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BC-0005
Bases Computacionais da Ciência
Roteiro
PARTE I – Apresentação da Disciplina
PARTE II - Noções Básicas do Uso do Computador
Parte I
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
Apresentação do Professor
• Prof. Pieter Willem Westera– E-mail: [email protected]
• Assunto do e-mail: “UFABC – BC – Nome do Aluno”
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
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
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)
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
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
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
Metodologia
• Monitoria: Os alunos contarão com o apoio de monitores
Durante as aulas Em horários pré-determinados Objetivo da monitoria: esclarecer dúvidas
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
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
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
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..
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
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
•Ferramenta de Ensino à Distância TIDIA
Utilizado para entrega de atividades, fórum, publicações de notas, etc
Recursos Didáticos
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
• 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
• 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
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
• 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
Parte II
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
• 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
• 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
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
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
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
Dispositivos de Entrada e Saída
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
Memória Secundária – Disco (HD)
Os dados armazenados no Disco são persistentes, isto é, não se perdem quando o Computador é desligado
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
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).
Noções de Software
Linguagens de Programação
• 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
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 …
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)
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
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
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
"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
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
Inscrição no Tídia
A partir da página http://200.133.215.70:8080/portal/site/!gateway/page/!gateway-
700
Realizar Cadastro
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]
Página inicial
Clicar em Profile
Inserir perfil (voluntário)
Clicar em “Edit my Profile”
Inserir informações e salvar
Exercícios
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
<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
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
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