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• O que é um programa?

• Matlab vs outras linguagens de programação

• Paradigma de programação

• Fases de desenvolvimento de um programa

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

• Hardware


• CPU

• Periféricos

• Sistema

• Aplicação

• Software

O que é um programa?

• Computadores podem manipular e calcular grandes quantidades de informação a grande velocidade.

• São inúteis se não se específica exactamente o que queremos realizar com eles através de comandos bem definidos.

• Um Programa é um conjunto de comandos.


Linguagens de programação

A partir de 1940 foram sendo desenvolvidos várias linguagens de programação:

– Maquina, baixo nível, alto nível,…

– Matlab, C++, JAVA, Fortran,…

O que distingue as linguagens são os tipos de problemas que pretendem resolver.

Matlab: excelente para escrever pequenos programas que manipulam números. Problemas complexos podem ser resolvidos em poucas linhas de código.


Exemplo de um programa

Cálculo de uma média pesada:

– Notas: n1, n2 e n3.

– Pesos respectivos: p1, p2 e p3.


printf("\n");

for(i = 0; i<N; i++)

{

printf("Introduza o peso %d: ",i);

scanf(" %f",&pesos[i]);}

soma = 0;

soma_pesos = 0;

for(i = 0; i <N; i++){

soma = soma + notas[i]*pesos[i];

soma_pesos = soma_pesos + pesos[i];}

media = soma/soma_pesos;printf("\nA media é: %f",media);

• #include "stdio.h"

• void main(void)

• {

• const int N = 3;

• float pesos[N];

• float notas[N];

• float soma;

• float soma_pesos;

• float media;

• int i;

• printf("\n*********************************");

• printf("\n* Calculo da media de tresnotas*");

• printf("\n*********************************\n");

• for(i = 0; i<N; i++)

• {

• printf("Introduza a nota %d: ",i);

• scanf(" %f",&notas[i]);

• }

Programa em C para o calculo da média


Programa em Matlab

• % Programa para calcular uma media pesada

• notas = input('Introduza as notas: ');

• pesos = input('Introduza os pesos: ');

• media = sum(notas.*pesos)/sum(pesos)


Comparação Matlab/C

Matlab tem vantagens:

– Programas muito mais simples: escrita mais rápida e com menos erros.

– Versatilidade, mais fácil de adaptar a diferentes tipos de dados.

– Muito eficiente e melhor solução para pequenos programas que envolvem calculo numérico

=> Muitos dos problemas de engenharia encaixam neste perfil


Comparação Matlab/C

Mas existe um preço a pagar:

– Para programas mais complexos, melhor outras linguagens mais estruturados que reduzem a possibilidade de erro. Ex: Sistemas operativos…

– Pouco optimizado para operações não numéricas

(aplicações gráficas, processadores de texto, etc…)

– Matlab é interpretado, logo mais lento.


MATLAB==MATrix LABoratory


Paradigma de Programação

Metodologia de programação para desenvolver uma aplicação:

– Dividir para conquistar.

– Decomposição de cima para baixo (Top-Down).

– Refinamento passo a passo.


Fases de desenvolvimento de um programa

• Analise do problema

• Especificação do problema

• Análise algorítmica

• Teste do algoritmo

• Implementação da aplicação

• Geração do código

• Teste e validação do código


Algoritmo


A formulação de um problema é frequentemente mais essencial do que a sua

solução, a qual pode ser meramente uma questão de habilidade matemática ou

experimental.

Einstein

Algoritmos



Problema:Estamos numa sala escura e pretende-se luz.

Fluxograma

Pseudo-código

Linguagem intermédia para facilitar o desenvolvimento do algoritmo.

Combinação de português\inglês com matlab para descrever o

algoritmo sem se preocupar com pormenores sintácticos.


Exemplo:

• Ler as notas

• Ler os pesos

• Calcular a média com os pesos

• Se média >= 9.5 escrever aprovado

caso contrário escrever reprovado


Cálculo de uma média ponderada e indicação se aprovado ou reprovado.

Um bom algoritmo deve:

–Resolver classes de problemas e não problemas particulares (considerar todas os valores possíveis para as variáveis de entrada)

–Ser eficiente, resolvendo o problema com o menor custo possível (em termos de nº de instruções ou espaço de memória)

–Terminar com uma solução ou indicando que não há solução.

Características de um algoritmo


Decomposição da soluçãoTop down design

- Dividir para conquistar. Melhor estratégia para lidar com a complexidade.

- Consiste em descrever o problema num conjunto de sub-problemas de resolução mais fácil.

– Decomposição. Cada sub-problema pode também ser subdividido (refinamento progressivo).

- Só depois se programa.


1. Definir o problema

2. Especificar as entradas e saídas

3. Escrever o algoritmo

• a. Decomposição em sub-problemas

• b. Refinamento progressivo

4. Converter o programa em código matlab

5. Testar o programa

Fases de desenvolvimento de um programa


Etapa 1: Enunciado do Problema:Calculo da distância em linha recta entre dois pontos num plano

Etapa 2: Descrição de Entrada e Saída:Escrita da informação que é dada para resolução do problema para então proceder-se a identificação dos valores a serem calculados

Etapa 3: Escrever o algoritmo:Uma vez que pode-se trabalhar o problema com um simples grupo de dados, então está-se pronto para o desenvolvimento de um algoritmo ou um esboço passo a passo da solução. Este Esboço é convertido para os comandos do MATLAB para que o computador faça todos os cálculos necessários .

Exemplo:


Etapa 4: Solução MATLAB

% Note que o sinal % é usado para anteceder comentários % que explicam % os comandos do MATLAB.

% Este programa calcule e imprime a distância em linha recta, entre dois % pontos

p1=[1, 5]% Ponto 1

p2=[4,7] % Ponto 2

% Calcular distância:

d=sqrt(sum((p2-p1).^2)) % Matematicamente:

Etapa 5: TestandoPode-se testar manualmente, neste case d=3 .6056

( ) ( )2 2

2 1 2 1d x x y y= − + −



ASPECTOS LIGADOS ÀS AULAS E ESTUDO DESTA MATÉRIA

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PROGRAMANDO !!!

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