Introdução à Programação para quem não é de exatas

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Introdução à Programação para quem não é de exatas
Prof. Paulo Isaac Moura de Andrade Gomes
Descrição
Introdução aos conceitos de programação para desenvolvimento de
algoritmos destinados a quem não é da área de exatas.
Propósito
Criar e desenvolver seus próprios projetos é uma característica cada vez
mais desejada pelo mercado da Indústria 4.0. Por isso, é importante a
familiaridade com os principais conceitos de programação para
entendermos mais profundamente todo o seu conceito e suas principais
propriedades.
Objetivos
Módulo 1
A matéria-prima da informação
Reconhecer os principais tipos primitivos de informação e as
relações entre si.
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Módulo 2
Controlando o sistema
Reconhecer a construção de algoritmos com o auxílio de etapas
lógicas.
Introdução
Foi o filósofo grego Aristóteles (384 a.C – 322 a.C.) que
introduziu o estudo do raciocínio lógico. Para ele, qualquer
ciência que desejasse ter um conhecimento verdadeiro e
universal precisaria seguir alguns princípios, os princípios
lógicos. Com isso, a lógica veio a ser entendida como um
instrumento do correto pensar. Esse sentido é baseado na
estrutura lógica. Para nós, quando algo “tem lógica”, significa que
isso faz sentido, é uma argumentação racional.
Cada vez mais organizações procuram trabalhadores que tenham
razoável base lógica. Não é fácil conversar com pessoas que
pensam e trabalham de forma não organizada de acordo com a
lógica. Por outro lado, é bem mais fácil se comunicar e trabalhar
com pessoas que pensam de forma lógica. A lógica era para ser
algo comum no pensamento de pessoas formadas nas
faculdades, mas infelizmente não é bem assim. Por outro lado, é
possível e legal aprender lógica e aplicá-la tanto no pensamento
quanto na programação de computadores, máquinas e robôs.
A lógica pode ser encarada como uma “correção do pensamento”
(FORBELLONE; EBERSPACHER, 2005, p. 1), já que seu foco é
determinar quais operações são válidas e quais não são,
analisando as formas e leis do pensamento. Sabendo que a
forma mais complexa do pensamento é o raciocínio, a lógica
estuda a “correção do raciocínio”. Isso significa que a nossa
razão pode funcionar desordenadamente. Por isso, a lógica
estuda e ensina a colocar “ordem no pensamento”.

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Partindo do pressuposto que muitas das nossas tarefas diárias
são uma sequência que obedece a determinada ordem, a partir
de um estado inicial, passando por um processo de tempo finito,
e que nesse processo produzimos resultados esperados e bem
definidos, poderíamos classificar nossas tarefas cotidianas como
um algoritmo que utiliza o conceito da lógica.
Neste conteúdo, vamos identificar, analisar e transformar vários
dados lógicos, transformando-os em informação. Com isso, será
possível entender como dar comandos aos computadores. A
partir dos conceitos vistos aqui, poderemos compreender a base
de todas as linguagens de programação.
1 - A matéria-prima da informação
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer os principais tipos primitivos de
informação e as relações entre si.
Como são geradas as informações?
Confira no vídeo o conceito de dados e informações, bem como o de
algoritmos.
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Dados constroem informação
O mundo atual tem uma abundância de dados. As empresas buscam
dados. O governo trabalha com dados. Os pesquisadores coletam
dados. Mas os dados brutos não são muito úteis.
Imagine que você tenha chegado em casa e visto um recado na sua
mesa com a palavra “azul”. Você provavelmente sabe o que significa
essa palavra, sabe o que é a cor azul, mas ela, assim, sozinha, fica
completamente sem contexto. Agora imagine que você tenha visto um
recado no qual estava escrito: “Você viu meu cachecol azul?”. Nossa!
Parece que agora tudo fez sentido!
A palavra “azul” entrou em um contexto e isso lhe deu todo um
significado. Colocando no contexto da linguagem de programação, a
palavra “azul” sozinha exemplifica o conceito de dado (ou seja, um
elemento isolado), enquanto a frase “Você viu meu cachecol azul?” é um
exemplo de informação, pois foi agregado valor (ou seja, sentido) à
palavra “azul”.
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Assim como nós nos planejamos passo a passo para executar
determinadas tarefas, os computadores manipulam dados e
informações básicas, transformando-as em uma sequência de passos
com um objetivo bem definido, ou seja, as transformam no que
chamamos de algoritmos. Os algoritmos podem ser escritos de
diversas maneiras e podem ser de tamanhos variados, dependendo do
seu grau de complexidade. Sabendo disso, vamos nos aproximar da
maneira como o computador “enxerga” essas informações, dividindo-as
em quatro tipos primitivos:
Inteiro
Real
Caractere
Lógico
Veja os tipos de modelos que podemos adotar para escrever um
algoritmo de soma entre dois números inteiros:
Exemplo de modelos de construção de algoritmos a partir de diagrama de blocos, pseudocódigo e
linguagem de programação.
Inteiros
Quando falamos de números inteiros (que não possuem casas
decimais), quer sejam eles positivos, neutros ou negativos, estamos
transmitindo uma informação numérica. Uma frase comum com um tipo
de número inteiro é utilizada quando falamos a idade de alguém, por
exemplo: “Fulano tem 30 anos”. Essa é uma frase que contém uma
informação do tipo inteiro. Essas informações são específicas para
armazenamento de números, que posteriormente poderão ser utilizados
para cálculos. São exemplos de frases com informações do tipo inteiro:
“Faltam 15 km para chegarmos”.
“Emagreci 1 kg”.
“Minha mãe já me ligou 12 vezes”.
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Reais
Qualquer informação numérica que contenha casas decimais pode ser
caracterizada como uma informação do tipo real (negativa, positiva ou
neutra). Geralmente usamos no nosso dia a dia quando fazemos
compras no supermercado, por exemplo: “O quilo do feijão está R$
7,90”. Essas informações são mais precisas que as informações com
números inteiros, pois geralmente tratam de valores que não podem ser
rejeitados em um cálculo, como valores, tamanho, peso, coordenadas
geográficas etc. Seguem alguns exemplos de uso de informações
numéricas do tipo real:
“O bebê nasceu com 3,780 kg”.
“O valor da prestação fica em R$ 1.299,90”.
“As coordenadas são: 31.77856198940516, 35.22964013994606”.
Caracteres
Qualquer informação que pode conter um conjunto de caracteres que
combinam letras e números (alfanuméricos), numéricos (0, ..., 9),
alfabéticos (letras maiúsculas e minúsculas) e especiais (!, #, %, @, ...).
São informações que podem conter letras, números e/ou caracteres
especiais, por exemplo:
“Então ele disse: Paz seja convosco”.
“Pare de fazer isso!”.
“A senha é: #Trocar123”.
Lógico
Qualquer informação que pode assumir apenas dois resultados:
verdadeiro ou falso, sim ou não, alto ou baixo, boa e má etc. Com isso
em mente, podemos atribuir alguns exemplos:
“A janela pode estar aberta ou fechada”.
“Esse som está muito alto”.
“Ela é uma boa pessoa”.
Algoritmos
Um algoritmo é compreendido como uma sequência finita de passos
que levam à execução de uma tarefa. Um algoritmo pode seralgo tão
simples como uma receita de bolo, quanto algo complexo como um
código para processamento de um banco de dados. Apesar de
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propósitos bem diferentes, esses exemplos têm algo em comum: as
tarefas devem ter um número finito de passos, e não devem ter
ambiguidades na sua definição, elas devem ser claras e precisas. Os
algoritmos devem ter a explicação do que deve ser realizado em cada
uma das suas fases, bem como a sequência na qual elas devem ser
realizadas. A seguir, veremos um exemplo de algoritmo utilizado para
fazer um bolo:
Modo de preparo
1. Bata as claras em neve e reserve.
2. Misture as gemas, a margarina e o açúcar até obter uma massa
homogênea.
3. Acrescente o leite e a farinha de trigo aos poucos, sem parar de
bater.
4. Por último, adicione as claras em neve e o fermento.
5. Despeje a massa em uma forma grande de furo central untada e
enfarinhada.
6. Asse em forno médio 180 °C, preaquecido por aproximadamente
40 minutos, ou até que ao furar o bolo com um garfo este saia
limpo.
Ao contrário do que se pode pensar, o conceito de algoritmo não teve
como seu primeiro objetivo atender às necessidades da computação.
Pelo contrário, a lógica de programação é apenas uma das vertentes de
aplicação dos algoritmos. Na realidade, há vários outros casos que
podem exemplificar o uso de algoritmos para a realização de tarefas
rotineiras, como a receita de um bolo, a troca de uma lâmpada, a
organização de uma agenda etc.
Para que uma máquina execute determinada ação, essa ação precisa
ser detalhada passo a passo, de forma que seja entendida pelo
computador. Para isso, recorremos àquilo que se chama programa.
Nesse sentido, um programa de computador nada mais é do que um
algoritmo escrito de uma forma que a máquina entenda, o que
chamamos de linguagem de programação.
Os algoritmos também desempenham a função de serem modelos para
programas, pois sua linguagem é considerada também como uma
escrita intermediária entre a linguagem humana e as linguagens de
programação, sendo uma ótima ferramenta para validar dados lógicos e
tarefas a serem automatizadas.
Pseudocódigo
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Os algoritmos podem ser escritos em uma linguagem mais informal
chamada pseudocódigo. Como o próprio nome já diz, ele é algo que se
parece muito com um código de determinada linguagem de
programação, mas de fato ainda não é. Esse nome é uma alusão à
posterior implementação em uma linguagem de programação, ou seja,
quando formos programar em uma linguagem, adaptaremos o
pseudocódigo para a linguagem que vamos utilizar. Por isso os
algoritmos são independentes das linguagens de programação. Ao
contrário de uma linguagem de programação, não existe uma sintaxe
(forma de escrever nosso código) rígida de como deve ser escrito o
algoritmo. Assim sendo, o nosso pseudocódigo deve ser facilmente
compreendido e interpretado, bem como deve ser possível replicá-lo em
outra linguagem de programação.
Exemplo de um pseudocódigo desenvolvido para realizar uma média aritmética.
Quando vamos utilizar pseudocódigo, devemos lembrar que essa forma
na qual os algoritmos são representados deve ser bem detalhada. Ela
deve conter os tipos de dados usados bem definidos, assim como deve
apresentar o fluxo de processamento dos algoritmos. Por ser muito
parecida com a forma na qual os programas são escritos, encontra
muita aceitação. Por essa representação ser muitas vezes bastante
parecida com a escrita das linguagens de programação, é possível sua
tradução praticamente direta para uma ou mais linguagens específicas,
sendo muito utilizada nas fases iniciais na construção de projetos e/ou
ambientes multidisciplinares.
Alimentação de algoritmos
Confira no vídeo como é feita a alimentação de algoritmos e o que é
diagrama de blocos.
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Comandos de entrada e saída
Entrada de dados
Na programação, pode ser entendida como um dado que vem de fora
para dentro de um algoritmo. De forma resumida, é todo e qualquer
dado que vem do meio externo para o programa, quer ele seja um
caractere, número real ou inteiro, ou lógico. Isso acontece quando você
pressiona uma tecla em um micro-ondas ou envia alguma mensagem
em alguma rede social. Fazendo isso, você está enviando dados do
meio externo para um computador, e esses dados são transferidos para
um programa. Por isso, está ocorrendo uma entrada de dados.
Vamos imaginar uma calculadora. Nela, você precisa fazer a soma.
Quando você pressiona as teclas dos números e das operações você
está inserindo dados. A maioria dos algoritmos precisam ser
“alimentados” com dados que vêm do meio externo para que atinjam o
resultado desejado.
Saída de dados
A saída de dados é o que o programa mostra como resultado de um
processamento. Quando falamos de saída de dados, estamos falando
da externalização de um resultado. Esse resultado pode ter sido gerado
por meio de combinações de variáveis, operadores e/ou constantes.
Poderíamos tomar como exemplo de saída de dados uma impressão de
um documento, a exibição de um texto ou uma música.
Constantes
Um dado é constante quando não sofre nenhuma variação no decorrer
do tempo, ou seja, seu valor não pode se modificar desde o início até o
fim da execução do algoritmo. As constantes podem ter qualquer um
dos tipos de dados, número inteiro, número real, caractere ou lógico.
Caso nós tentemos alterar o valor de uma constante, ocorrerá um erro
em nosso algoritmo. É muito útil usar esse conceito em valores que
raramente mudam ou não, como cálculo de impostos, cálculos
matemáticos etc. Outro exemplo clássico de uma informação com valor
constante ocorre quando falamos a respeito da nossa data de
nascimento. Os valores por ela representados não podem ser alterados
depois de definidos.
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Tipos de constantes
Conforme o seu tipo, a constante é classificada como sendo numérica,
lógica ou literal. É importante ressaltar que uma vez definida, não vamos
conseguir atribuir nela dados de entrada, tampouco mudar o seu tipo.
Podemos tomar como exemplo a nossa moeda, o real. Aqui no Brasil,
em qualquer lugar, R$ 100,00 é um valor constante, não importa se você
estiver no município mais ao norte ou mais ao sul do Brasil. Outros
exemplos podem ser vistos a seguir:
“25°C”
“Pare”
“1 km”
Variáveis
Pense que você tem uma caixa, e nessa caixa é possível guardar
qualquer um dos dados que você quiser, quer seja ele numérico, literal,
caractere ou lógico. É exatamente isso que uma variável representa. É a
forma mais simples de armazenamento de dados. Uma variável, na
programação, é uma unidade de dados que pode alterar seu valor
armazenado. Uma variável pode ser o valor da sua conta de energia ao
longo dos meses ou mesmo a contagem de seus batimentos cardíacos.
Um dado é tido como variável quando ele tem a possibilidade de ser
armazenado e/ou alterado em algum instante no decorrer da execução
do algoritmo em que ele está. As variáveis têm duas finalidades
importantes:
Primeira
A escolha dos nomes e tipos de dados que serão inseridos nela, o
que melhora a visualização e o desenvolvimento do código.
Segunda
A facilitação na hora de escrever programas ou funções que
podem se utilizar desses valores armazenados pela entrada de
dados.
Imagine que você utilize uma calculadora para fazer uma soma, por
exemplo. Os números que você coloca para executar determinada
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operação são entradas de dados do tipo numérico em variáveis do tipo
numérico.
Tipos de variáveis
As variáveis podem ser armazenadas a partir de três tipos principais de
dados: numéricos, caracteres ou lógicos, independentemente da
linguagem de programação.
Tipos de
variáveis
Descrição Exemplo
Numéricas
Usadas para
armazenamento de
números. Podem ser
utilizados para cálculos.
São subdivididas em
inteiros ou reais. As
variáveis do tipo Inteiro
são para
armazenamento de
números inteiros e as
reais são para o
armazenamento de
números com casas
decimais.
Temperatura
corporal,
velocidade de
um automóvel,
número
residencial
Caracteres
Específicas para
armazenamento de
conjunto de caracteres
(os números aqui são
literais).
Cadastro de
nomes,
Endereços
Lógicas
Armazenam somente
dados lógicos que
podem ser verdadeiros
ou falsos.
Autenticação
de login,
verificação de
objetos ligados
ou desligados
Tabela: Tipo de variáveis.
Elaborada por Paulo Gomes.
Comando de atribuição
Quando fornecemos um valor a uma variável, atribuímos a ela um tipo. O
tipo do dado que vamos inserir deve ser compatível com o tipo da
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variável. Vamos tomar como exemplo uma variável do tipo numérico
que armazena números telefônicos. Podemos atribuir a essa variável
apenas valores numéricos do tipo inteiro, pois só assim ela será capaz
de comportá-lo.
Atenção!
As variáveis só podem guardar valores de um mesmo tipo, sendo assim,
elas também podem armazenar valores numéricos, lógicos ou literais.
Diagrama de blocos
É um modelo de representação para as diferentes direções que um
algoritmo pode tomar em sua fase de desenvolvimento. O diagrama de
blocos é uma forma visual de representar um conjunto de ações com
determinada finalidade. Com o auxílio dele, podemos construir uma
sequência de elementos que vão facilitar a visualização dos passos de
um processamento. Tais elementos são predeterminados e possuem
seus significados bem definidos, sendo estes representados por
símbolos convencionais para que possamos visualizar e compreender
todas as etapas de um processamento. Veja a seguir os símbolos que
podemos utilizar:
Símbolo Descrição
Terminal: representação do início ou fim do
processamento.
Processamento: representação da execução
de operações ou ações como cálculos,
atribuições de valores das variáveis, dentre
outras.
Entrada de dados: representação da entrada
de dados para as variáveis.
Saída de dados: representação da saída de
informações ou resultados.
Decisão: representação de uma ação lógica,
que caso retorne valores verdadeiros ou falsos
realizará sequências diferentes.
Conector: este símbolo é utilizado para
interligar partes do fluxograma ou desviar o
fluxo para um determinado trecho.
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Símbolo Descrição
Seta: este símbolo orienta a sequência de
execução ou leitura. Pode ser empregado na
horizontal ou vertical.
Tabela: Símbolos usados no diagrama de blocos.
Elaborada por Paulo Gomes.
O fluxograma pode ser representado tanto horizontal como
verticalmente, tendo seus dados e informações declarados na parte
interna dos símbolos como uma regra implícita.
Vamos tomar como exemplo uma pessoa que deseja saber como estão
seus gastos com o cartão de crédito, pois ela pretende guardar dinheiro
para fazer um investimento. Para entender melhor como andam as suas
finanças, ela quer calcular a média de gastos com o cartão de crédito
nos últimos 3 meses. Caso a média dos valores esteja igual ou acima de
R$ 4000,00, ela cortará custos para se reorganizar financeiramente.
Sabendo que essa pessoa gastou R$ 5.928,00, R$ 3567,00 e R$ 4133,00
nos meses anteriores, faremos o seguinte diagrama de blocos:
Esquema de desenvolvimento de um algoritmo a partir de um diagrama de blocos.
Podemos observar que nosso primeiro passo foi criar as variáveis
numéricas do tipo real para que elas pudessem armazenar os dados
numéricos referentes aos valores gastos com o cartão de crédito da
pessoa em questão. Após esse armazenamento, utilizamos operadores
aritméticos para encontrar a resposta do nosso problema.
Operações verdadeiras e falsas
Confira no vídeo a teoria e a prática das operações verdadeiras e falsas,
e também sobre operadores.
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Proposições
As proposições são palavras ou símbolos que expressam um
pensamento com um sentido completo e indicam afirmações de ideias
ou fatos. Elas podem ser conceituadas como simples ou compostas. As
proposições simples apresentam apenas uma sentença, enquanto as
proposições compostas podem apresentar duas ou mais proposições
simples. Veja alguns exemplos:
Simples
Aquela casa é bonita.
Composta
Aquela casa é bonita e está à venda.
Operadores aritméticos
Os operadores aritméticos, na computação, são um conjunto de
símbolos que representa as operações básicas da matemática. São
eles:
Operador Função exemplos
+ Adição 5+1, X+Y
- Subtração 5+6-2, B-A
* Multiplicação 3*5, C*D
/ Divisão 9/3, A/B
Tabela: Símbolos de operadores aritméticos.
Elaborada por Paulo Gomes.
Existem ainda outros 4 tipos de operadores lógicos, a saber:
potenciação (pot(x,y)), radiciação (rad(x)), resto da divisão (mod) e
quociente da divisão (div). Como o uso de tais operadores é pouco
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convencional, iremos nos concentrar apenas nos 4 operadores
anteriores.
Prioridades de operadores aritméticos
Supostamente estamos criando um programa que faz o cálculo da
média das 4 notas dos alunos em determinada escola.
Como escreveríamos essa equação? Provavelmente faríamos assim:
Aluno
Lucas
1ª AV
8,5
2ª AV
7,5
3ª AV
9
4ª AV
10
Resultado
8,75
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Para resolver a equação, primeiro somamos as notas e depois dividimos
o resultado por 4, ou seja, seguimos uma hierarquia para poder chegar
ao resultado correto. Assim como nas expressões matemáticas, a
resolução de operadores computacionais também segue uma ordem,
sendo esta:
Prioridade
1º
2º
3º
4º
Operadores
parênteses
pot rad
* / div mod
+ -
Operadores relacionais
Os operadores relacionais têm a sua utilização em comparações entre
dois valores de um mesmo tipo. Tais valores são representados por
constantes, variáveis ou expressões aritméticas e sempre retornam
valores lógicos (verdadeiro ou falso).
Os operadores relacionais são comuns para construirmos equações.
Esses operadores são comumente representados pelos seguintes
símbolos:
Operador Função Exemplos
= Igual a 4 = 4, A = B
> Maior que 4 > 3, A > B
< Menor que 1 > 3, A > B
<= Menor ou igual a 8<=9, X <= Y
(8, 5 + 7, 5 + 9 + 10)
4
= 8, 75
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Operador Função Exemplos
>= Maior ou igual a 7 >= 5, X >= Y
<> Diferente de 2 <> 3, X <> Y
Tabela: Operadores relacionais e exemplos.
Elaborada por Paulo Gomes.
Como o resultado obtido entre uma relação é sempre um valor lógico,
podemos pegar o mesmo tipo de dado e compará-los, veja:
4 é maior que 5
Falso.
3 > 1
Verdadeiro.
2*3 = 36/6
Verdadeiro.
O resultado será verdadeiro ou falso à medidaque o valor das
expressões satisfaça a comparação do(s) operador(es).
Operadores lógicos
Têm sua utilidade para combinar resultados de proposições, retornando
com um resultado verdadeiro ou falso. Vamos utilizar três operadores
lógicos para formação de novas proposições a partir de outras
proposições lógicas simples.
Os operadores lógicos são:

não
Termo em inglês do operador:
not
Função: Negação
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
e
Termo em inglês do operador:
and
Função: Conjunção

ou
Termo em inglês do operador:
or
Função: Disjunção
Resumidamente, temos:
Uma expressão e é verdadeira quando todas as condições são
verdadeiras.
Uma expressão ou é verdadeira se pelo menos uma condição for
verdadeira.
Uma expressão não inverte o valor da expressão ou condição, se
verdadeira inverte para falsa e vice-versa.
Supostamente estamos querendo fazer uma salada para ter uma
alimentação mais saudável. Você está indo ao mercado e pensa: “Se
tiver alface e tomate, eu faço a salada”. Quando faremos a salada? Se
prestarmos atenção ao conectivo e, vamos perceber que a expressão só
será verdadeira se os dois termos forem verdadeiros. Veja outros
exemplos de proposições lógicas:
Falso
2 > 3 e
Verdadeiro
5 < 6 ou 2 > 7
Tabela verdade
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É o conjunto de todas as possibilidades que podemos combinar entre os
valores de diversas variáveis lógicas, as quais se encontram em apenas
duas situações (verdadeiro ou falso), e um conjunto de operadores
lógicos. A seguir estão todas as sentenças criadas pelos operadores
lógicos (e, ou e não).
1ª situação Operador 2ª situação Resultado
Verdadeiro e Verdadeiro Verdadeiro
Verdadeiro e Falso Falso
Falso e Verdadeiro Falso
Falso e Falso Falso
Verdadeiro ou Verdadeiro Verdadeiro
Verdadeiro ou Falso Verdadeiro
Falso ou Verdadeiro Verdadeiro
Falso ou Falso Falso
Verdadeiro não Falso
Falso não Verdadeiro
Tabela: Sentenças criadas por operadores lógicos.
Elaborada por Paulo Gomes.
Prioridades de operadores lógicos
Assim como os operadores aritméticos, os operadores lógicos também
possuem uma hierarquia na hora da resolução de proposições
compostas por mais de um conectivo. Veja a precedência entre os
operadores lógicos:
Prioridade
1º
2º
3º
Operadores
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Não
E
Ou
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Qual das frases a seguir carrega uma informação do tipo lógico?
Parabéns! A alternativa B está correta.
A frase “Esta maçã está boa” está inserida em um contexto lógico,
pois há apenas 2 situações em que a maçã pode estar: boa ou ruim.
Questão 2
Qual das proposições compostas pode ser considerada verdadeira?
A Lucky fez uma bagunça na cama!
B Esta maçã está boa.
C Ela correu 3,5 km.
D Preserve o meio ambiente.
E Ele tem 2 metros de altura.
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Parabéns! A alternativa C está correta.
A proposição simples 15/3 = 5 satisfaz a regra do conectivo ou,
uma vez que ela é verdadeira, não importando se a próxima
proposição será falsa.
2 - Controlando o sistema
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer a construção de algoritmos com o
auxílio de etapas lógicas.
A 3 > 4 e 2 < 3
B 4 <> 5 e 7 <> 7
C 15/3 = 5 ou 7 + 1 = 9
D 7 < 6 e 4/2 = 2
E não verdadeiro e não falso
16/05/2024, 16:27 Introdução à Programação para quem não é de exatas
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Estruturas de controle
Assista ao vídeo e conheça as principais estruturas de controle.
Fluxo de execução de algoritmos
Durante a criação de algoritmos, utilizamos os conceitos de entrada e
saída de dados, constantes, variáveis, expressões lógicas, relacionais e
aritméticas, além de relacionar esses conceitos em comandos que
representam todas essas ações.
Para que essas ações aconteçam, deve existir uma relação entre o
modo como serão executadas e seu andamento, ou seja, seu fluxo de
execução. Isso quer dizer que essas ações serão controladas por meio
de estruturas sequenciais, de seleção e repetição, além de combinações
entre elas. Com o auxílio dessas estruturas de controle de fluxo,
podemos criar nossos algoritmos para solucionar problemas de
diferentes complexidades.
Comandos compostos
Podemos atribuir a um conjunto de comandos o conceito de comando
composto quando temos uma condição de expressão lógica simples ou
composta testada anteriormente. Todos os comandos que estão
imediatamente após ela são chamados de comandos compostos. Ele
pode ser um conjunto de zero ou mais comandos (ou instruções)
simples ou compostos, como atribuições e instruções de entrada ou
saída de dados.
Estruturas sequenciais
Estrutura sequencial de um algoritmo é um conjunto de ações
executadas em um padrão linear na mesma sequência que são escritas,
isto é: de cima para baixo e da esquerda para a direita. Nela, cada
comando é executado somente após o término do comando anterior.
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Trechos de estruturas sequenciais de algoritmos em diferentes formas de escrita.
Estruturas de seleção
Nesse tipo de estrutura, o fluxo de instruções depende do resultado da
avaliação de uma ou mais condições lógicas (verdadeiro ou falso). Uma
estrutura de seleção permite que um grupo de ações sejam executadas
quando determinadas condições são ou não satisfeitas. Na prática, o
fluxo do algoritmo vai conferir se a condição para executar o comando é
verdadeira ou falsa, tomando um caminho diferente para cada uma
delas. Isso significa que essas estruturas não são necessariamente
sequenciais, pois se utilizam de instruções que podem fazer o algoritmo
prosseguir de maneiras diferentes, de acordo com as decisões lógicas
tomadas em função dos dados ou resultados anteriores. As principais
estruturas de seleção são conhecidas como estruturas de seleção
simples, composta e encadeada.
Escolhendo os caminhos
Assista ao vídeo e conheça detalhes importantes sobre a escolha de
caminhos.
Seleção simples
Uma estrutura de seleção simples pode ser empregada quando
precisamos testar certa condição antes de executar uma ação. Nessa
estrutura, uma única condição (expressão lógica) é avaliada por vez.
Veja:
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
Se o resultado da
avaliação for
verdadeiro, então
determinado conjunto
de instruções (comando
composto) é executado.

Se o resultado da
avaliação for falso, o
algoritmo segue o fluxo
de execução e
prossegue normalmente
para a primeira
instrução seguinte.
A estrutura de seleção simples é utilizada nas linguagens de
programação sob o termo se (condição) e então (instrução). Com isso,
temos a seguinte relação: a condição é avaliada. Se o resultado for
verdadeiro, então a sequência de comandos após ela é executada. Ao
término de sua execução, o fluxo do algoritmo prossegue pela instrução
seguinte à construção, ou seja, o primeiro comando após seu fim.
No nosso exemplo com o diagrama de blocos, a construção do tipo se
pode ser encarada como uma bifurcação em que há dois caminhos que
podem ser seguidos. A execução do algoritmo (então), prosseguirá
necessariamente por um deles. Essa escolha é feita em função do
resultado da expressão que,caso seja verdadeiro, prosseguirá por um
caminho e, caso seja falso, seguirá pelo fluxo normal do algoritmo.
Exemplos de estrutura de decisão simples.
Seleção composta
Quando temos situações em que duas alternativas dependem de uma
mesma condição, uma com o resultado “verdadeiro” e outra com o
resultado sendo “falso”, usamos a estrutura de seleção composta. A

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estrutura de seleção composta funciona de forma semelhante à
estrutura de seleção simples, tendo apenas uma diferença:
Em “se/então/senão”
Um comando composto será executado independentemente da
condição, seja o resultado de uma condição “verdadeira” ou “falsa”.
Em “se/então”
Um comando composto será executado caso o resultado da condição
seja “verdadeiro”. Com isso, podemos tomar mais de uma ação, pois
agora temos uma condição “falsa” para executar outros comandos
compostos.
Esse tipo de seleção pode ocorrer quando queremos fazer comparações
entre as respostas, tomar diferentes decisões baseadas em dados
lógicos.
Vamos tomar como exemplo dois números inteiros A e B. Vamos criar
um algoritmo para compará-los e ver qual dos dois números é maior. A
nossa estrutura composta pode ficar assim:
Representação de uma estrutura composta escrita de três formas diferentes.
Perceba que as representações acima têm a seguinte condição: se o
número A for maior que o número B, o algoritmo entenderá que a
condição é verdadeira e deve exibir a mensagem “O número A é maior
que o número B”. Caso essa condição não seja atendida, ou seja, se ela
for falsa, o algoritmo exibirá a mensagem “O número A é menor que o
número B”.
Atenção!
Diferentemente do exemplo sobre estrutura de seleção simples em que
o algoritmo não tomava nenhuma ação, na seleção composta ele toma
uma decisão diversa, pois o termo senão também é uma instrução.
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Aninhamento
Em uma estrutura se/então/senão é possível utilizarmos mais de uma
linha de comando internamente, ou até mesmo outras estruturas
se/então/senão. Existem situações em que os algoritmos para a
tomada de uma decisão criam uma série de ramificações, onde cada
caminho leva a um conjunto de ações. Nesses casos podemos recorrer
à utilização de várias estruturas internas compostas por se/então/senão
introduzidas umas dentro das outras, comumente chamadas de
aninhamentos.
Exemplo de aninhamento.
Seleção encadeada
Quando estamos desenvolvendo um algoritmo com muitas
possibilidades de seleção simples e/ou composta, vamos precisar
agrupá-las. Para isso, comandos de seleção devem ser encadeados
para termos uma maior eficiência no nosso algoritmo, de forma que a
nossa seleção tenha um resultado esperado.
Nas estruturas de decisão encadeadas, uma estrutura de condição é
aninhada dentro de outra, como bloco “verdadeiro” ou “falso”. Nesse
caso, para que a estrutura de condição mais interna seja avaliada, é
necessário que determinada condição seja satisfeita na estrutura de
condição mais externa.
Chamamos de estruturas de decisão encadeadas, quando uma estrutura
de decisão também está localizada dentro do lado falso da outra.
Qualquer que seja o termo usado para identificar a estrutura, o
importante é que esse formato com uma estrutura de seleção dentro da
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outra permita fazer a escolha de apenas um entre vários comandos
possíveis.
Seleção encadeada homogênea
Esse tipo de seleção ocorre quando a estrutura tem um padrão lógico e
todas as condições precisam ser satisfeitas para chegarem ao
resultado. Após cada então existe apenas outro se, não há a presença
de senão. Baseado nisso, vamos observar a lógica algorítmica de um
aplicativo elaborado para um restaurante. Vamos convencionar que os
caracteres “//” significam apenas comentários feitos no algoritmo para
melhor entendimento dele. Com isso, temos:
Exemplo de pseudocódigo com seleção encadeada heterogênea antes de ser otimizado.
É importante ressaltar que esse algoritmo só será executado quando
todas as condições forem ao mesmo tempo verdadeiras; portanto, seria
equivalente a escrever, simplificadamente: se condição 1 e condição 2 e
condição 3, então mostre o resultado. Isso deixaria o nosso código mais
eficiente e mais fácil de entender. Vejamos como ele ficaria depois
dessa atualização:
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Pseudocódigo pós-otimização.
Seleção encadeada heterogênea
Podemos construir uma estrutura de seleção de diversas formas, sendo
que, ao encadearmos várias seleções, as diferentes possibilidades de
construção tendem a um número elevado.
Quando não conseguimos identificar um padrão lógico de construção
em uma estrutura de seleção encadeada, dizemos que ela é uma
estrutura de seleção encadeada heterogênea. Para compreendermos
melhor, vamos imaginar um programa que calcule descontos em
compras efetuadas obedecendo aos seguintes percentuais:
2% de desconto se a compra for menor ou igual a R$ 2.000,00.
3% de desconto se a compra for maior que R$ 2.000,00 e menor ou
igual a R$ 3.000,00.
5% de desconto se for maior que R$ 3.000,00 e menor ou igual a R$
5.000,00.
10% de desconto para compras acima de R$ 5.000,00.
Exemplo de uma seleção encadeada heterogênea em um algoritmo.
No exemplo é mostrado como uma estrutura condicional pode
possibilitar a representação dessas seleções. Estamos falando do
encadeamento heterogêneo do se. Esse tipo de encadeamento ocorre
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porque dependendo do nosso valor de compra, teríamos
necessariamente que passar por todos os códigos até chegar ao
desconto desejado.
Estruturas de repetição
Confira no vídeo os tipos de repetição mais usados para programar.
Tipos de repetição
Utilizamos os comandos de repetição quando desejamos que um
conjunto de instruções ou comandos sejam executados um número
definido ou indefinido de vezes, ou enquanto certo processo estiver em
execução. Os comandos de repetição podem repetir todo nosso
algoritmo, ou parte dele. Eles são úteis para simplificar nosso código.
Vamos pensar em um algoritmo que calcula a média aritmética de uma
turma com 50 alunos. Caso não utilizássemos os comandos de
repetição, teríamos que copiar o código 50 vezes, inviabilizando ter um
código eficiente. Com os comandos de repetição, podemos repetir o
fluxo de execução quantas vezes acharmos necessário. Esses trechos
que se repetem são chamados de laços de repetição, ou loops. O
número de repetições pode ser indeterminado, mas necessariamente
finito.
Laços contados
Os laços contados são utilizados quando conhecemos previamente o
número de vezes que vamos executar certo conjunto de comandos.
Esse tipo de laço nada mais é que uma estrutura que possui
mecanismos para contar o número de vezes que o corpo do laço (ou
seja, o comando composto em seu interior) é executado. O exemplo
anterior do cálculo da média dos alunos é um exemplo de laço contado,
pois sabíamos a quantidade exata de alunos dos quais teríamos que
calcular a média. Porém, existem casos em que não sabemos a
quantidade de repetições que vamos executar, então, nesses casos, não
é recomendado utilizar o método de laços contados.
Repetir enquanto
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É uma estrutura de controledo fluxo de execução que nos deixa repetir
diversas vezes um mesmo trecho do algoritmo até que retorne com uma
condição falsa. Essa estrutura testa um trecho do código
indefinidamente, retornando com os valores lógicos, sempre verificando
antes de cada execução se é “permitido” executar o mesmo trecho.
Caso a condição seja verdadeira, o comando composto é executado e,
ao seu término, o nosso algoritmo retorna ao teste condicional. Com
isso, o teste repetir enquanto retornará ao início da condição que
estamos testando enquanto esta for verdadeira. Quando a condição for
falsa, o fluxo de execução prosseguirá normalmente pelas instruções
posteriores do algoritmo.
Para realizar a repetição com teste no início, utilizamos a estrutura
enquanto, que permite um bloco ou uma ação primitiva ser repetida
enquanto determinada condição for verdadeira. O modelo genérico
desse tipo de repetição é:
Modelo esquemático do comando repetir enquanto.
Uma vez que nosso código está dentro do loop, devemos tomar cuidado
para que ele não entre em um loop infinito. Esse tipo de construção
deve, em algum momento, ter a sua condição avaliada como falsa. Caso
isso não ocorra, o programa permanecerá indefinidamente no interior do
laço, ou seja, seu código não terá mais continuidade. Temos também a
situação em que o nosso comando de repetição retorna com o primeiro
resultado “falso”. Quando isso ocorre, os comandos compostos não são
executados nenhuma vez.
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Repetir até que
Nesse comando, o primeiro o bloco de operações é executado ao
menos uma vez e somente depois o teste de condição é feito. Caso a
condição retorne com um valor “verdadeiro”, o fluxo do programa
continua normalmente. Caso contrário, são processados novamente os
comandos antes do teste da condição. Ou seja, o comando repetir até
que repete o mesmo trecho do algoritmo até que a sua condição seja
verdadeira.
Modelo esquemático do comando repetir até que.
Esse tipo de lógica ocorre em uma situação de jogo de cartas, por
exemplo. Uma pessoa pega uma carta aleatória em um baralho e pede
para você tentar adivinhar a carta. A lógica é: ele só vai parar de
perguntar qual é a carta quando você acertar, ou seja, ele vai repetir a
pergunta sobre qual é a carta até você acertar.
Comparação entre as estruturas de repetição
Todas as estruturas de repetição apresentadas cumprem o papel de
possibilitar a criação de laços de repetição dentro de um algoritmo. É
importante conhecer bem as características de cada uma, para melhor
utilizá-las, veja:
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Estrutura Condição
Quantidade
de
execuções
Condição
de
existência
Enquanto Início 0 ou muitas
Condição
verdadeira
Repita Final Mínimo 1
Condição
falsa
Tabela: Características das estruturas de repetição.
Elaborada por Paulo Gomes.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A respeito da seleção simples e composta, é correto afirmar que
A
na seleção simples, o uso do se/então/senão é
obrigatório, ou seja, temos duas condicionais que
podem ser seguidas, dependendo do retorno do
dado lógico.
B
no fluxo de execução na seleção composta, dois
caminhos podem ser seguidos, caminhos esses que
são feitos a partir de duas condições diferentes.
C
na seleção simples, o uso do se/então é opcional,
podendo ser utilizado o se/então/senão no caso em
que temos dois comandos compostos, gerando
duas condições diferentes.
D
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Parabéns! A alternativa E está correta.
A alternativa está correta, pois a seleção composta tem, por
definição, a presença de uma condição e duas instruções que serão
executadas a partir de um resultado lógico (verdadeiro ou falso) da
condição.
Questão 2
Quanto às estruturas de repetição, é correto afirmar que
na seleção simples, ocorre a presença de se/então,
possuindo apenas elementos compostos na
condição então.
E
a seleção composta é formada por uma condição
(se); e duas instruções (então e senão).
A
a estrutura repetir enquanto vai ocorrer, no mínimo,
1 vez antes de verificar o código novamente, tendo
em vista que ela verifica a condição após uma
primeira execução, minimizando as chances de erro.
B
a estrutura repetir até que tem o risco de não ter
seus códigos executados nenhuma vez.
C
podemos atribuir valores indefinidos aos laços
contados, desde que esses valores sejam feitos de
números inteiros.
D
a estrutura repetir enquanto pode não ocorrer
nenhuma vez, pois ela verifica a condição antes de
cada execução de um trecho do código. Caso essa
condição retorne com um valor falso, os comandos
compostos não serão executados.
a estrutura repetir até que é executada somente
após o teste de execução. Caso essa condição
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Parabéns! A alternativa D está correta.
A estrutura repetir enquanto, por definição, verifica a condição
antes de executar os comandos compostos. Se os valores lógicos
dessa condição retornarem com valor “falso”, o fluxo de execução
do algoritmo prosseguirá para a próxima instrução, não executando
os comandos compostos presentes na condição verdadeira da
estrutura.
Considerações �nais
Como vimos, a ciência do raciocínio lógico é muito vasta. Tivemos um
aprofundamento de nossas percepções sobre lógica, dados e
informações e suas inter-relações com o fluxo de execução e as
estruturas de seleção de algoritmos. Verificamos que nossos algoritmos
podem ser encontrados em algo simples como nossa casa até em
locais mais complexos, como em um site de compras. Vimos também
estruturas de repetições que dependiam de condições lógicas para
serem executadas e estruturas de repetição simples, que podem somar
notas de alunos. Foi possível observar novas formas de criar nossos
algoritmos e escrevê-los, bem como visualizar os principais processos
de criação de algoritmos usados em linguagens de programação.
Com os fundamentos da lógica de programação será bem mais fácil
compreender a prática da programação, independentemente da
linguagem. As linguagens de programação podem mudar, evoluir, e isso
vem acontecendo há anos. Entretanto, a lógica por trás das mais
diversas linguagens é praticamente a mesma. Quem domina tais
fundamentos tem um pensamento mais organizado, sequenciado e sua
comunicação tende a ser mais assertiva e precisa. Trabalhar com
pessoas lógicas é algo que empresas e governo vêm buscando. Por
isso, vale a pena se esforçar, não desistir, pois todos podem desenvolver
a lógica ao ponto de programarem.
E retorne um valor “verdadeiro”, o fluxo de execução
retorna ao início da condição, caso essa condição
retorne um valor “falso”, o fluxo de execução
continua normalmente.
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Podcast
Para encerrar, ouça e aprenda um pouco mais sobre a importância da
programação para pessoas que não são de exatas.
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Confira as indicações que separamos especialmente para você!
Entre na plataforma Silent Teacher e coloque em prática todos os
conceitos de lógica de programação. São várias fases que podem ser
feitas com desafios mais complexos a cada nível.
Procure no YouTube o vídeo Por que todos deveriam aprender a
programar. Você vai entender melhor a importância da programação a
partir de famosos executivos como Mark Zuckerberg, Bill Gates, dentre
outros.
Visite aplataforma do Scratch para desenvolver mais a lógica de
programação e criação de algoritmos com auxílio de low-code.
Referências
FORBERLLONE, A. L.; EBERSPACHER, H. F. Lógica de programação: a
construção de algoritmos e estrutura de dados. 3. ed. São Paulo:
Pearson Prentice Hall, 2005. cap. 1, p. 1.
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