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• Formulação adequada do problema
• Identificação das variáveis de entrada
  resultados/variáveis de saída e método ou solução
• Definição do algoritmo
• Método de decomposição hierárquica utilizando
  níveis crescentes de detalhe
• (abordagem top-down)
• Noção de encapsulamento de operações
• (procedimentos e funções)

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Esta Aula ...

• Detalhes da linguagem de programação
• Elementos básicos
• (identificadores, constantes, símbolos gráficos)
• Estrutura básica de um programa
• (cabeçalho, parte declarativa, parte de execução)

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Qual é o objectivo central de uma linguagem?

• promover a comunicação entre duas ou mais
  entidades.

• Linguagem Natural
• descreve ideias, acções, sentimentos, emoções,
  
• apresenta
• um vocabulário rico
• regras gramaticais complexas
• é muitas vezes ambígua.

• Linguagem de Programação
• descreve operações a serem executadas por um
  computador
• apresenta
• um vocabulário limitado
• regras gramaticais simples
• é sempre clara e concisa.

Pascal é uma linguagem de programação, criada
pelo Prof. Niklaus Wirth em 1971 e que apresenta
características próprias que a tornam
extremamente adequada ao ensino das regras
básicas da programação.
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Turbo Pascal

• Turbo Pascal é uma implementação da linguagem
  Pascal, desenvolvida por uma empresa chamada
  Borland International Inc. e destinada a ser
  usada em PCs, que fornece um ambiente integrado,
  para desenvolvimento de programas, muito
  eficiente e fácil de utilizar.

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Elementos básicos da linguagem

• identificadores são palavras que servem para
  nomear os diferentes objectos descritos
• constantes são valores concretos assumidos por
  alguns objectos
• símbolos gráficos representam diferentes tipos
  de operadores e de separadores possibilitam a
  construção de frases, ou a separação das frases
  uma das outras.

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Regras de formação dos identificadores

• Regra 1 - Os identificadores são formados por uma
  sequência de caracteres alfanuméricos, em que o
  primeiro é obrigatoriamente uma letra do
  alfabeto.
• identificador ltletra do alfabetogt
• identificador ltletra do alfabetogt
• identificador ltalgarismo decimalgt
• Embora o número de caracteres possa ser qualquer,
  os compiladores restringem esse número a um
  limite bem definido (em Turbo Pascal, só os
  primeiros 63 caracteres contam). Além disso, para
  melhorar a legibilidade e a compreensão dos
  identificadores, praticamente todos os
  compiladores permitem o recurso ao caracter
  (_).
• conv_dist em vez de convdist, por exemplo.
• Regra 2 - O alfabeto maiúsculo é indistinguível
  do alfabeto minúsculo.
• conv_dist é o mesmo que CONV_DIST .

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Tipos de identificadores

• palavras reservadas são identificadores que têm
  um significado bem definido dentro da
  especificação da linguagem correspondem, no
  fundo, a uma extensão da noção de símbolo
  gráfico.
• program, begin, end, mod, and, for, string,
  record, ...
• identificadores pré-definidos são os nomes de
  objectos, cuja definição é da respon-sabilidade
  do compilador que implementa a linguagem.
• integer, real, char, MAXINT, FALSE, write, input,
  sin, ...
• identificadores definidos pelo utilizador são os
  nomes dos objectos definidos ou referenciados no
  programa.
• ltnome de programagt, ltnome de biblioteca externagt,
  ltnome de constantegt
• ltnome de tipo de dadosgt, ltnome de variávelgt,
  ltnome de procedimentogt
• ltnome de funçãogt

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Tipos de identificadores

• OBSERVAÇÕES
• Para o compilador, é indiferente o tipo de
  alfabeto (maiúsculo, minúsculo, ou uma mistura
  dos dois) usado na escrita do programa. Contudo,
  por questões de clareza, algumas regras devem ser
  seguidas
• palavras reservadas e identificadores
  pré-definidos (que não representem constantes) -
  usar o alfabeto minúsculo
• identificadores definidos pelo utilizador e
  identificadores pré-definidos (que representem
  constantes) - usar o alfabeto maiúsculo.
• Também, para melhorar a legibilidade do programa,
  devem ser introduzidos comentários relevantes,
  que expliquem o significado dos diferentes
  objectos, ou que operação é efectuada por grupos
  bem definidos de instruções.
• comentário ltqualquer sequência de
  símbolosgt
• (ltqualquer sequência de símbolosgt)

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Representação da informação

• toda a informação, usada e produzida durante a
  execução de um programa, está armazenada em
  binário na memória principal do computador, sob a
  forma de constantes (valores invariantes), ou de
  variáveis (valores lidos do dispositivo de
  entrada, valores temporários calculados a partir
  destes e valores finais a enviar para o
  dispositivo de saída)
• a forma como a informação está organizada, ou
  seja, o significado que é atribuído a estas
  sequências binárias de valores, depende da
  linguagem de programação
• as regras que definem cada organização concreta,
  designada por tipo de dados, constituem o que se
  chama o seu formato próprio, e indicam
• o tamanho, em n.º de bytes, necessário ao
  armazenamento de uma constante desse tipo
• a maneira como deve ser lida (interpretada) a
  sequência de bits da sua representação binária.

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Tipos de dados válidos em Pascal

• tipos pré-definidos são os tipos de dados
  básicos, referenciados na especificação da
  linguagem e definidos pelo compilador
• integer e real - representação de quantidades
  numéricas
• boolean - representação de quantidades lógicas
• char - representação de símbolos gráficos
• string - representação de sequências de
  símbolos gráficos (em Pascal Standard, só
  existem constantes deste tipo, mas está
  presente em Turbo Pascal e na grande maioria
  dos compiladores actuais).
• tipos definidos pelo utilizador são tipos de
  dados particulares, definidos pelo programador,
  para adequar a representação da informação às
  condições concretas do problema são construídos
  a partir de tipos de dados já existentes (pré ou
  previamente definidos) e de dispositivos
  especiais especificados na linguagem, os
  construtores.

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Tipo integer

• representação exacta de quantidades inteiras,
  positivas e negativas, até a um limite que, em
  valor absoluto, é expresso pela constante MAXINT
• caso particular da representação em vírgula fixa
  (neste caso, a vírgula está à direita do bit
  menos significativo)
• o valor da quantidade é expresso num sistema
  binário pesado, conhecido pelo nome de
  complemento para 2, em que o bit mais
  significativo representa o sinal
• (0 -gt , 1 -gt -)
• para uma representação em N bits, o valor da
  quantidade A é calculado por

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Tipo integer

• em Turbo Pascal, a constante MAXINT é igual a
  215-1, o que implica um tamanho de 2 bytes (ou 16
  bits)
• o Turbo Pascal contempla ainda os seguintes tipos
  de vírgula fixa, todos eles compatíveis entre si
  e com integer
• Nome Gama Tamanho em bytes
• byte 0 255 1
• shortint -128 127 1
• word 0 216-1 2
• longint -231 231-1 4
• Exemplos
• 149 0 -345

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Tipo real

• representação aproximada de quantidades numéricas
  positivas e negativas, com parte inteira e/ou
  parte fraccionária, numa gama de valores muito
  alargada
• caso particular da representação em vírgula
  flutuante (aquilo que comummente se designa por
  notação científica m x Bexp, em que m é a
  mantissa, B é a base (hoje em dia, quase sempre
  binária) e exp é o expoente)
• a representação da quantidade é formada por três
  partes sinal da mantissa (0-gt, 1-gt-), valor
  absoluto da mantissa (fraccionária, entre 0.5 e
  1.0, ou, alternativamente, entre 1.0 e 2.0),
  expressa no sistema binário de numeração, e
  expoente, expresso num sistema binário pesado.

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Tipo real

• em Turbo Pascal, a gama de representação em valor
  absoluto vai aproximadamente de 2.9x10-39 a
  1.7x1038, com uma mantissa de 11 a 12 algarismos
  significativos, o que implica um tamanho de 6
  bytes (ou 48 bits)
• o Turbo Pascal contempla ainda os seguintes tipos
  de vírgula flutuante, todos eles compatíveis
  entre si e com real
• Nome Gama Algarismos significativos Tamanho em
  bytes
• single 1.5x10-45 3.4x1038 7-8 4
• double 5.0x10-324 1.7x10308 15-16 8
• extended 3.4x10-4932 1.1x104932 19-20 10
• Exemplos
• 22.0 0.0 -0.0345
  -2.2e1 0e0 -3.45e-2

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Tipo boolean

• representação dos valores lógicos verdadeiro e
  falso
• normalmente, fixa-se um valor binário (0, por
  exemplo) para um dos níveis lógicos e o outro
  pode assumir qualquer valor
• em Turbo Pascal, o tamanho usado para
  armazenamento é um byte (ou 8 bits), que
  constitui uma palavra de memória
• Exemplos
• FALSE
  TRUE

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Tipo char

• representação de símbolos gráficos ou de sinais
  de controlo
• cada símbolo ou sinal é representado
  numericamente através de um valor binário que lhe
  é atribuído por um código, o mais comum é o
  código ASCII (American Standard Code for
  Information Interchange)
• qualquer que seja, porém, o código usado, as
  regras seguintes são impostas pela especificação
  da linguagem Pascal
• os valores binários associados com os algarismos
  decimais devem ser seguidos e respeitar a ordem
  natural
• os valores binários associados com as letras do
  alfabeto (maiúsculas e minúsculas) devem
  respeitar a ordem natural, mas não têm que ser
  necessariamente seguidos (são-no, contudo, no
  código ASCII).

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Tipo char

• em Turbo Pascal, o tamanho usado para
  armazenamento é um byte (ou 8 bits), que
  constitui uma palavra de memória
• Exemplos
• 4 T
  ? j
• ainda, em Turbo Pascal, existe um meio
  alternativo para representar constantes de tipo
  char a sua sintaxe é
• ltvalor numérico em decimal do código atribuído
  ao caractergt
• este método é particularmente útil para
  representar os sinais de controlo, porque, sendo
  estes invisíveis, não podem ser representados
  pelo processo geral.

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Tipo string

• representação de sequências de símbolos gráficos
  ou de sinais de controlo
• em Turbo Pascal, o formato usado por defeito é de
  256 bytes e permite um arma-zenamento de
  sequências de caracteres, cujo comprimento pode
  ir até 255
• o tamanho do formato por defeito pode ser
  reduzido, se o programador assim o desejar,
  através da indicação explícita do comprimento
  máximo das sequências de caracteres que aí podem
  ser armazenadas
• string N_MAX_CAR
• Exemplos
• era uma vez um gato maltes
  (string nulo)

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Tipos de dados ordinais ou ordenados

• são formas de organização da informação em que
  existe uma possibilidade de enumeração ordenada
  das constantes que as constituem isto é, dada
  uma constante qualquer, é sempre possível
  determinar qual é a constante que a precede, ou
  qual é a constante que lhe sucede
• tipos de dados ordinais pré-definidos
• integer (e seus tipos compatíveis) - a
  ordenação é trivial, neste caso
• boolean - admite-se que FALSE vem antes de
  TRUE
• char - a ordenação baseia-se nos valores
  numéricos do código usado
• tipos de dados não ordinais pré-definidos
• real (e seus tipos compatíveis) - como
  representam valores numéricos de uma forma
  aproximada, não é possível saber que constantes
  estão na vizinhança imediata de qualquer delas
• string - tendo as constantes tamanho distinto,
  o mecanismo de ordenação teria necessariamente
  que ser multidimensional e a definição anterior
  não se aplica.

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Estrutura básica de um programa em Pascal

• Cabeçalho
• caracterização do programa e definição dos
  dispositivos de comunicação
• nome do programa
• nomes dos dispositivos de entrada e de saída
  utilizados
• Parte Declarativa
• referência a, ou definição dos diferentes
  objectos usados na parte de execução
• referência a bibliotecas externas (units)
• definição de constantes, de tipos de dados e de
  variáveis
• definição de procedimentos e de funções
• Parte de Execução
• listagem ordenada da sequência de instruções
  executadas pelo computador quando o programa é
  corrido

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Cabeçalho

• program identificador do programa (lista de
  nomes dos dispositivos de entrada e saída)
• identificador do programa identificador
  válido em Pascal
• lista de nomes dos dispositivos de entrada e
  saída
• identificador do dispositivo
• lista de nomes dos dispositivos de entrada e
  saída , identificador do dispositivo
• identificador do dispositivo input
  output identificador lógico de ficheiro
• identificador lógico de ficheiro
  identificador válido em Pascal
• Notas - Os identificadores input e output são os
  nomes dos dispositivos standard de entrada e
  saída, normalmente, o teclado e o écran do
  monitor vídeo.
• Em Turbo Pascal, a lista de nomes dos
  dispositivos de entrada e saída é opcional.
  Assim, o cabeçalho típico de Pascal Standard
• program CONVDIST(input, output)
• pode ser reduzido a
• program CONVDIST

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Referência a bibliotecas externas

• uses lista de nomes de bibliotecas
• lista de nomes de bibliotecas identificador
  de biblioteca
• lista de nomes de bibliotecas , identificador
  de biblioteca
• identificador de biblioteca identificador
  válido em Pascal
• Nota - A única biblioteca para já relevante é
  aquela que, dentro do ambiente Windows, cria uma
  janela de aplicação. Por conseguinte, todos os
  programas em Turbo Pascal que corram no ambiente
  Windows, têm que referenciar a biblioteca
  WinCrt e, por isso, a referência abaixo tem que
  surgir em todos eles
• uses WinCrt

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Definição de constantes

• const
• lista de constantes
• lista de constantes identificador de
  constante valor
• lista de constantes
• identificador de constante valor
• identificador de constante identificador
  válido em Pascal
• valor valor literal expressão simples
• valor literal valor constante de um dos
  tipos pré-definidos
• Nota - Quando o valor atribuído a uma constante é
  calculado a partir de uma expressão simples,
  todos os seus operandos são necessariamente
  valores literais, ou constantes que foram
  previamente definidas. Este tipo de definição é
  característico de Turbo Pascal, não existindo em
  Pascal Standard.

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Definição de constantes

• const
• NMAX 100 ( constante inteira - v. literal )
• PI 3.1415926536 ( constante real - v.
  literal )
• SINAL FALSE ( constante booleana - v.
  literal )
• LETRA S ( constante de tipo caracter - v.
  literal )
• NOME INES ( constante de tipo string - v.
  literal )
• VEL_LUZ 3e81000 ( constante real -
  expressão )
• PER_CIRC_UNIT 2PI ( constante real -
  expressão )

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Definição de variáveis

• var
• lista de variáveis
• lista de variáveis lista de nomes tipo de
  dados
• lista de variáveis
• lista de nomes tipo de dados
• lista de nomes identificador de variável
  
• lista de nomes, identificador de variável
• identificador de variável identificador
  válido em Pascal
• tipo de dados tipo pré-definido tipo
  definido pelo utilizador

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Definição de variáveis

• var
• A1, A2, A3 integer ( variáveis inteiras )
• A4 integer ( variável inteira )
• B1, B2 real ( variáveis reais )
• C1, C2, C3, C4 boolean ( variáveis booleanas
  )
• D1 char ( variável de tipo caracter )
• E1, E2 string ( variáveis de tipo string )
• ( com uma capacidade de armazenamento )
• ( máxima de 255 caracteres )
• F1 string10 ( variável de tipo string )
• ( com uma capacidade de armazenamento )
• ( máxima de 10 caracteres )

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Constantes vs. Variáveis

• uma constante é um objecto, cujo valor se mantém
  invariante durante a execução do programa
• definir uma constante significa associar um nome
  a esse valor
• o uso de constantes num programa serve para se
  conseguir a sua parametrização, melhorando a
  legibilidade (os valores são substituidos por
  nomes com significado explícito) e a robustez (a
  alteração do valor é realizada de um modo
  centralizado).
• uma variável é um objecto, cujo valor se altera
  em princípio durante a execução do programa
• definir uma variável significa reservar espaço em
  memória principal para o seu armazenamento
• o uso de variáveis num programa serve para
  armazenamento, durante a sua execução, dos
  valores lidos do dispositivo de entrada, dos
  valores temporários e dos valores a enviar para o
  dispositivo de saída
• o recurso imoderado a variáveis conduz a uma
  perda da legibilidade do programa.