4-Introducao programacao

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
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O que é um programa?
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Matlab vs outras linguagens de programação
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Paradigma de programação
• Fases de desenvolvimento de um programa
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
• CPU
• Hardware
• Periféricos
• Sistema
• Software
• Aplicação
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
O que é um programa?
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Computadores podem manipular e calcular grandes quantidades
de informação a grande velocidade.
•
São inúteis se não se específica exactamente o que queremos
realizar com eles através de comandos bem definidos.
• Um Programa é um conjunto de comandos.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Linguagens de programação
A partir de 1940 foram sendo desenvolvidos várias linguagens de
programação:
– Maquina, baixo nível, alto nível,…
– Matlab, C++, JAVA, Fortran,…
O que distingue as linguagens são os tipos de problemas que
pretendem resolver.
Matlab: excelente para escrever pequenos programas que manipulam
números. Problemas complexos podem ser resolvidos em poucas
linhas de código.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Exemplo de um programa
Cálculo de uma média pesada:
– Notas: n1, n2 e n3.
– Pesos respectivos: p1, p2 e p3.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Programa em C para o calculo da média
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#include "stdio.h"
void main(void)
{
const int N = 3;
float pesos[N];
float notas[N];
float soma;
float soma_pesos;
float media;
int i;
printf("\n*********************************");
printf("\n* Calculo da media de tres
notas*");
printf("\n*********************************\n")
;
for(i = 0; i<N; i++)
{
printf("Introduza a nota %d: ",i);
scanf(" %f",&notas[i]);
}
printf("\n");
for(i = 0; i<N; i++)
{
printf("Introduza o peso %d: ",i);
scanf(" %f",&pesos[i]);
}
soma = 0;
soma_pesos = 0;
for(i = 0; i <N; i++)
{
soma = soma + notas[i]*pesos[i];
soma_pesos = soma_pesos + pesos[i];
}
media = soma/soma_pesos;
printf("\nA media é: %f",media);
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Programa em Matlab
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% Programa para calcular uma media pesada
notas = input('Introduza as notas: ');
pesos = input('Introduza os pesos: ');
media = sum(notas.*pesos)/sum(pesos)
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Comparação Matlab/C
Matlab tem vantagens:
– Programas muito mais simples: escrita mais rápida e com menos
erros.
– Versatilidade, mais fácil de adaptar a diferentes tipos de dados.
– Muito eficiente e melhor solução para pequenos programas que
envolvem calculo numérico
=> Muitos dos problemas de engenharia encaixam neste perfil
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Comparação Matlab/C
Mas existe um preço a pagar:
– Para programas mais complexos, melhor outras linguagens mais
estruturados que reduzem a possibilidade de erro. Ex: Sistemas
operativos…
– Pouco optimizado para operações não numéricas
(aplicações gráficas, processadores de texto, etc…)
– Matlab é interpretado, logo mais lento.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
MATLAB==MATrix LABoratory
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Paradigma de Programação
Metodologia de programação para desenvolver uma aplicação:
– Dividir para conquistar.
– Decomposição de cima para baixo (Top-Down).
– Refinamento passo a passo.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Fases de desenvolvimento de um programa
• Analise do problema
• Especificação do problema
• Análise algorítmica
• Teste do algoritmo
• Implementação da aplicação
• Geração do código
• Teste e validação do código
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Algoritmo
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Algoritmos
A formulação de um problema é frequentemente mais essencial do que a sua
solução, a qual pode ser meramente uma questão de habilidade matemática ou
experimental.
Einstein
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Problema:
Estamos numa sala escura e pretende-se luz.
Fluxograma
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Pseudo-código
Linguagem intermédia para facilitar o desenvolvimento do algoritmo.
Combinação de português\inglês com matlab para descrever o
algoritmo sem se preocupar com pormenores sintácticos.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Exemplo:
Cálculo de uma média ponderada e indicação se aprovado ou reprovado.
• Ler as notas
• Ler os pesos
• Calcular a média com os pesos
• Se média >= 9.5 escrever aprovado
caso contrário escrever reprovado
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Características de um algoritmo
Um bom algoritmo deve:
–Resolver classes de problemas e não problemas particulares (considerar
todas os valores possíveis para as variáveis de entrada)
–Ser eficiente, resolvendo o problema com o menor custo possível (em termos
de nº de instruções ou espaço de memória)
–Terminar com uma solução ou indicando que não há solução.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Decomposição da solução
Top down design
-
Dividir para conquistar. Melhor estratégia para lidar com a complexidade.
- Consiste em descrever o problema num conjunto de sub-problemas de
resolução mais fácil.
– Decomposição. Cada sub-problema pode também ser subdividido
(refinamento progressivo).
- Só depois se programa.
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Fases de desenvolvimento de um programa
1. Definir o problema
2. Especificar as entradas e saídas
3. Escrever o algoritmo
• a. Decomposição em sub-problemas
• b. Refinamento progressivo
4. Converter o programa em código matlab
5. Testar o programa
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Exemplo:
Etapa 1: Enunciado do Problema:
Calculo da distância em linha recta entre dois pontos num plano
Etapa 2: Descrição de Entrada e Saída:
Escrita da informação que é dada para resolução do problema para
então proceder-se a identificação dos valores a serem calculados
Etapa 3: Escrever o algoritmo:
Uma vez que pode-se trabalhar o problema com um simples grupo de
dados, então está-se pronto para o desenvolvimento de um algoritmo
ou um esboço passo a passo da solução. Este Esboço é convertido
para os comandos do MATLAB para que o computador faça todos os
cálculos necessários .
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Etapa 4: Solução MATLAB
% Note que o sinal % é usado para anteceder comentários % que explicam
% os comandos do MATLAB.
% Este programa calcule e imprime a distância em linha recta, entre dois
% pontos
p1=[1, 5]
% Ponto 1
p2=[4,7]
% Ponto 2
% Calcular distância:
d=
d=sqrt(sum((p2-p1).^2)) % Matematicamente:
Etapa 5: Testando
Pode-se testar manualmente, neste case d=3 .6056
2
( x2 − x1 ) + ( y2 − y1 )
2
INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
ASPECTOS LIGADOS ÀS AULAS E ESTUDO DESTA MATÉRIA
Abrir conta nos computadores do DEEI:
Contactar Técnico de Informática, Artur Martins, sala C1 1.54
Utilização das salas de acesso livre: C1 1.58 e C1 0.22
APR
END
E-SE
A PR
PRO
OGR
GRA
AMA
MAN
R,
DO !
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