Fases da Programação e Algoritmia

Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos

• O curso abrange Programação e Sistemas de Informação
• É ministrado pelo Professor Nuno Veríssimo
• O período lectivo é 2024-2025

Módulo 1 - Introdução à Programação e Algoritmia

• O módulo 1 foca-se na introdução à programação e algoritmia.
• O conteúdo está relacionado com o TGPSI e PSI.

Programas e Algoritmos - Fases da Programação

• A programação envolve várias fases interligadas.
• A definição do problema clara e precisa é crucial e fundamental antes de proceder.
• A planificação da resolução surge após definir o problema.
• Implementação – Codificação envolve a tradução do algoritmo para uma linguagem de programação.
• Os testes e depuração são essenciais para garantir a resolução ou corrição de problemas potenciais.
• A documentação contribui para a compreensão futura do código.
• A manutenção é a fase final voltada para possíveis alterações e correções ao longo do tempo.

Fases da Programação

• A definição do problema precisa de ser clara e precisa para o sucesso do processo.
• A definição do problema deve ser detalhada para assegurar a clareza.
• Não se deve avançar para a fase seguinte sem um enunciado preciso de todos os aspetos do problema.
• A abordagem do problema deve ser feita da forma mais adequada possível para a obtenção da solução.
• Nesta fase surgem os algoritmos.
• Os algoritmos representam os esquemas de realização de tarefas.
• Os algoritmos usam ações elementares e definidas que levam a soluções com tempo limitado.

Fases da Programação

• A codificação consiste em transpor as indicações do algoritmo para uma linguagem específica de programação.
• Após definir o algoritmo, procede-se à sua codificação.
• É necessário testar o código com diferentes tipos de dados para identificar erros e falhas ou omissões.

Fases da Programação

• A documentação deve contemplar, programadores e utilizadores.
• Para programadores serve de apoio à compreensão e à reutilização das alterações.
• A documentação para utilizadores tem como o objetivo facilitar a compreensão das operações do programa.
• As possíveis alterações e aperfeiçoamentos devem ser cuidadosamente considerados e implementados.

Programas e Algoritmos - Algoritmos e Algoritmia

• A algoritmia visa separar a concepção do algoritmo e a sua implementação em linguagens de programação.
• A fase da concepção envolve a formulação do algoritmo.
• Na fase de implementação, o algoritmo é traduzido para uma linguagem de programação.
• Um algoritmo pode ser usado como base para diferentes linguagens de programação e ambientes.

Programas e Algoritmos - Algoritmos e Algoritmia(Fase de concepção)

• O algoritmo é uma sequência finita e ordenada de ações.
• As ações são executadas para atingir a solução de um problema específico.
• A definição das ações deve ser clara e precisa, sem ambiguidades ou diferentes interpretações.

Programas e Algoritmos - Algoritmos e Algoritmia (Fase de implementação)

• O programa é um conjunto de instruções destinadas a serem processadas pelo sistema informático.
• As instruções têm por objetivo realizar ações ou tarefas específicas.

Programas e algoritmos - Algoritmos e algoritmia

• Um mesmo algoritmo pode ser usado em diversas linguagens de programação diferentes ou com técnicas de implementação diferenciadas.

Programas e algoritmos - Algoritmos e algoritmia

• Os algoritmos podem incluir a substituição de uma lâmpada fundida, a substituição de um pneu, a resolução de operações matemáticas, ou até mesmo a criação de uma base de dados.

Programação - Linguagem Informal, Pseudocódigo e Fluxogramas

• Os algoritmos para programas de computador exigem uma formulação mais rigorosa using linguagens formais como pseudocódigo e fluxogramas.
• Consideram-se linguagens formais as linguagens de programação.
• Utilizam-se ainda outras linguagens de programação e representação de instruções, incluindo pseudocódigo e fluxogramas.
• Existem também tabelas lógicas de decisão, quadrados estruturados e fluxogramas. Exemplos de algoritmo com linguagem informal são dados.

Programas e Algoritmos - Algoritmos em linguagem informal, pseudocódigo e fluxogramas

• Existem algoritmos em linguagens informais com pseudocódigo e fluxogramas.
• Exemplificam como substituir uma lâmpada fundida e um pneu furado.

Programas e Algoritmos

• A codificação exige representar operações com palavras convencionais e variáveis para dados.
• Existem operações de leitura, escrita, e atribuição de valores a variáveis.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Tipos de Dados

• Caracteres: cadeias de caracteres ou texto, como "Hoje é dia 30".
• Números: inteiros (positivos, negativos, zero) e reais (com decimais).
• Dados lógicos: verdadeiro ou falso.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Tipos de Dados Numéricos

• Dados numéricos subdividem-se em dados inteiros (números inteiros, positivos, zero, negativos) e Reais (incluindo partes decimais).
• Exemplos como 10, -10, 2000, 1.5, -1.5, 0.125 ilustram aplicações destes tipos de dados.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Constantes e Variáveis

• Uma constante mantém o mesmo valor ao longo do algoritmo.
• Uma variável pode mudar de valor durante o algoritmo, como exemplos para variáveis ou identificadores.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Constantes e Variáveis (Identificador)

• Um identificador é um nome associado a um dado ou outro elemento do programa.
• As variáveis são identificadas por nomes e relacionadas com tipos de dados específicos. Existem exemplos para o tipo Integer, Real, String, Booleano e muito mais.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Instruções de Atribuição

• As instruções de atribuição atribuem valores a variáveis, como exemplos: Nome ← “Ana Matias”, Custo ← 10 e Prex←Custo*1.25.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Instruções de Input de Dados

• As instruções de entrada de dados, ou input, utilizam a palavra 'Ler' ou 'Obter' para solicitar dados ao utilizador.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Instruções de Output de Dados

• As instruções de saída de dados, ou output, utilizam palavras como 'Escrever', 'Apresentar' ou 'Imprimir' para exibir dados.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Expressões com Operadores Relacionais e Lógicos

• As expressões numéricas usam operadores aritméticos como (+,-,*,/).
• As expressões podem usar operandos diretos ou identificadores correspondentes a constantes ou variáveis.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Expressões com Operadores Relacionais e Lógicos (Exemplos Booleanos)

• Operadores relacionais como maior que (>), menor ou igual que o (<=) com operadores lógicos (e.g. AND).
• As expressões booleanas podem resultado em valores como "verdadeiro" ou "falso".
• Existem tabelas que ilustram possíveis resultados e situações para diferentes operadores relacionais ou lógicos

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Expressões com Operadores Relacionais e Lógicos

• Os operadores relacionais como igualdade (=), menor que (<), maior que (>), menor ou igual que (<=), maior ou igual que (>=), e diferente de (<>) permitem comparáções.
• Os operadores lógicos como AND (e), OR (ou), e NOT (não) permitem combinar expressões.
• O exemplo de uma expressão booleana usa pares de valores para mostrar como os operadores funcionam.

Operações Básicas em Algoritmos e Programas - Expressões Aritméticas

• As expressões aritméticas seguem regras matemáticas para ordem de precedência de operações.
• Os operadores incluem +, -, *, /, e ^ para exponenciação.
• Os parênteses têm precedência para especificar a ordem das operações.

Algoritmos como Sequências Lógicas de Ações

• Um algoritmo é uma sequência organizada de acções.
• As instruções podem ser lineares ou não lineares.
• As instruções lineares são executadas na ordem em que aparecem.

Algoritmos como Sequências Lógicas de Ações

• A classificação das estruturas de controlo indica que existem estruturas de decisão, estruturas de repetição, e também estruturas de seleção.
• As sequências não lineares de ações ocorrem por meio de estruturas de controle, como estruturas de decisão (SE...ENTÃO...SENÃO), e estruturas de seleção (ex: seleção múltipla).
• As instruções de chamada de rotinas alteram o fluxo de execução, transferindo-o para sub-rotinas ou subprogramas.

Algoritmos como Sequências Lógicas de Ações - Exemplo de Estrutura de Seleção ou Escolha

• Um exemplo mostrado usa expressões lógicas para descrever condições.
• Esta condição é avaliada, e uma ação é executada com base no resultado.
• Em linguagem informal, o bloco 'se' indica a ação a executar se a condição resultar em 'verdadeiro'.

Algoritmos como Sequências Lógicas de Ações - Exemplo de Estrutura de Seleção ou Escolha Múltipla

• Apresenta um código para seleção múltipla.
• São usados casos para determinar diferentes ações, baseados em diferentes valores numéricos que podem ser recebidos como entrada no processo.

Estruturas de Repetição Controlada por uma Condição

• Existe repetição baseada em condições que são avaliadas para definir o ponto final ou o momento certo da repetição.
• O ciclo repetirá instruções até ser alcançada ou atendida uma determinada condição.

Conceitos de Iteraçã, Contador e Acumulador

• Os conceitos de contador e acumulador são importantes em algoritmos iterativos para controlar repetições.
• Existem variáveis que contam o número de iterações, e variáveis acumulador que mantêm um total cumulativo ao longo do processo iterativo. Um exemplo de algoritmo com repetição controlada por uma condição é apresentado.

Estruturas de Repetição com um Contador Automático

• O exemplo apresentado mostra estruturas de repetição para controlar o número de iterações.
• Utiliza um contador (variável Conta) para controlar o número de execuções de um bloco de código. Por exemplo, lançar um dado 5 vezes.

Algoritmos como Sequências Lógicas de Ações - Estruturas de Controlo

• A apresentação de estruturas de controlo como decisões, seleções, e repetições. - São também referenciadas as diferentes variantes das estruturas.