Computação e Programação - Técnico Lisboa · O termo pode ser uma referência ao código fonte, escrito em alguma linguagem de programação, ... pseudo-código escrito na

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Instituto Superior Técnico,

Dep. de Engenharia Mecânica - ACCAII

Aula Teórica 4

Computação e ProgramaçãoMEMec - LEAN

1º Semestre 2010-2011

José Borges Computação e Programação 2010/2011 2

• Construção de programas

• Actividades de teste a programas

• Processo de Desenvolvimento (PD)

• Modelo do PD

• Actividades do PD

Alinhamento da AT 4

2





• Modelo do PD


Alinhamento da AT 4

José Borges Computação e Programação 2010/2011

Programa de Computador

4

“Um programa de computador é uma colecção de instruções que descreve uma tarefa a ser realizada por um computador.

O termo pode ser uma referência ao código fonte, escrito em alguma linguagem de programação, ou ao arquivo que contém a forma executável deste código fonte.”

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Programa_de_computador

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Construção de programas

5

Consiste do desenho da lógica que resolve um problema e sua codificação num ambiente computacional,

segue um processo de desenvolvimento,

segundo uma estratégia de problem-solving, por exemplo a abordagem Top-Down.


Abordagem Top – Down

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• Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em sub-problemas, até à decomposição em tarefas elementares

• Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes, com entradas e saídas. As comunicações entre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível

Problema

Sub-problemas

Tarefas

Top-Down

4


Abordagem Top – Down

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• Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em sub-problemas, até à decomposição em tarefas elementares

• Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes, com entradas e saídas. As comunicações entre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível

• Esta abordagem permite abstrair do funcionamento interno dos processos , focando só no resultado, i.e. na informação que é transmitida entre processos/níveis

• Dá origem à Programação Modular





• Modelo do PD


Alinhamento da AT 4

5


Actividades de teste a programas

• Actividades

• Testar: comparação com casos bem sucedidos para identificar eventuais faltas que possam estar na origem das falhas

• Depurar: corrigir e remover as faltas

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Definição de “Casos de Teste”

• Objectivos para definição de “Casos de Teste”:

• Verificação – o programa está de acordo com a especificação (construímos bem o produto?)

• Validação – o programa está de acordo com as expectativas do cliente (construímos o esperado?)

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6


Tipos de erros

• Erros típicos:

• Lógicos

• Sintaxe

• Execução

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• Modelo do PD


Alinhamento da AT 4

7


Processo de desenvolvimento

• O desenvolvimento de programas é um processoiterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. (Normas ISO 12207)

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• O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos.

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Problema

Actividades

Programa

Restrições

Recursos

8




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Problema

Actividades

Programa

Restrições

- Cliente

- Professor

- Patrão

- Pessoal

Recursos




16

Problema

Actividades

Programa

Restrições

- Análise

- Algoritmo

- Codificação

- Testes

- Manutenção

Recursos

9




17

Problema

Actividades

Programa

Restrições

- Humanos

- Hardware

- Software

-Tempo

- Custo

Recursos





• Modelo do PD


Alinhamento da AT 4

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Workflow

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Contexto do problema

1. Contexto do problema

2. Análise / síntese do problema

3. Esquema de processamento

4. Algoritmo e testes

5. Codificação

6. Testes e validação

7. Produção / manutenção

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

11


Análise / Esquema de processamento

1. Definição do problema




5. Codificação



Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Algoritmo e testes





5. Codificação



Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

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Codificação, testes e validação





5. Codificação



Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Produção / manutenção





5. Codificação



Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

13


O “Processo de Desenvolvimento”

1. Contexto do problema




5. Codificação



Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Documentação

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

- Componente essencial no processo de concepção de programas

- Deve acompanhar todas as etapas do desenvolvimento de produto

- Características

- “Simples”

- Completa

- Estrutura (possível)

- Manual do Utilizador

- Manual do Programador

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• Modelo do PD


Alinhamento da AT 4


1. Identificação do contexto do problema e objectivos do programa que o resolve

Definição do problema

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Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

15


Análise

29

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

Problema2.1 Entradas 2.1 Saídas

2.2 Especificações

Requisitos

2.3 Métodos de

Processamento


Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas• Saídas

30

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

16


Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas • Saídas

2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais

• Caracterização elementar do problema

• Necessidades de utilizadores e clientes

31

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Análise

2.1 Esquema de processamento • Entradas • Saídas

2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais

• Caracterização elementar do problema

• Necessidades de utilizadores e clientes

2.3 Descrição/definição detalhada de:

• Métodos de processamento (Matemáticos)

• Fluxos de dados

32

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

17


Desenvolvimento do algoritmo

3.1 Abordagem Top-Down

33

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

Problema




3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver

34

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

18





3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de pseudo-código escrito na linguagem natural do programador

35

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK





3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de pseudo-código escrito na linguagem natural do programador

36

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK Objectivo: Plano de tarefas que pode ser facilmente codificado utilizando uma linguagem de programação.

19


Testes ao algoritmo

4. Teste do Algoritmo nas várias opções definidas em termos de:

i. Análise de Requisitos Funcionais

ii.Pares Entrada / Saída

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Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Testes ao algoritmo

4. Teste do Algoritmo nas várias opções definidas em termos de:


ii.Pares Entrada / Saída

38

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

Objectivo: Depurar Erros Lógicos

20


Testes ao algoritmo

39

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

4.1 Caso se verifiquem Erros Lógicos:

• Processo regressa à fase de Análise

• Procurar eventuais inconsistências ao longo do fluxo:

Análise → Algoritmo


Testes ao algoritmo

40

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

4.2 Caso não se verifiquem Erros Lógicos:

• Processo segue para a Codificação

21


Codificação

5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação

41

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Codificação


5.2 Paradigmas da linguagem:

• Linguagens Compiladas: C++, Fortran

• Linguagens Interpretadas: Matlab

42

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

22


Codificação


5.2 Paradigmas da linguagem:

• Linguagens Compiladas: C++, Fortran

• Linguagens Interpretadas: Matlab

5.3 Depuração de Erros Sintácticos

43

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Testes ao programa

44

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de:


ii. Pares Entrada / Saída

23


Testes ao programa

45

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK




6.2 Comparação com resultados analíticos/ teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares


Testes ao programa

46

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK




6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares

6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up

24


Testes ao programa

47

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK




6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares

6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up

Objectivos: Depurar Erros Lógicos e/ou de Execução


Testes ao programa

48

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

6.4 Caso se verifiquem Erros:

• Processo regressa à fase de Análise

• Procurar eventuais inconsistências ao longo do fluxo:

Análise → Codificação

25


OK

Testes ao programa

49

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

6.5 Caso não se verifiquem Erros:

• Processo segue para Produção


Produção / Manutenção

7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com:

• Objectivos do problema

• Requisitos funcionais

50

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

26






7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações

51

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK







7.3 As componentes de código resultantes podem ser reutilizadas na solução de outros problemas

52

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK

27







7.3 As componentes de código resultantes podem ser reutilizadas na solução de outros problemas

7.4 É produzida uma versão standalone53

Testes

Codificação

Problema

Produção

Algoritmo

Análise

Testes

OK

OK


Referências

54

• Capítulo 3 de Essential MATLAB for Engineers and Scientists, Brian Hahn e Dan Valentine (2007) Elsevier.

• Secção 2.1 de Matlab: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving, Stormy Attaway (2009) Elsevier.

• http://en.wikipedia.org

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Computação e Programação - Técnico Lisboa · O termo pode ser uma referência ao código fonte, escrito em alguma linguagem de programação, ... pseudo-código escrito na