tem que fazer. Logo, um programa nada mais é do que um algoritmo computacional descrito em uma linguagem de programação. Uma linguagem de programação contém os comandos que fazem o computador escrever algo na tela, realizar cálculos

ELABORADO POR BRUNO TONET & CRISTIAN KOLIVER 5 aritméticos, receber uma entrada de dados via teclado, e milhares de outras coisas, mas estes comandos precisam estar em uma ordem lógica.

O termo processamento de dados é muitas vezes utilizado em conjunto com computadores, pois, em geral, é isto o que eles fazem: processar dados. Daí podem extrair os dois componentes básicos de um algoritmo computacional (de agora em diante, esta palavra sempre utilizada no contexto de algoritmos computacionais): dados e código. Dados são os valores (números, nomes, etc.) de que precisamos para resolver o problema, e código são os comandos ou instruções que usaremos para manipular e "processar" os dados.

3 - Linearização de Expressões

Para a construção de algoritmos que realizam cálculo matemáticos, todas as expressões aritméticas devem ser linearizadas, ou seja, colocadas em linhas, devendo também ser feito o mapeamento dos operadores da aritmética tradicional para os do Português Estruturado.

Exemplo 3.1

Tradicional Computacional

As tabelas seguintes mostram os operadores aritméticos disponíveis no Português Estruturado.

Adição +

Subtração -

Multiplicação *

Divisão /

Divisão Inteira \ Exponenciação ou Exp (<base>,<expoente>) Módulo (resto da divisão) %

Os operadores relacionais realizam a comparação entre dois operandos ou duas expressões e resultam em valores lógicos (VERDADEIRO ou FALSO).

Maior > Menor <

Maior ou igual >= Menor ou igual <=

Igual = Diferente <>

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Exemplo 3.2 2+5>4 resulta VERDADEIRO

3<>3 resulta FALSO

Os operadores lógicos atuam sobre expressões e também resultam em valores lógicos VERDADEIRO ou FALSO.

Multiplicação lógica E Resulta VERDADEIRO se ambas as partes forem verdadeiras.

Adição lógica Ou Resulta VERDADEIRO se uma das partes é verdadeira.

Negação Nao Nega uma afirmação, invertendo o seu valor lógico: se for

VERDADEIRO torna-se FALSO, se for FALSO torna-se VERDADEIRO.

A tabela abaixo – chamada tabela-verdade – mostra os resultados das aplicações dos operadores lógicos conforme os valores dos operadores envolvidos.

De acordo com a necessidade, as expressões podem ser unidas pelos operadores lógicos.

Exemplo 3.3 (2+5>4) e (3<>3) resulta FALSO, pois VERDADEIRO e FALSO resulta FALSO.

A modularização é a divisão de uma expressão em partes, proporcionando maior compreensão e definindo prioridades para a resolução da mesma. Como pôde ser observado no exemplo anterior, em expressões computacionais utilizamos somente parênteses "()" para modularização. Na sintaxe do Português Estruturado podemos ter parênteses dentro de parênteses, como seriam os colchetes e as chaves na matemática.

Os parênteses indicam quais sub-expressões, dentro de uma expressão, serão executados primeiro. A princípio, a execução é da esquerda para direita, mas além dos parênteses, existem prioridades entre os operadores envolvidos na expressão. Tais prioridades são mostradas nas tabelas seguintes.

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