1 TEORIA DA COMPUTAÇÃO Motivação Licenciatura em Ciência e Tecnologia da Computação Licenciatura em Engenharia Informática e de Computadores (Prep.)

2 TEORIA DA COMPUTAÇÃO CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO Processamento da informação Processos de informação Estruturas de informação e respectivos procedimentos de representação Implementação de sistemas...

3 PRINCIPAIS ÁREAS DE ESTUDO DAS CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO Concepção Formulação Implementação em computador Análise Avaliação de algoritmos

4 RELAÇÃO DAS CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO COM OUTRAS CIÊNCIAS MATEMÁTICA ENGENHARIA LINGUÍSTICA BIOLOGIA ETC.

5 QUESTÕES FUNDAMENTAIS NAS CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO O que é que pode ser automatizado de forma eficiente? Pode um problema ser resolvido por um computador? É possível escrever o respectivo programa? O programa estará correcto? É eficiente? Como garantir a correcção de programas? Como compor sistemas?

6 ALGORITMO Noção que está no centro da Ciência da Computação É um método para desempenhar uma operação de forma mecânica Os primeiros algoritmos (informais) surgiram no tempo da Grécia Antiga A formulação precisa do conceito de algoritmo só surgiu no século XX

7 Estudos actualmente desenvolvidos em torno da noção de algoritmo: Limitações do método algorítmico (computabilidade e decidibilidade) Eficiência (complexidade) Correcção (verificação) Linguagens de programação (sintaxe e semântica) Modelos de dados (teorias de tipos de dados) Paradigmas da programação (imperativo, declarativo, etc.)...

8 Alguns modelos alternativos no estudo da computabilidade Turing : Máquina de Turing (1936); Church: Funções definidas por termos (1936); Gödel e Kleene : Funções (parciais) recursivas (1936); Post : Sistemas de derivação de Post (1943) Markov : Algoritmos de Markov(1951) Shepherdson e Sturgis : Máquina URM (1963) Todas estas abordagens definem a mesma classe de funções. Máquinas Físicas versus Máquinas Abstractas

9 Postulado de Church- Turing A classe intuitiva e formal das funções efectivamente computáveis coincide com a classe das funções computáveis pela máquina URM. Diversas propostas para a formulação precisa do conceito de função efectivamente computável têm conduzido à mesma classe de funções. Todas as funções efectivamente computáveis conhecidas são computáveis pela máquina URM (Turing,...). Ainda não foi encontrada uma função intuitivamente computável que não seja computável pela máquina URM (Turing,...).

10 “Mapa” dos principais conceitos associados a programa Matemáticadiscreta Álgebra Arquitectura de Computadores Programa Estruturas de Informação Controlo Processo Computacional Complexidade Computacional Algoritmo Linguagem Teoria da Computação Computabilidade Fundamentos Estudo de linguagens formais Abstracções Especificações Processadores de linguagens Adaptado de “Programação em Scheme”, J. Pavão Martins e Mª dos Remédios Cravo, IST Press, 2004

11 “Mapa” dos principais conceitos associados a programação Inteligênciaartificial Interfaces gráficas Bases de Dados Programação Sistemas operativos Arquitectura de Programas Arquitectura de Computadores Programação imperativa Programação funcional Programação com objectos Programação em Lógica Técnicas Paradigmas Adaptado de “Programação em Scheme”, J. Pavão Martins e Mª dos Remédios Cravo, IST Press, 2004

12 “Os especialistas de informática, na vida de todos os dias, devem ser capazes de traduzir problemas reais em abstracções baseadas no uso de modelos formais, para manipular essas descrições formais e para raciocinar acerca das suas propriedades de modo rigoroso. Esta atitude muito particular distingue o especialista de informática da maior parte dos técnicos profissionais... Os tópicos teóricos não devem ser considerados como opções a serem mais tarde acrescentadas aos currículos. Deviam antes ser vistos como a base que inspirará e informará todos os currículos, e, em especial, todos os outros cursos práticos" In Theoretical Foundations of Computer Science Mandrioli e Ghezzi John Wiley, 1987