Apostila - “Construção de algoritmos”

Este material contém a apostila “Construção de algoritmos” da disciplina Algoritmos e programação I do curso de Sistemas de informação. O conteúdo programático a ser abordado é composto de 11 unidades, sendo: “Unidade 1: Conceitos básicos sobre algoritmos”; “Unidade 2: Conceitos básicos para o desenvolvimento de algoritmos”; “Unidade 3: Expressões algorítmicas”; “Unidade 4: Estratégia de desenvolvimento de algoritmos”; “Unidade 5: Comandos condicionais”; “Unidade 6: Comandos de repetição”; “Unidade 7: Ponteiros”; “Unidade 8: Estruturas compostas heterogêneas: registros”; “Unidade 9: Sub-rotinas”; “Unidade 10: Estruturas compostas homogêneas: arranjos”; “Unidade 11: Estruturas compostas mistas: homogêneas e heterogêneas”. O material possui figuras ilustrativas, algoritmos usados como exemplos e tabelas

Introdução a algoritmos: visão geral

A videoaula traz uma visão geral, conceitos e principais características dos algorítimos computacionais. Algoritmos correspondem a uma sequencia finita de ações que, quando executadas, levam à solução de um problema em um tempo finito. A partir de um problema, passa-se pela aplicação de uma sequência de ações e no final o problema é resolvido. Algoritmos possuem como características a execução sequencial das instruções; cada instrução é executada por completo antes de se proceder para a próxima, não sendo ambíguas e dependentes de interpretação.

Aprendizado significativo aplicado ao ensino de algoritmos

The course of Algorithms and Programming reveals as real obstacle for many students during the computer courses. The students not familiar with new ways of thinking required by the courses as well as not having certain skills required for this, encounter difficulties that sometimes result in the repetition and dropout. Faced with this problem, that survey on the problems experienced by students was conducted as a way to understand the problem and to guide solutions in trying to solve or assuage the difficulties experienced by students. In this paper a methodology to be applied in a classroom based on the concepts of Meaningful Learning of David Ausubel was described. In addition to this theory, a tool developed at UFRN, named Takkou, was used with the intent to better motivate students in algorithms classes and to exercise logical reasoning. Finally a comparative evaluation of the suggested methodology and traditional methodology was carried out, and results were discussed

A aprendizagem de algoritmos: uma experiência no curso de Tecnologia em Informática do CEFET- PA

Esta pesquisa trata de uma experiência vivida com os alunos do curso de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas do Centro Federal de Educação Tecnológica do Pará - CEFET sobre o aprendizado de algoritmos e programação. O presente estudo justifica-se pela relevância em se discutir a prática do profissional da área de informática que atua na educação profissional superior com o ensino de algoritmos. Embora haja concepções acerca dos obstáculos relacionados ao tema, há a necessidade de se investigar as dificuldades e fatores que contribuem com a aprendizagem de algoritmos e consequentemente de programação. Assim este trabalho se propõe a responder a seguinte questão? É possível melhorar o processo ensino-aprendizagem de algoritmos através da pedagogia de projetos? Com base nas observações levantadas, propomos e colocamos em prática um modelo de ensino baseado nesta pedagogia, com o objetivo de potencializar a compreensão de algoritmos. A metodologia adotada utilizou a pesquisa-ação no sentido de investigação colaborativa de observação na ação. Os fundamentos teóricos basearam-se na teoria de aprendizagem significativa de David Ausubel, nas propostas facilitadoras dessa aprendizagem por Postman e Weingartner, Marco Antônio Moreira e no Construcionismo de Papert. De um modo geral foram constatadas boas impressões com desenvolvimento do projeto especialmente por termos observado nos alunos maior motivação com a atividade de programação percebida pela autonomia e reflexão nas etapas de desenvolvimento do projeto.

Desenvolvimento de solução para o problema de alocação de navios em berços de terminais portuários: aplicação de algoritmos genéticos e otimização por nuvens de partículas

This work proposes two optimization algorithms for the solution of the Berth Allocation Problem (PAB). Due to the economic development of the country, it became necessary for the improvement of means of transport, which mainly shipping. For this, you need a better system management port, you will receive a lot of ships carrying cargo. In this work the PAB is approached so that the goals are to reduce costs and time handling in ports. For this, we applied two computational techniques, genetic algorithms and optimization for cloud particles, to obtain the best results for this problem. The results obtained with each type of algorithm are compared to conclude which method is more efficient for the port system

Otimização de pré-formas e matrizes em problemas bidimensionais de forjamento

Este trabalho apresenta uma sistemática para realizar a otimização numérica de pré-formas e de matrizes em problemas de forjamento axissimétricos e em estado plano de deformações. Para este fim, desenvolveu-se um código computacional composto basicamente de três módulos: módulo de pré-processamento, módulo de análise e módulo de otimização. Cada um destes foi elaborado acrescentando rotinas em programas comerciais ou acadêmicos disponíveis no GMAp e no CEMACOM. Um programa gerenciador foi desenvolvido para controlar os módulos citados no processo de otimização. A abordagem proposta apresenta uma nova função objetivo a minimizar, a qual está baseada em uma operação booleana XOR (exclusive or) sobre os dois polígonos planos que representam a geometria desejada para o componente e a obtida na simulação, respectivamente. Esta abordagem visa eliminar possíveis problemas geométricos associados com as funções objetivo comumente utilizadas em pesquisas correlatas. O trabalho emprega análise de sensibilidade numérica, via método das diferenças finitas. As dificuldades associadas a esta técnica são estudadas e dois pontos são identificados como limitadores da abordagem para problemas de conformação mecânica (grandes deformações elastoplásticas com contato friccional): baixa eficiência e contaminação dos gradientes na presença de remalhamentos. Um novo procedimento de diferenças finitas é desenvolvido, o qual elimina as dificuldades citadas, possibilitando a sua aplicação em problemas quaisquer, com características competitivas com as da abordagem analítica Malhas não estruturadas são tratadas mediante suavizações Laplacianas, mantendo as suas topologias. No caso de otimização de pré-formas, o contorno do componente a otimizar é parametrizado por B-Splines cujos pontos de controle são adotados como variáveis de projeto. Por outro lado, no caso de otimização de matrizes, a parametrização é realizada em termos de segmentos de reta e arcos de circunferências. As variáveis de projeto adotadas são, então, as coordenadas das extremidades das retas, os raios e centros dos arcos, etc. A sistemática é fechada pela aplicação dos algoritmos de programação matemática de Krister Svanberg (Método das Assíntotas Móveis Globalmente Convergente) e de Klaus Schittkowski (Programação Quadrática Sequencial – NLPQLP). Resultados numéricos são apresentados mostrando a evolução das implementações adotadas e o ganho de eficiência obtido.

Abordagem de problemas e estratégia de desenvolvimento.

Material trata dos conceitos inicias para se começar a desenvolver Algoritmos. Para tanto é necessário lembrar do seu funcionamento, por exemplo: é importante lembrar que existe uma lógica de interpretação do problema seguindo uma sequência linear. Outro aspecto importante é a remoção de ambiguidade. Na sequência, são apresentadas as cinco etapas para o ciclo de desenvolvimento: entendimento do problema, entendimento da solução não algorítmica, proposição da solução algorítmica, depuração (testes, correções reavaliação da solução) e, avaliação da solução quanto a melhorias e desempenho.

Ponteiros e endereços

Material trata dos conceitos de variáveis do tipo ponteiros. Para entender esse novo conceito, antes são abordados alguns conceitos iniciais como: “O que é algoritmo, o que são variáveis e tipos de dados”. Após essas explicações, são mostrados exemplos práticos de variáveis e exemplos de variáveis do tipo ponteiros, suas características diferenças e utilização. Por fim é mostrado um resumo do conteúdo do material.

Registros

Material trata dos conceitos de “Variáveis Compostas Heterogêneas”, mais conhecidas como “registros”. Além dos conceitos teóricos, são apresentados exemplos de utilização de registros nos algoritmos, declaração de variáveis do tipo registro e acesso aos campos de um registro.

Arranjos unidimensionais

O material trata dos conceitos de Variáveis Compostas Homogêneas, mais conhecidas como vetores ou arranjos. Vetores ou arranjos são variáveis capazes de manter uma coleção de valores e, todos os valores desses vetores são dos mesmos tipos de dados e cada valor individual é referenciado por um índice do tipo inteiro. O material, após as explicitações dos conceitos, aborda exemplos práticos da utilização das Variáveis Compostas Homogêneas.

Alocação dinâmica de memória – Ponteiros

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Alocação dinâmica de memória – Ponteiros [Audiodescrição]

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Alocação dinâmica de memória – Operações de alocação [Audiodescrição]

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Alocação dinâmica de memória – Alocação de vetores [Audiodescrição]

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Alocação dinâmica de memória – Alocação de matrizes [Audiodescrição]

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