Introdução a Computação 02.109-0 Turma B 1o. Semestre 2006 Prof. Sérgio D. Zorzo

Introdução a Computação Objetivos Gerais da Disciplina Dar ao estudante uma noção geral da computação, visando a programação e resolução de problemas através de algoritmos. Ementa da Disciplina 1- Noções Fundamentais: Computador, Sistema Operacional, Linguagem de Programação; 2- Algoritmos: Conceito, Representação Formal e Desenvolvimento Estruturado; 3- Programas: Conceito e Desenvolvimento Sistemático.

Introdução a Computação Bibliografia Farrer, H. et al. – Algoritmos Estruturados. Editora Guanabara Koogan, 2a. Edição, 1989. Rio de Janeiro, RJ. Farrer, H. et al. – Pascal Estruturado. Editora Guanabara Koogan, 1989. Rio de Janeiro, RJ. Ferrari, R. Curso de Introdução a Computação. DC-UFSCar, 2002.

Introdução a Computação Avaliação Provas: P1 – 09/maio/2006 P2 – 27/junho/2006 P3 – 04/julho/2006 (prova substitutiva - opcional) Exercícios: Programas de Computador Média Final = Média das duas melhores notas de Provas * 0,9 + Média dos Exercícios * 0,10 Será considerado aprovado o aluno com média superior ou igual a 6,0 e frequência mínima de 75%

Objetivos de aprendizado nesta aula IC- aula 1 Objetivos de aprendizado nesta aula o conceito de algoritmo e de programa técnica básica para desenvolvimento de algoritmos a contextualização de algoritmos e programas em relação à tecnologia atual e aos objetivos profissionais dos alunos executar um programa exemplo

1- Evolução Tecnológica dos Computadores manuais (ex. ábaco) mecânicos (ex. máquina de somar à manivela) eletrônica digital válvulas e relés transístores (semicondutores), Bell Labs., 1948 => menor, menos consumo de energia circuitos integrados (semicondutores) => menor ainda => computador de uso pessoal

2- A Tecnologia Digital – o que é? dispositivo analógico: funciona por analogia, por comparação, por proporção. ex.: termômetro (varia a temperatura, varia a dilatação do mercúrio, ou corrente elétrica) ex.: válvula reguladora de pressão ou do escoamento de fluidos (varia a corrente enviada à válvula, varia a pressão ou escoamento de fluidos) lida com grandezas contínuas dispositivo digital: trabalha com as grandezas discretas e absolutas: "0"s e "1"s, ligado e desligado, com corrente e sem corrente.

Bit e Byte Bit (Binary Digit) Menor unidade de informação, que pode assumir um dentre dois estados: "0" ou "1". Byte Conjunto de 8 bits - capaz de identificar um caractere do alfabeto. 1 1

Representação de números em decimal (base 10) e em binário (base 2) Representação decimal Representação binária 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 ....

Conversão binário-decimal e decimal-binário 1101 = (2 3 * 1) + (2 2 * 1) + (2 1 * 0) + ( 2 0 * 1) = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 decimal --> binário 13 2 1 6 2 0 3 2 1 1 2 1 0 resposta = restos das divisões sucessivas por 2, na ordem inversa => 1101

Representação de caracteres (alfabéticos e outros) Representação em ASCII A 01000001 B 01000010 C 01000011 ... + 00101011 4 00100100 5 00100101 ....

Capacidades de representação Variando o estado (0 ou 1) de cada bit de 1 byte, quantas combinações posso ter ? 21 = 2 22 = 4 23 = 8 24 = 16 n 2n 8 (1 BYTE) 28 = 256 BITS 16 (2 BYTES) 216 = 65536 BITS 1 Kbyte (Kilobyte) = 1024 Bytes 1Mbyte (Megabyte) = 1024 Kbytes 1 Gbyte (Gygabyte) = 1024 MBytes

3- Evolução dos Tecnológica dos Computadores tendência inicial... com o tempo... hardware: mainframes, grande porte ... microcomputadores Capacidade de armazenamento: pequena .... cresceu muito custo: $$$$$$$$$$$$$$$ ... $ Aplicações: científicas, grandes empresas ... ... escritório, casa, escola

3- Evolução dos Tecnológica dos Computadores anos 80: microcomputadores, várias arquiteturas, nenhuma padrão IBM abriu a arquitetura ( IBM PC) terceirizou a fabricação do sistema operacional ao estudante Bill Gates virou padrão, aumentaram os fabricantes, a concorrência, competitividade, abaixou o custo...

3- Evolução dos Tecnológica dos Computadores Comparação Mark I, 1944, 5 toneladas. ENIAC 1946 19.000 válvulas, consumia grande energia, podia registrar um máximo de 20 números de até 10 dígitos. A programação era feita com com fios e pinos, como em um antigo painel de telefonista. anos 80: XT 4,77 MHz, 20 Mbytes disco, 256 Kbytes RAM vídeo monocromático. atualmente: Pentium 4 GHz, 1 GBytes RAM, 120 GBytes disco, DVD, ...

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Máquina capaz de executar processos de acordo com regras precisamente definidas. Existe um repertório finito de instruções elementares que o computador entende e é capaz de executar. Os elementos desse repertório finito podem ser agrupados (ou programados) de modo a dar origem a um número infinito de combinações. Exemplos: Música (composta pela combinação das 7 notas musicais) Representação decimal de números reais (a partir de dígitos de 0 a 9) Coreografia de um ballet clássico (a partir de um conjunto limitado de passos básicos).

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Programação (de computadores, de uma coreografia, etc.) É o ato de agrupar instruções em seqüências de forma que, quando seguidas, produzem um resultado esperado. Ação Acontecimento de duração finita, com um efeito previsível e bem definido. executada sobre um objeto. interesse é pelo efeito da ação no objeto. a ação leva o objeto de um estado inicial a um estado final. a execução de uma ação é chamada de processo. o agente que executa o processo é chamado de processador. exemplo: descascar uma banana ação = descascar objeto = banana efeito = banana descascada contra-exemplos viver (duração indeterminada) disputar um jogo de azar (imprevisível) esperar (não parece algo bem definido)

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Algoritmo: (Abib) seqüência ordenada e sem ambiguidade de passos que levam à solução de um dado problema. (Farrer) Descrição de um conjunto de comandos que, obedecidos, resultam numa sucessão finita de ações. (Catto e outros) Definição de um padrão de comportamento em termos de um conjunto finito, bem conhecido e bem definido de ações primitivas, que se supõe possam ser executadas sobre objetos bem determinados, produzindo o efeito desejado.

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Linguagem de programação Um conjunto finito, conhecido e bem definido de ações primitivas. Programa (Abib) Um algoritmo escrito numa linguagem de programação qualquer (Pascal, C, C++ etc.).

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Técnica de desenvolvimento de algoritmos: refinamentos sucessivos Descrever o conjunto de ações que, executadas, levam à obtenção de um efeito desejado. Se uma ação não pertencer ao conjunto das ações primitivas ela deverá ser decomposta em ações mais simples e específicas, e assim sucessivamente até que todas as ações pertençam ao conjunto de ações primitivas. Problema 1: ensinar robô a fazer um bolo "Bata no liquidificador 2 cenouras, 4 ovos e 1 chícara de óleo. Já na batedeira, adicione fermento e açucar a gosto. Leve ao forno como um bolo normal"

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Problema 1: ensinar robô a fazer um bolo "Bata no liquidificador 2 cenouras, 4 ovos e 1 chícara de óleo. Já na batedeira, adicione fermento e açucar a gosto. Leve ao forno como um bolo normal" Identificar ambiguidades, indefinições e efeitos não previsíveis... 1º refinamento bata no liquidificador 2 cenouras, 4 ovos e 1 chícara de óleo por 2 minutos. colocar na batedeira e acrescentar um tablete de fermento e 1 chícara de açucar, bata por 3 minutos. leve ao forno por 1 hora. Identificar indefinições...

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Problema 1: ensinar robô a fazer um bolo Refinamento do passo1 pegar o liquidificador inserir 2 cenouras inserir 4 ovos inserir 1 chícara de óleo ligar o liquidificador esperar por 2 menutos desligar o liquidificador Identificar indefinições... Refinamento do passo 1.1

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Problema 1: ensinar robô a fazer um bolo Refinamento do passo 1.1 ir até o armário abrir a porta do armário estender as mãos até o liquidificador segurá-lo ir até a mesa posicionar o liquidificador sobre a mesa soltá-lo e assim por diante... até que todas as ações possam ser compreendidas pelo robô.

4- Conceitos Básicos sobre Programação de Computadores Linguagens de programação - exemplos Pascal C C++ Java Fluxogramas N S

5- Hardware, Software, Aplicativos, Compiladores, Linguagens Linguagens de programação: conjunto de ações primitivas e regras de sintaxe. Exemplos: pascal, C, C++ Compiladores e geradores de aplicações ou geradores de programas: programas que traduzem instruções de uma linguagem mais acessível ao homem (mais fácil) em uma linguagem compreendida pela máquina. Ex.: Turbo Pascal, Borland C++... Hardware: máquina Software: programas Sistema Operacional: programa usado para controlar funções básicas da máquina como gerenciamento do sistema de arquivos, gerenciamento da memória, etc. Exemplos: Windows, Unix, MacOS

6- Exemplo de um Programa program Exemplo; uses crt; var a,b, soma:integer; begin clrscr; write('a= '); readln(a); write('b= '); readln(b); soma := a + b; writeln( a, ' + ', b, ' = ', soma ); writeln( 'pressione enter para continuar'); readln end.

6- Exemplo de um Programa program Exemplo; uses crt; var a,b, soma:integer; begin clrscr; write('a= '); readln(a); write('b= '); readln(b); soma := a + b; writeln( a, ' + ', b, ' = ', soma ); writeln( 'pressione enter para continuar'); readln end.

7- Atividade Extra-Classe: Executar e Alterar um Programa O objetivo da atividade é "quebrar o gelo", ou seja, ter um primeiro contato com programação (aos alunos que ainda não tiveram), com a linguagem e com o compilador que serão utilizados neste curso. Roteiro Vá até o laboratório e, tendo dificuldades, peça ajuda ao monitor. Execute o programa Turbo Pascal. Acione a opção File/New para criar um novo arquivo, digite (como em um editor de texto) o programa dado como exemplo. Acione a opção Run para executar o programa. Altere o programa, segundo seus próprios critérios, e execute novamente. Execute outros programas-exemplo, eventualmente existentes no laboratório. Consulte o "help" do turbo pascal e procure se familiarizar com o ambiente de trabalho. Aqueles que pretendem estudar em seu próprio computador podem adquirir e instalar uma versão completa do Turbo Pascal ou, alternativamente, copiar uma versão compacta do laboratório, que só poderá ser utilizada para fins de aprendizado e desenvolvimento de pesquisas.

8- Temas para Debate Quais podem ser as aplicações da informática na sua futura profissão? Que conhecimentos de informática você precisa ter para manter a competitividade profissional? Que contribuições este curso pode trazer para a sua formação?

9- Exercícios de Fixação O computador que você usa é dito ´digital´. O que é um dispositivo digital? Qual a diferença entre um dispositivo digital e um dispositivo analógico? Qual a representação em binário dos decimais 7, 12 e 1240? Qual a representação decimal dos binários 11001 e 10111 ? Quantos caracteres distintos seria possível representar com apenas 4 bits? O que significa 64 MBytes de memória? Qual a diferença entre armazenar uma informação na memória RAM e armazenar uma informação no disco rígido? Que é um algoritmo? Que é um programa de computador? Qual a técnica básica para desenvolvimento de algoritmos? No contexto de programação, para que serve um fluxograma? Qual a diferença entre linguagem de programação e compilador?

10- Leituras Recomendadas Da aula 1, leia o Capítulo 0 do livro de Farrer e outros, "Algoritmos Estruturados“, bem como essas transparências. sobre o módulo 2, como preparação para a próxima aula, leia o Capítulo 1 de ambos os livros de Farrer e outros, entitulados "Ítens Fundamentais".