conceitos fundamentais de algoritmos[1]

8/6/2019 Conceitos Fundamentais de Algoritmos[1]

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Conceitos Fundamentais deAlgoritmos

e Programao para iniciantes

[email protected]

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



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Passo 4:mova disco maior para terceiro eixo



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Passo 5:mova disco menor para primeiro eixo



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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



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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



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



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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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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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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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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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:


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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


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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


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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


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UM EXERCCIO

Construa um algoritmo para escolher asduas maiores laranjas de um balaio

Outros exerccios


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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


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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...


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AMBIENTES/LINGUAGENS DE


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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


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AMBIENTES/LINGUAGENS DEPROGRAMAO

LA C

declare

Incio {

Fim }Caracter Char

Inteiro Int

Real Double

Lgico BooleanLeia Scanf

Escreva Printf


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Prximos passos?

Praticar a leitura e entendimento deAlgoritmos de sua rea de aplicao

Aprender uma Linguagem deProgramao para Computadores

Programao!

conceitos fundamentais de algoritmos[1]

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