INTRODUO PROGRAMAO O que um programa? Matlab vs outras - - PowerPoint PPT Presentation

• O que é um programa?
• Matlab vs outras linguagens de programação
• Paradigma de programação
• Fases de desenvolvimento de um programa

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

• Hardware

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

• 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.

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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. INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

Exemplo de um programa

Cálculo de uma média pesada: – Notas: n1, n2 e n3. – Pesos respectivos: p1, p2 e p3. INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

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 tres

notas*");

• 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

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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)

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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 INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

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

• perativos…

– Pouco optimizado para operações não numéricas (aplicações gráficas, processadores de texto, etc…) – Matlab é interpretado, logo mais lento. INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

MATLAB==MATrix LABoratory

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Paradigma de Programação

Metodologia de programação para desenvolver uma aplicação: – Dividir para conquistar. – Decomposição de cima para baixo (Top-Down). – Refinamento passo a passo. INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

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

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Algoritmo

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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

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

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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. INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

Exemplo:

• Ler as notas
• Ler os pesos
• Calcular a média com os pesos
• Se média >= 9.5 escrever aprovado

caso contrário escrever reprovado INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO 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

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Decomposição da solução Top 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.

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

• 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

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO

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

• u 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:

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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: Testando Pode-se testar manualmente, neste case d=3 .6056

( ) ( )

2 2 2 1 2 1

d x x y y = − + −

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ASPECTOS LIGADOS ÀS AULAS E ESTUDO DESTA MATÉRIA

Abrir conta nos computadores do DEEI: Contactar Técnico de Informática, Artur Martins, sala C1 1.54 Utilização das salas de acesso livre: C1 1.58 e C1 0.22