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8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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Conceitos Fundamentais deAlgoritmos
e Programao para iniciantes
REFERNCIA: Material dos Profs. Reinaldo Gomes
(UFRPE) e Robson Fidalgo (UFPE)
www.xiscanoe.org
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Algoritmo Grfico-Textual Informal
Montagem de um Aeromodelo Material
Cola especial para plsticos
Estilete Lixas finas
Durex ou fita crepe
Pregador de roupas, elsticos
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Identificao das peas
Algoritmo Grfico-Textual
Informal
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Troca de pneu
Abra o porta-mala e verifique se todosacessrios esto l. Em caso negativo,feche o porta-malas e pea carona aalgum. Em caso positivo, retire otringulo, posicione-o a cerca de 30 m do
carro, e, depois, retire o estepe e o macaco.Levante o carro...
Algoritmo Textual Informal 2
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Troca de pneu
Algoritmo Grfico Informal
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AcessriosOK?
Abre porta-malas
Pega tringulo
Fechaporta-malas
Troca de pneu (Fluxograma)
Algoritmo Grfico Semi-formal
No
Sim
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Troca de pneu
abre(porta_malas)
Se acessorio_ok = FALSOEnto
fecha(porta_malas)
espera_carona()
Seno
pega_triangulo()
...
Algoritmo Textual Formal
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Problema da Torre de Hani Seja a seguinte situao:
deve-se mover todos os discos do primeiro eixo para oterceiro mantendo-se a ordem original
em cada movimento, pode-se mover apenas um disco um disco nunca poder ser sobreposto por outro maior
Algoritmo: Problemas Complexos
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Passo 3:mova disco menor para segundo eixo
Algoritmo: Problemas Complexos
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Passo 4:mova disco maior para terceiro eixo
Algoritmo: Problemas Complexos
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Passo 5:mova disco menor para primeiro eixo
Algoritmo: Problemas Complexos
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Seqncia de passos completa:Passo 1: mova disco menor para terceiro eixo
Passo 2: mova disco mdio para segundo eixo
Passo 3: mova disco menor para segundo eixo
Passo 4: mova disco maior para terceiro eixo
Passo 5: mova disco menor para primeiro eixo
Passo 6: mova disco mdio para terceiro eixo
Passo 7: mova disco menor para terceiro eixo
Algoritmo: Problemas Complexos
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Algoritmo: CONCEITO
O que um ALGORITMO?
OBS.: No existe um algoritmo paraconstruir algoritmos
a criao de um algoritmo um exerccio de criatividade
(conhecimento) e experincia (tcnica e prtica)
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O que Programao? =ABSTRAO!
A realidade complexae rica em detalhes!
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Abstrao
RealidadeRealidade
O que vocO que voc abstraiabstrai dessa realidade?dessa realidade?
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Abstrao
O que abstrao?
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Abstrao
Abstrao=
Operao mental queobserva a realidade e
captura apenas os
aspectos relevantespara um contexto
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MASLOW
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A tarefa de programarsistemas computacionais
envolve o exerccioconstante da abstrao darealidade e sua codificaoem uma linguagem de
programao
Abstrao
Rea li adeRealidade
Sistema de Locadora de VeculoSistema de Locadora de Veculo
AbstraoAbstrao++
ProgramaoProgramao
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Sistema Computacional
O que umSistema Computacional?
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Sistema Computacional
SistemaComputacional
SoftwareHardware
Peopleware
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Programao de SistemaComputacional
A programao de um sistema computacionalpode ser resumida em 3 passos bsicos
ProcessamentoEntrada Sada
Dispositivode Entrada
Dispositivode Sada
Memria
UCP
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Programao de Sistema
Computacional Exemplo 1 Exibir a mdia de dois nmeros
ProcessamentoEntrada Sada
Dispositivode Entrada
Dispositivode Sada
Memria
UCP
6 , 8 (6 + 8) / 2 7
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Programao de Sistema
Computacional Exemplo 2 Exibir se o aluno est aprovado ou reprovado
ProcessamentoEntrada Sada
Dispositivode Entrada
Dispositivode Sada
Memria
UCP
Ana, 5, 3 Se (5+3)/2>=7aprovado
Senoreprovado
Ana, reprovado
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Programao de Sistema Computacional
Tipos de Linguagens de Programao 1 - Totalmente codificadas em binrio (0s e 1s) 2 - Usa instrues simblicas para representar os 0s e 1s 3 - Voltadas para facilitar o raciocnio humano
LinguagemAssembly
(Mnemnica)
LOAD R1, val1LOAD R2, val2
ADD R1, R2
STORE R1, val2
Linguagemde
Mquina
0010 0001 11100010 0010 1111
0001 0001 0010
0011 0001 1111
Linguagemde
Alto Nvel
val2 = val1+val2
Baixo Nvel Alto Nvel
(1) (2) (3)
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Noes de Lgica
Exemplos de aplicao da lgica
O quarto est fechado e que meu livro est no quarto. Ento,preciso primeiro abrir o quarto para pegar o livro
Rosa me de Ana, Paula filha de Rosa, Jlia filha de Ana.Ento, Jlia neta de Rosa e sobrinha de Paula
Todo mamfero animal e todo cavalo mamfero. Ento, todocavalo animal
Todo mamfero bebe leite e o homem bebe leite. Ento, todohomem mamfero e animal (mas no um cavalo)
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Atividade 1 (10min)
Resolva os seguintes problemas de lgica
P1 Uma lesma deve subir um poste de 10m dealtura. De dia sobe 2m e noite desce 1m. Emquantos dias atingir o topo do poste?
P2 - Trs gatos comem trs ratos em trs minutos.Cem gatos comem cem ratos em quantos minutos?
P3 - O pai do padre filho do meu pai. O que eu soudo Padre?
P4 - Se um bezerro pesa 75 kg mais meio bezerro,quanto pesa um bezerro inteiro?
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Atividade 1 (10min)
Resolva os seguintes problemas de lgica P5 Qual o prximo nmero da seqncia
7,8,10,13,17,?
P6 Um pai de 80kg e suas 2 filhas (40kg cada),
precisam sair de uma ilha com um barco. Porm acapacidade do barco de 80kg. Como faro para sairda ilha?
P7 Usando uma jangada, um campons precisaatravessar uma cabra, um leo e um fardo de capimpara a outra margem do rio. A jangada s tem lugarpara ele e mais outra coisa. O que ele deve fazer para atravessar o rio com seus pertences intactos?
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RESPOSTAS - Atividade 1
Respostas
R1 - 9(nove) dias. No nono dia a lesma sobe 2(dois) metros,atinge o topo e evidentemente no desce 1 metro
R2 3 (trs) minutos
R3 Tio R4 150 (cento e cinqenta) kg
R5 22
R6 Vo as duas filhas. Uma delas volta. O pai sai. A outra filhavolta. As duas filhas saem juntas.
R7 - Primeiro leve a cabra, volte e pegue o capim; deixe o capime leve a cabra de volta; deixe a cabra e leve o leo, depois svoltar e pegar a cabra.
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Noes de Lgica
Proposio: um enunciado verbal, ao qual deve ser atribudo,sem ambigidade, um valor lgico verdadeiro (V) ou falso (F).
Exemplos de proposies:
Robson Fidalgo Professor (V)
3 + 5 = 10 (F) 5 < 8 (V)
Contra-exemplos de Proposies:
Onde voc vai ?
3 + 5 Os estudantes jogam vlei. (quais ?)
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Noes de Lgica
Operaes Lgicas: so usadas para formar novas proposies apartir de proposies existentes.
Considerando p e q duas proposies genricas, pode-seaplicar as seguintes operaes lgicas bsicas sobre elas
Definindo a prioridade: Usar parnteses Ex:((p v q)^(~q)) ou
Obedecer (~) > (^) > (v)
Operao Smbolo SignificadoNegao ~ No
Conjuno ^ EDisjuno v OU
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Noes de Lgica
Exemplos de aplicao das operaes lgica
Considere: p = 7 primo = (V)
q= 4 i mpar= (F)
Ento:
4 NO impar = ~q= (~F) = (V) 7 NO primo = ~p = (~V) = (F)
7 primo E 4 NO impar = p ^ ~q= (V ^ (~F)) = ( V ^ V) =(V)
7 primo E 4 i mpar = p ^ q= ( V ^ F) = (F)
4 i mparE 7 primo = q^ p = ( F ^ V) = (F)
4 i mparE 7 NO primo = q^ ~p = (F ^ (~V)) = (F ^ F) =(F)
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Noes de Lgica
Exemplos de aplicao das operaes lgica (Cont.) Considere:
p = 7 primo = (V)
q= 4 i mpar = (F)
Ento: 7 primo OU 4 NO impar = p v~q= (V v (~F)) = (V v V)
= (V)
7 primo OU 4 i mpar = p vq= (V v F) = (V)
4 i mparOU 7 primo = qv p = (F v V) = (V)
4 i mparOU 7 NO primo = qv~p = (F v (~V)) = (F v F) = (F)
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Atividade 2
Considerando p = V e q = F, resolva as seguintes expresseslgicas
~p
~q
p ^ q p v q
(~p) ^ q
(~p) v q
p ^ (~q)
p v (~q)
(~p) ^ (~q)
(~p) v (~q)
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RESPOSTAS - Atividade 2
Considerando p = V e q = F, resolva as seguintes expresseslgicas
~p = F
~q = V
p ^ q = F
p v q = V
(~p) ^ q = F
(~p) v q = F
p ^ (~q) = V
p v (~q) = V (~p) ^ (~q) = F
(~p) v (~q) = V
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Lgica de Programao &
Algoritmo
O que Programao
de computadores?
INSTRUES
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Declarao de Variveis
Utilizado para especificar os nomes e osrespectivos tipos das variveisnecessrias no algoritmo
declare : ;onde: - lista de nomes de variveis
separados por vrgula - inteiro, real, caracter, string, lgico
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Declarao de Variveis
Exemplos:
declare a,b,c: real;
declare nome: string;
declare sexo: caracter;
declare pratica_esporte: lgico;
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Bloco de Comentrio
Serve para explicar um determinadotrecho do algoritmo, para torna-lo maisclaro, facilitando seu entendimento poroutras pessoas ou posteriormente.
{ }
Exemplo:
{ Isto um exemplo de comentrio }
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Instruo de Entrada
Usada para ler dados de entrada doalgoritmo.
leia();
onde:
- contero os dados lidos.
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Instruo de Entrada
Exemplos:
leia(a,b,c);
leia(nome);
leia(sexo);
leia(pratica_esporte);
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Instruo de Sada
Usada para mostrar os resultados doprocessamento dos dados de entrada.
escreva();
onde:
- geralmente o contedo de uma
ou mais variveis com a resposta doproblema.
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Instruo de Atribuio
Utilizado para atribuir um determinadovalor a uma varivel.
;onde:
- nome de uma varivel
- um valor do mesmo tipo davarivel ou uma expresso lgica ouaritmtica.
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Instruo de Atribuio
Exemplos
D B^2-4*A*C;
nome Paulo;Pratica_Esporte TRUE;
Sexo M;
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Estruturas de Controle
Baseado na lgica estruturada, Bohn eJacopini provaram que apenas trsestruturas so suficientes para explicar asoluo de qualquer problema, inclusivetornando-os estruturados e mais legveis.
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Estruturas de Controle
So elas: Estrutura Seqencial: os comandos ou
instrues vo sendo executados na ordem
em que aparecem no algoritmo.
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Instrues de Seleo
Tipo simples:se ento
;
fim-se
OBS.:
sero executados apenas se resultar em TRUE.
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Instrues de Seleo
Exemplo:
se A>0 ento
B A + 1;
A 0;
fim-se
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Instrues de Seleo
Tipo composto:se ento
;
seno;fim-seOBS.:
sero executados apenas se resultar em TRUE. Em caso contrrio, sero executados.
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Instrues de Seleo
Exemplo:se A>B ento
B A + 1;
A 0;seno
A 0;
B A + 1;
fim-se
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Instrues de Repetio
Exemplo:enquanto A>0 faa
leia(B);
escreva(B);
A A - 1;
fim-enquanto;
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8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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Instrues de Repetio
Exemplo:
repita
leia(B);
escreva(B);
A A - 1;
atA
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Instrues de Repetio
Exemplo:
{ Comandos para escrever 10 vezes uma frasena tela do computador }
para i 1 at 10 faa
escreva(ltimo tipo de repetio);
fim-para;
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Estrutura de um Algoritmo
Um algoritmo em Portugol tem a seguinteestrutura:incio
fim
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Lgica de Programao & Algoritmo
Estruturas bsicas de um algoritmo:
Seqncia Incio/Fim
Define uma estrutura onde as instrues seroexecutadas na ordem que aparecem.
Seleo Se-Ento/Seno
Define uma estrutura condicional que dada a suaavaliao (V ou F) determina qual caminho do
algoritmo ser executado Repetio Repita, Enquanto ou Para
Define uma estrutura de iterao condicional (V ouF) ou contada (pr-definida) de instrues
L i d P &
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Lgica de Programao &Algoritmo
Algoritmo para ligar de um telefone pblico - Seqncia
Incio
1. Tirar o fone do gancho;
2. Ouvir o sinal de linha;3. Introduzir o carto;
4. Teclar o nmero desejado;
5. Conversar;
6. Desligar;
7. Retirar o carto;
Fim.
Este algoritmo s usa umaestrutura de seqncia
Incio/Fim
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Lgica de Programao & Algoritmo
Algoritmo para ligar de um telefonepblico SeleoE se o telefone pblico estiver com defeito?
Incio
1. Tirar o fone do gancho;2. Se ouvir o sinal de linha, ento
1. Introduzir o carto;
2. Teclar o nmero desejado;
3. Conversar;
4. Desligar;5. Retirar o carto;
3. Seno
1. ir para o prximo telefone;
Fim.
Este algoritmo usa umaestrutura de decisoSe-ento/Seno
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Lgica de Programao & Algoritmo
Algoritmo para ligar de um telefone pblico RepetioE se o prximo telefone pblico tambm estiver com defeito?
Incio1. Repita
1. Tirar o fone do gancho;
2. Se ouvir o sinal de linha ento1. Introduzir o carto;2. Teclar o nmero desejado;3. Conversar;4. Desligar;5. Retirar o carto;
3. Seno1. ir para o prximo telefone;
2. At ouvir o sinal de linhaFim.
Este algoritmo usa umaestrutura de repetio
Repita/At
L i d P & Al it
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Lgica de Programao & Algoritmo
Algoritmo para ligar de um telefone pblico Repetio
E se o telefone chamado estiver com defeito?
E se o telefone chamado estiver ocupado?
E se acabarem os crditos do carto telefnico?
E se ...?
Um algoritmo
SEMP
RE
sofre melhorias sucessivas.(Tcnica de refinamentos sucessivos)
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Fluxogramas - Exemplo 1
Achar o valor da expresso: D = B2
- 4AC.
Incio
Ler A, B, C D = B^2 - 4*A*C
1
1
Escrever D
Fim
Fluxogramas:
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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Fluxogramas:Exemplo 2
Achar o maior dedois nmeros A eB.
Incio
Ler A, B
A=B AB
Comparar
A com B
Escrever:
A e B iguais
Fim
Escrever:
A maior
Escrever:
B maior
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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Portugus Estruturado - Exemplo 1
Achar o valor da expresso: D = B2 - 4AC.
Ler os valores de A, B e CCalcular a expresso D = B2 - 4AC
Mostrar o resultado desse clculo
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Portugus Estruturado - Exemplo 2
Achar o maior de dois nmeros A e B.
Ler dois nmeros A e BComparar A com B
Mostrar o resultado dessa comparao
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Pseudocdigo - Exemplo 1
Achar o valor da expresso: D = B2 - 4AC.
Incio
Declare A,B,C,D; { Declarao de variveis }Leia(A,B,C);
D B^2 - 4*A*C; { Operao de atribuio }
Escreva(D);
Fim.
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Pseudocdigo - Exemplo 2
Achar o maior de dois nmeros A e B.Incio
Declare A,B; { Declarao de variveis }
Leia(A,B);Se A = B Ento Escreva(A e B iguais);Seno Se A>B Ento Escreva(A maior);
Seno Escreva(B maior);Fim-Se
Fim-SeFim.
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RESPOSTA Ati id d 3
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RESPOSTA - Atividade 3
Algoritmo aprovao
Incio1. Repita
1. Obter as 2 notas do aluno;
2. Se Mdia do aluno >=7, ento
1. Informar que o aluno estAPROVADO3. Seno
1. Informar que o aluno est REPROVADO;
2. At ltimo aluno
Fim
#! /usr/bin/perl -w
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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my $file = $ARGV[0];
open NEW, $file;
my $numero_g=0; my $numero_c=0; my $numero_total=0;
my $um=0;
while () { if (/\>/) { # if ($um == 2) { # last;
# } # $um++; next; }
# print $_;
chomp;
for ($i=0; $i
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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UM EXERCCIO
Construa um algoritmo para escolher asduas maiores laranjas de um balaio
Outros exerccios
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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1) leia um nmero inteiro e mostre uma mensagem indicando seeste nmero par ou mpar, e se positivo ou negativo
2) leia quatro nmeros inteiros e encontre a mdia aritmticasimples entre as que correspondem a nmeros pares. Lembre-se que no pode haver diviso por zero
3) leia 4 notas, calcule a mdia dessas e escreva: Reprovado(mdia < 5), Recuperao (mdia >= 5 e < 7) e Aprovado
(mdia >= 7)
Outros exerccios...
i i
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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4) leia a idade de um nadador e exiba sua categoria segundo asregras: A(5 at 7); B(8 at 10); C(11 at 13); D(14 at 18) e E(Idade > 18)
5) leia dois nmeros inteiros, uma operao matemtica(+,-,*,/) e faa o calculo destes nmeros segundo a operaolida
6) leia o nome e a idade de trs pessoas e informe o nome dapessoa mais velha e o nome da pessoa mais nova. Considereque no existem idades iguais
mais exerccios...
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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AMBIENTES/LINGUAGENS DE
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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AMBIENTES/LINGUAGENS DEPROGRAMAO
LA PASCAL
declare Var
Incio Begin
Fim EndCaracter Char
Inteiro Integer
Real Real
Lgico BooleanLeia Read
Escreva Write
AMBIENTES/LINGUAGENS DE
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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AMBIENTES/LINGUAGENS DEPROGRAMAO
LA C
declare
Incio {
Fim }Caracter Char
Inteiro Int
Real Double
Lgico BooleanLeia Scanf
Escreva Printf
8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]
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Prximos passos?
Praticar a leitura e entendimento deAlgoritmos de sua rea de aplicao
Aprender uma Linguagem deProgramao para Computadores
Programao!