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BC-0005 Bases Computacionais da Ciência

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BC-0005

Bases Computacionais da Ciência

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Roteiro

PARTE I – Apresentação da Disciplina

PARTE II - Noções Básicas do Uso do Computador

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Parte I

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Roteiro

PARTE I – Apresentação da Disciplina Apresentação do Professor Motivação Objetivos Metodologia Avaliação Conceito Final Cronograma de Aulas Bibliografia Recursos Didáticos Considerações sobre Aprendizagem Regras de Conduta

PARTE II - Noções Básicas do Uso do Computador

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Apresentação do Professor

• Prof. Pieter Willem Westera– E-mail: [email protected]

• Assunto do e-mail: “UFABC – BC – Nome do Aluno”

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Motivação

• Todos os alunos da UFABC ingressam na universidade para cursar o Bacharelado em Ciências e Humanidades (BCH) Durante os trimestres, os alunos escolhem

disciplinas para formar a estrutura curricular de outros cursos, além do BCH

• Cada vez mais os computadores estão presentes nas diferentes áreas das Ciências e Humanidades Ex: Estatísticas e Internet

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Motivação

• Ter um bom domínio sobre os computadores é uma competência importante para um bacharel em Ciências e Humanidades Resolver várias problemas durante a vida

acadêmica e profissional

• A disciplina BC-0005 apresenta uma introdução à Computação e à Ciência Lançar as bases para uma formação

computacional dos alunos levando em conta a Ciências e Humanidades do século XXI

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Objetivos da Disciplina - Ementa 

• Apresentar Conceitos Básicos da Computação: Armazenamento, representação e visualização de

dados usando o computador Processamento (=transformação) de dados

• Sugerir formas de emprego da Computação para a Produção de Conhecimento Científico Com o uso de ferramentas (softwares) para

processar textos ou imagens e gerar dados, utilizadas nas mais diversas áreas da Ciência (Biologia, Engenharia, Geografia, Química etc)

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Objetivos da Disciplina – Desenvolvimento de Competências • Habilidades Cognitivas

Ao final do curso, o aluno deve ser capaz de articular conhecimentos da computação com outros campos do conhecimento científico

• Habilidades Práticas Ao final do curso, o aluno deve ser capaz de

avaliar de forma crítica a eficiência de ferramentas e métodos da computação para a geração de novos conhecimentos científicos e tecnológicos

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Objetivos da Disciplina – Programa 

• Conceitos Básicos de Computação e sua Relação com as Ciências e Humanidadeso Introdução à Computaçãoo Noção de Informaçãoo Elaboração de Gráficoso Computação além do Computadoro Noções de Representação de Dados

• Modelagem e Simulação por Computador

• Integração com as Disciplinas Bases Experimentais da Ciência e Bases Matemáticas

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Metodologia

• 2 horas-aulas semanais de Aulas Práticas• Em laboratório• Com introdução teórica e um exercício feito

durante a aula Ao exercício de aula será atribuído um conceito

• Os alunos desenvolverão atividades e exercícios extra-classe• Individuais e em grupo• Uso da Biblioteca e da Internet

Não será tolerada nenhuma forma de Plágio 

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Metodologia

• Monitoria: Os alunos contarão com o apoio de monitores

Durante as aulas Em horários pré-determinados Objetivo da monitoria: esclarecer dúvidas

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Avaliação – Créditos

• Na UFABC, cada disciplina é representada por T – P – I, a saber: T: Número de horas semanais de aulas expositivas

presenciais da disciplina (teóricas) P: Número médio de horas semanais de trabalho

de laboratório, aulas práticas ou aulas de exercícios, realizadas em sala de aula (práticas)

I: Estimativa de horas semanais adicionais de trabalhos necessárias para o bom aproveitamento da disciplina (estudos e trabalhos)

• Para a disciplina Bases Computacionais da Ciência temos: BC-0005 (0-2-2), ou seja, T:0, P:2 e I:2

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Avaliação - Conceito

• A: desempenho excepcional, demonstrando excelente compreensão da disciplina

• B: bom desempenho, demonstrando boa capacidade de uso dos conceitos da disciplina

• C: desempenho adequado, demonstrando capacidade de uso dos conceitos da disciplina e capacidade para seguir estudos mais avançados

• D: aproveitamento mínimo dos conceitos da disciplina com familiaridade parcial do assunto, mas demonstrando deficiências que exigem trabalho adicional para prosseguir em estudos avançados

• F: reprovado. A disciplina deve ser cursada novamente para a obtenção do crédito

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Avaliação – Composição do Conceito Final

• Provas: 60% o Prova Inicial – 20% 

prova de 30 minutos no final da Aula 06o Prova Final – 40%

prova de toda a matéria realizada na Aula 11• Projetos: 40%

o Projeto em Equipe – 30% entregue no dia da prova final o conceito do Projeto em Equipe tem um componente

individualo Listas de Exercícios – 10%

• O aluno que ficar com conceito “F” na Prova Final ou no Projeto em Equipe terá conceito final “F” na disciplina

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Avaliação – Cálculo do Conceito Final

• Relação Nota - Conceito (Sugestão) 9-10 = A 7-9 = B 6-7 = C 5-6 = D <5 = F  

• Condições para reprovação (Nota final: F) Média Geral abaixo de 5 Prova Final abaixo de 5 Nota do Projeto abaixo de 5

Obs.: A critério do Professor, as notas serão normalizadas antes da atribuição dos conceitos..

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Cronograma de Aulas

Semana Conteúdo da Aula

1 Apresentação da Disciplina; Noçoes Básicas do Uso do Computador

2 Ciência, Humanidades e Computação3 Informações, Dados, Variáveis4 Bases de Dados5 Noções de Estatística6 Prova 17 Representação Gráfica de Funções8 Correlação e Regressão9 Modelagem e Simulação

10 Aplicações11 Prova 212 Apresentação do Projeto

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Bibliografia

• Notas de aula – Disponíveis no TIDIA

• Livro• Ricardo Daniel Fedeli, Enrico Giulio Franco Polloni, Fernando

Eduardo Peres• Introdução à Ciência da Computação• Editora: Cengage Learning, 272 páginas, ISBN: 9788522108459

• Internet• http://www.las.ic.unicamp.br/~chenca/mc102/• http://gec.di.uminho.pt/discip/TextoAC/indice.html

Referências acadêmicas (artigos):http://www.periodicos.capes.gov.brhttp://scholar.google.com.brhttp://www.ibge.gov.br

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•Ferramenta de Ensino à Distância TIDIA

Utilizado para entrega de atividades, fórum, publicações de notas, etc

Recursos Didáticos

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Como resolver problemas usando o

computador???PRATICANDO!!!!

Considerações sobre Aprendizagem

• Na introdução teórica são apresentados os conceitos com alguns exemplos

• Após a introdução, haverá um exercício para resolver na sala

• Em cada semana haverá uma lista de exercícios

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• Nas aulas será considerado que o estudante treinou os conceitos e práticas disponibilizados em notas de aulas

• As aulas pressupõem um domínio cumulativo das práticas apresentadas

• Os trabalhos serão propostos de forma integrada com outras disciplinas

• Nas aulas práticas serão incentivadas autonomia e independência dos estudantes

• Espera-se iniciativa e responsabilidade na execução das tarefas

Considerações sobre Aprendizagem

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• Depoimento de alunos: “Eu entendo a introdução teórica, mas não consigo fazer as atividades no computador e nas provas”

• O que está faltando? PRÁTICA!• É o mesmo quando se aprende uma língua

estrangeira: Primeiro você consegue entender o que as pessoas falam, mas não consegue falar direito!

• Portanto, não se iludam: teoria coletiva sem prática INDIVIDUAL não funciona mesmo!!!

Considerações sobre Aprendizagem

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Regras de Conduta

• Uso do Laboratório: Não é permitido comer e beber no laboratório Os equipamentos devem ser preservados

• Favor manter o celular desligado ou em modo silencioso durante as explicações• Se precisar atendê-lo, por favor saia da sala

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• Os alunos serão considerados “adultos”: Entrar e sair da sala frequentemente não é

permitido Chegar no final da aula será desencorajado Durante as explicações recomenda-se o silêncio

• Esperam-se iniciativa e responsabilidade na execução das tarefas

• Os alunos devem participar das aulas

• Nenhum aluno será exposto a situação constrangedora por fazer perguntas

Regras de Conduta

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Parte II

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Roteiro

PARTE I – Apresentação da Disciplina

PARTE II - Noções Básicas do Uso do Computador Noções de Computação Noções de Computador Arquitetura Geral de um Computador Dispositivos de Entrada e Saída Placa-mãe Memória Secundária Noções de Software Noções de Arquivo Tipos de Arquivo Hierarquia de Unidades de Dados URL Noções de Comunicação e Internet

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• Um sistema de computação é•Uma coleção de componentes que realizam operações lógicas e aritméticas (transformação) sobre um conjunto de dados (entrada) e fornecem uma saída (os dados transformados)

•Um computador é uma máquina capaz de executar automaticamente alguma transformação no conjunto de dados de entrada

Noções de Computação

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• Um programa de computador é• Um conjunto de instruções (uma descrição

das tranformações a serem realizadas) reunidas em determinada ordem

• O computador executa estas instruções

• Um computador pode desempenhar diferentes funções, dependendo do programa e dos dados carregados num sistema de memória

Noções de Computação

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Noções de Computador

• Hardware: – Componentes mecânicos e eletro-

eletrônicos

• Software: – Seqüência de instruções e comandos

que fazem o computador realizar determinada tarefa

– Programas de computador

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Noções de Computador

Um computador é composto por:

• Unidades de entrada de dados

– Ex.: teclado, mouse, câmera de vídeo

• Unidades de saída de dados

– Ex.: monitor, impressora

• Unidades de armazenamento

– Ex.: memória RAM, discos rígidos, cache

• Unidade Central de Processamento – CPU

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Unidades de

Entrada

Unidades de Saída

Dados Resultados

Memória Principal

Unidade Central de Processamento

(CPU)

Processamento

Memória Secundária

Arquitetura Geral de um Computador

John Von Neumann (1946)

A CPU processa os dados presentes na Memória Principal de acordo com o Programa previamente carregado na Memória Principal

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Dispositivos de Entrada e Saída

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Função da placa mãe:• Criar meios para que o processador (CPU) possa comunicar-se com componentes do computador • Ex.: periféricos, memórias, placas de vídeo etc.

Placa-Mãe

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Memória Secundária – Disco (HD)

Os dados armazenados no Disco são persistentes, isto é, não se perdem quando o Computador é desligado

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Sistemas Operacionais (SO)• Os recursos de um computador são gerenciadas

através de uma coleção de programas chamada de Sistema Operacional

• Quando um computador é ligado, seu Sistema Operacional é carregado automaticamente na Memória Principal

• Alguns dos principais Sistemas Operacionais são: Windows, Linux, Unix, etc.

• Para armazenar dados num disco, os sistemas operacionais possuem um Sistema de Arquivos

Noções de Software

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Noções de Software

Termos técnicos Linguagem de Máquina:

Conjunto de regras (alfabeto={0,1}) que permitem descrever as instruções que podem ser interpretadas e executadas diretamente pela CPU.

Linguagem de alto nível: Linguagem (conjunto de regras) que permitem a

descrição de instruções de um modo mais parecido com as linguagens naturais. Exemplos: Pascal, C, Algol, BASIC, Fortran, Prolog, etc.

Compilador: Tradutor de programas (conjunto de instruções)

escritos em uma linguagem de programação (alto nível) para programas em linguagem de máquina (GCC).

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Noções de Software

Linguagens de Programação

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• Um arquivo é uma coleção de dados que pode ser manipulada como uma unidade

• Operações:• Abrir, fechar, criar, destruir, copiar, renomear

…• Um arquivo é referenciado pelo usuário

através de um caminho, um nome e uma extensão. Ex.

C:\Arquivos de programas\Microsoft Office\Office\winword.exe

“C:\” é uma unidade de disco (real ou virtual)

Os textos entre “\” são as pastas que organizam os arquivos e/ou outras pastas

O arquivo “winword.exe” é um Software Aplicativo do Sistema Operacional Windows

Noções de Arquivo

caminho nome extensão

Sistemas Operacionais – Deitel, Deitel, Choffnes

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Tipos de Arquivos

Sistemas Operacionais Modernos – Tanenbaum

• Itens de dados individuais dentro de um arquivo podem ser manipulados por operações, tais como: Ler Escrever Atualizar Inserir Apagar …

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Tipos de Arquivos

Sistemas Operacionais Modernos – Tanenbaum

• Há vários tipos de arquivos. Exemplos: Arquivo executável

Contém instruções de máquinas para um processo executar. Ex. winword.exe (Windows), soma.out (Linux)

Arquivo de dados Pode especificar o aplicativo utilizado para

acessar seus dados. Ex. arquivo.dat, arquivo.pdf (formato portátil de documento), arquivo.jpg (imagem codificada com o padrão JPEG)

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Hierarquia de Unidades de Dados• A quantidade de informação armazenada em

computadores é medida segundo uma hierarquia de dados: O nível mais baixo da hierarquia é a unidade “bit”. Bits são agrupados em padrões de bits para representar

itens de dados Cada 8 bits formam uma outra unidade: um “byte”

20 = 18 bits=1 byte

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URL - Padronização de Acesso

Sistemas Operacionais Modernos – Tanenbaum

• No Linux, o caminho de um arquivo pode ser da seguinte forma: /home/Pedro/soma.out

• Na internet, um arquivo pode ter o seguinte endereço: http://pt.wikipedia.org

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URL - Padronização de Acesso

Sistemas Operacionais Modernos – Tanenbaum

• Para evitar confusões, foi criado um sistema de endereçamento padronizado conhecido como Localizador Uniforme de Recursos, ou em inglês URL (Uniform Resource Locator)

• Cada página da internet tem um endereço único na forma protocolo://nome-no-DNS/nome-do-arquivo

• Ex. http://www.tvcultura.com.br/artematematica/home.html

• Além do protocolo http, há o ftp, entre outros

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"A informação está presente sempre que um sinal é transmitido de um ponto a outro"

A informação consumida na Era da Informação pode ser dividida da seguinte forma:

• Conteúdo é a informação em si• Estrutura  define a organização da informação• Apresentação associa a forma de consumir

a informação

A linguagem HTML (acrônimo para a expressão inglesa Hyper Text Markup Language, que significa Linguagem de Marcação de Hipertexto) segue esta divisão

Noções de Comunicação e Internet

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Busca• http://www.google.com• http://scholar.google.com (textos acadêmicos)• http://www.scirus.com (informações científicas)

Notícias• http://www.cartacapital.com.br• http://www.estadao.com.br• http://www.folha.com.br• http://news.bbc.co.uk

Mensagem Eletrônica - EMail• http://www.gmail.com• https://webmail.ufabc.edu.br/src/login.php

Mapas - Localização - Rota• http://maps.google.com.br

Alguns Serviços na Internet

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Inscrição no Tídia

A partir da página http://200.133.215.70:8080/portal/site/!gateway/page/!gateway-

700

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Realizar Cadastro

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Tídia Ae

• Apoio a atividades de aprendizado através de suporte ao ensino presencial.

• Permite ao usuário:– perfil pessoal, – agenda compartilhada, – disponibilizar e compartilhar conteúdo

didático, entre outras formas de colaboração.

• Mais informações em http://tidia-ae.incubadora.fapesp.br/portal ou [email protected]

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Página inicial

Clicar em Profile

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Inserir perfil (voluntário)

Clicar em “Edit my Profile”

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Inserir informações e salvar

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Exercícios

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A estrutura do HTML segue uma estrutura de árvore, onde a raiz é definida por uma tag (ou nó da árvore) HTML

<!-- esta linha é um comentário --><HTML> <!-- início --><H1>Minha Primeira Página em HTML</H1></HTML> <!-- fim do escopo da tag HTML>

salve este texto em um arquivo com extensão HTML e clique duas vezes nele

(tag = palavra-chave)

Exercício Resolvido 1: Exemplo Simples de HTML

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<HTML>

<LINK REL=StyleSheet HREF="estilo01.css" TYPE="text/css"> <!-- deve existir um arquivo estilo01.css para definir uma APRESENTAÇÃO  -->

<HEAD> <TITLE>aqui vai um título: Minha Primeira Página em HTML</TITLE> </HEAD> 

<BODY> <!-- finalmente, o conteúdo (ou corpo) desta página -->

<H1>Minha Primeira Página em HTML</H1> <!-- H1 uma fonte grande, indo até H6 (pequeno) -->

<P>Este é um parágrafo...</P>

<IMG SRC="http://www.ufabc.edu.br/images/Portal/logo_cor/01_cor_principal.jpg"><P>Logo da UFABC</P></IMG> <!-- um exemplo de imagem -->

<A HREF="http://www.ufabc.edu.br">Link para o portal da UFABC</A>

</BODY>

</HTML>

Salve este texto em um arquivo com extensão HTML e clique duas vezes nele (O arquivo “estilo01.css” está na próxima lâmina)

Exercício Resolvido 2: HTML com CSS

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body {    color: black;    font-size: 14pt;    background-color: green;}

h1 {    color:yellow;    font-size: 20pt;    font-style: italic;    text-align: center}

salve este texto em um arquivo com o nome "estilo01.css“(CSS – Cascading Style Sheets, ou simplesmente Folhas de Estilo)

Exercício Resolvido 2: HTML com CSS

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1. Cite exemplos de sistemas de computação (indicando seu componentes) presentes no nosso cotidiano.

2. Construa uma página com o seu curriculum usando HTML.

3. Modele computacionalmente o problema das Torres de Hanoi• Definição do Problema:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Torre_de_Han%C3%B3i• Descreva a participação dos componentes de hardware

e software utilizados na solução desta tarefa. Considere também linguagens de programação e informação.

* Entregar os exercícios indicados pelo professor.

Exercícios Propostos