Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões Campus Frederico Westphalen Departamento de Engenharias e Ciência da Computação Algoritmos e Estrutura de Dados I informática I

1.Abordagem Contextual

Algoritmo não é a solução do problema, pois, se assim fosse, cada problema teria um único algoritmo. Algoritmo é o caminho para a solução de um problema, e em geral, os caminhos que levam a uma solução são muitos.

Ao longo dos anos surgiram muitas formas de representar os algoritmos, alguns utilizando linguagens semelhantes às linguagens de programação e outras utilizando formas gráficas.

O aprendizado de algoritmos não se consegue a não ser através de muitos exercícios.

1.1Conceito de Algoritmo

Para que a automação de uma tarefa seja bem-sucedida é necessário que a máquina que passará a realizá-la seja capaz de desempenhar cada uma das etapas constituintes do processo a ser automatizado com eficiência, de modo a garantir a repetibilidade do mesmo. Assim, é necessário que seja especificado com clareza e exatidão o que deve ser realizado em cada uma das fases do processo a ser automatizado, bem como a seqüência em que estas fases devem ser realizadas.

À especificação da seqüência ordenada de passos que deve ser seguida para a realização de um tarefa, garantindo a sua repetibilidade, dá-se o nome de algoritmo.

Embora esta definição de algoritmo seja correta, podemos definir algoritmo, de maneira informal e completa como:

“Algoritmo é um conjunto finito de regras, bem definidas, para a solução de um problema em um tempo finito e com um número finito de passos.”

Informalmente, um algoritmo é qualquer procedimento computacional bem definido que toma algum valor ou conjunto de valores como entrada e produz algum valor ou conjunto de valores como saída.

Um algoritmo deve sempre possuir pelo menos um resultado, normalmente chamado de saída, e satisfazer a propriedade da efetividade, isto é, todas as operações especificadas no algoritmo devem ser suficientemente básicas para que possam ser executadas de maneira exata e num tempo finito.

Na prática não é importante ter-se apenas um algoritmo, mas sim, um bom algoritmo. O mais importante de um algoritmo é a sua correção, isto é, se ele resolve realmente o problema proposto e o faz exatamente.

Para se ter um algoritmo, é necessário:

1. 
   Que se tenha um número finito de passos
   
2. 
   Que cada passo esteja precisamente definido, sem possíveis ambigüidades
   
3. 
   Que existam zero ou mais entradas tomadas de conjuntos bem definidos
   
4. 
   Que existam uma ou mais saídas
   
5. 
   Que exista uma condição de fim sempre atingida para quaisquer entradas e num tempo finito.
   

2.formas de representação de algoritmos

Algumas formas de representação de algoritmos tratam dos problemas apenas em nível lógico, abstraindo-se de detalhes de implementação muitas vezes relacionados com alguma linguagem de programação específica. Por outro lado, existem formas de representação de algoritmos que possuem uma maior riqueza de detalhes e muitas vezes acabam por obscurescer a idéia principal, o algoritmo, dificultando seu entendimento.

Dentre as formas de representação de algoritmos mais conhecidas, sobressaltam:

• 
  a Descrição Narrativa
  
• 
  o Fluxograma Convencional
  
• 
  o Diagrama de Chapin
  
• 
  o Pseudocódigo, também conhecido como Linguagem Estruturada ou Portugol.
  

2.1Descrição Narrativa

– Troca de um pneu furado:

– Afrouxar ligeiramente as porcas
– Suspender o carro
– Retirar as porcas e o pneu
– Colocar o pneu reserva
– Apertar as porcas
– Abaixar o carro
– Dar o aperto final nas porcas
– Cálculo da média de um aluno:

– Obter as notas da primeira e da segunda prova

Esta representação é pouco usada na prática porque o uso de linguagem natural muitas vezes dá oportunidade a más interpretações, ambigüidades e imprecisões.

Por exemplo, a instrução “afrouxar ligeiramente as porcas” no algoritmo da troca de pneus está sujeita a interpretações diferentes por pessoas distintas. Uma instrução mais precisa seria: “afrouxar a porca, girando-a de 30º no sentido anti-horário”.

2.2Fluxograma Convencional

Nota-se que os fluxogramas convencionais preocupam-se com detalhes de nível físico da implementação do algoritmo. Por exemplo, figuras geométricas diferentes são adotadas para representar operações de saída de dados realizadas em dispositivos distintos, como uma unidade de armazenamento de dados ou um monitor de vídeo. A figura 2.1 mostra as principais formas geométricas usadas em fluxogramas.

De modo geral, o fluxograma se resume a um único símbolo inicial, por onde a execução do algoritmo começa, e um ou mais símbolos finais, que são pontos onde a execução do algoritmo se encerra. Partindo do símbolo inicial, há sempre um único caminho orientado a ser seguido, representando a existência de uma única seqüência de execução das instruções. Isto pode ser melhor visualizado pelo fato de que, apesar de vários caminhos poderem convergir para uma mesma figura do diagrama, há sempre um único caminho saindo desta. Exceções a esta regra são os símbolos finais, dos quais não há nenhum fluxo saindo, e os símbolos de decisão, de onde pode haver mais de um caminho de saída (normalmente dois caminhos), representando uma bifurcação no fluxo.

A figura 2.2 mostra a representação do algoritmo de cálculo da média de um aluno sob a forma de um fluxograma.