1

Introdução à Programação

COM 100

Notas de Aula 01

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

2

Ciência da Computação é a disciplina que procura construir os fundamentos teóricos para os tópicos: projeto de computadores; programação de computadores; processamento da informação; soluções para problemas (algoritmos); e o processo que envolve os algoritmos.existe uma grande, e significativa, interdisciplinaridade entre os diversos tópicos, para o entendimento de cada um.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

3

Algoritmo é um conjunto de passos, bem definidos e elementares, que definem como é executada uma tarefa. exemplos: 1- para construir uma casa (projeto, plantas, etc.) 2 - para tocar uma música (partitura) 3 - para fazer um bolo (receita) 4 - para se formar em um curso superior (grade curricular)

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

4

Quem Executa o Algoritmo ? uma máquina executa o algoritmo, a qual pode ser mecânica, eletrônica, ou mesmo um ser humano. diz-se que a máquina, ou o modelo de execução, pode ser abstrato, ou seja, não existe fisicamente. sendo a máquina real ou abstrata, deve ser bem definido os passos que a máquina realiza para executar o algoritmo.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

5

Como Executar um Algoritmo ? cada máquina possui suas definições próprias para seus passos de execução. o algoritmo é uma abstração de um problema do mundo real. após especificado o algoritmo, o mesmo deve ser convertido em passos de uma máquina específica, para ser executado nessa máquina. um algoritmo pode implicar em traduções diferentes para máquinas diferentes.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

6

O que é um Programa ? é uma representação de um algoritmo em um determinada linguagem de máquina, a qual pode ser rastreada nessa máquina. os programas, e os algoritmos que eles representam, são referidos coletivamente como SOFTWARE. a máquina, juntamente com todas as características inerentes a ela, é conhecida como HARDWARE. novamente, o hardware pode ser abstrato.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

7

Mais sobre Algoritmos ... o estudo iniciou-se como assunto da Matemática, antes da existência dos computadores (eletrônicos ou mecânicos). meta: encontrar um único conjunto de de direções (instruções) que descreviam como qualquer problema, de um tipo particular, poderia ser resolvido. exemplos: máximo divisor comum; resolução de equações, de sistemas lineares, números primos, etc.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

8

Mais sobre Algoritmos ... após definido o algoritmo, não é mais necessária a compreensão dos princípios base do algoritmo (raciocínio). o processo de execução do algoritmo torna-se um mero rastreamento das instruções (direções, passos). caixa preta

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

AlgoritmoENTRADA SAÍDA

9

Mais sobre Algoritmos ... ALGORITMO: codifica o raciocínio, inteligência, necessária para executar uma tarefa. devido a possibilidade de representar a inteligência por meio de algoritmos, pode-se construir máquinas que exibam um comportamento inteligente. cérebro do computador: SOFTWARE músculos do computador: HARDWARE

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

10

Resolução de um Problema1. descobrir o algoritmo;2. representar o algoritmo, logo pode-se

comunicar o mesmo a uma máquina ou ser humano;

3. transformar o algoritmo conceitual em um conjunto de instruções claras. A representação das instruções deve ser não ambígua.

4. representação: Linguagens de Programação (sintaxe, semântica, pragmática)

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

11

Origens das Máquinas de ComputaçãoABACUS

provavelmente surgui na Babilônia (hoje Iraque), há 5000 anos atrás.

anterior às civilizações grega e romana. é um sistema de armazenamento; Deve ser combinado com o ser humano:

i) controle da máquina (também é um algoritmo); e ii) algoritmo de executar os cálculos (que está na mente do ser humano).

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

12

Origens das Máquinas de ComputaçãoABACUS - versão chinesa

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

13

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

Blaise Pascal (1623-1662) - França Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) -

Alemanha Charles Babbage (1792-1871) - Inglaterra as máquinas representam os dados

pelas posições das engrenagens entrada: posição inicial saída: posição final

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

14

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

William Schickard (1592-1635) professor alemão Infelizmente, seu trabalho perdeu-e na

história, com sua morte na praga de 1635.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

15

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

Babbage previu uma máquina que poderia imprimir os valores de saída em papel, evitando erros na transcrição dos resultados.

Máquina de Pascal: somente o algoritmo de adição e de subtração.

Máquina de Leibniz: o operador podia escolher as operações aritméticas (embutidas)

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

16

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

Máquina de Leibniz: + - / x o protótipo não funcionou corretamente,

mas possui importante influência na história.

o sistema era decimal, mas Leibniz foi o primeiro matemático a investigar as propriedades do sistema binário, ou sistema de base 2.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

17

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

Máquina de Pascal - 19 anos de idade !

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

18

Origens das Máquinas de ComputaçãoMáquinas Baseadas em Engrenagens

Máquina de Babbage: era programável, sendo que a seqüência de passos que a máquina deveria executar, era comunicada à máquina por meio de furos em cartões de papel.

Augusta Ada Byron (assistente): primeiro programador do mundo !

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

19

Comunicação de AlgoritmosAtravés de Furos em Papel

1801 - Joseph Jacguard - França. aplicou a técnica em máquinas de

tecelagem. processo: os passos a serem

executados durante o processo de tecelagem eram determinados pelos padrões dos furos nos cartões de papel.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

20

Comunicação de AlgoritmosAtravés de Furos em Papel

1801 - Joseph Jacguard - França

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

21

Comunicação de AlgoritmosAtravés de Furos em Papel

Herman Hollerith (1860-1929) representou informações através de

furos em cartões de papel, acelerando o processo de tabulação dos dados, no censo de 1890 nos EUA.

este trabalho levou a criação da IBM.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

22

Era Eletromecânica

Konrad Zuze (1910-1995) - primeiro computador digital programável de propósito geral.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

23

O que é um computador programável de propósito geral ?

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

24

Era Eletromecânica

Máquina de George Stibitz Bell Laboratories - 1940

MARK IHarward University - 1944Howard Aiken e um grupo de engenheiros da IBM

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

25

MARK I

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

26

Era Eletrônica tecnologia de tubos de vácuo - válvulas. Primeira: Máquina de Atanasoff-Berry -

(1937-1941) - Iowa State College (hoje universidade) - John Atanasoff e seu assistente Clifford Berry.

COLOSSUS: construída na Inglaterra para decodificar mensagens alemãs durante a última parte da II Guerra Mundial.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

27

Era Eletrônica - Máquina de Atanasoff-Berry

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

28

COLOSSUS

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

29

COLOSSUS

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

30

Era Eletrônica ENIAC - Electronic Numerical Integrator

and Calculator.

John Mauchly e J. Presper Eckert.

Moore School of Electrical Engeneering (Universidade da Pensilvânia - EUA).

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

31

Era Eletrônica - ENIAC

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red

32

Avanços Tecnológicos válvulas transistores CI homemade: Steve Jobs e Stephen

Wozniak - 1976 - Apple Computing Inc. 1981 - a IBM introduziu no mercado o

primeiro computador desktop (de mesa) - Personal Computer - PC.

o software do PC (sistema operacional) foi desenvolvido pela Microsoft.

UFOP – ICEB – DECOM Prof. Marcelo Luiz Silva Red