Explicando Algoritmos e Fluxogramas com Exemplos
Algoritmos e fluxogramas são duas ferramentas diferentes usadas para criar novos programas, especialmente em programação de computadores. Um algoritmo é uma análise passo a passo do processo, enquanto um fluxograma explica os passos de um programa de maneira gráfica.
Definição de Algoritmo
Escrever um método lógico passo a passo para solucionar um problema é chamado de algoritmo, em outras palavras, um algoritmo é um procedimento para solucionar problemas. Para solucionar um problema matemático ou de computador, este é o primeiro passo do procedimento. Um algoritmo inclui cálculos, raciocínio e processamento de dados. Algoritmos podem ser apresentados por linguagens naturais, pseudocódigos, fluxogramas, etc.
Definição de Fluxograma
Um fluxograma é a representação pictórica de um algoritmo com a ajuda de diferentes símbolos, formas e setas a fim de demonstrar um processo ou um programa. Com algoritmos, nós podemos entender facilmente um programa. O principal propósito de um fluxograma é analisar diferentes processos. Vários elementos gráficos padrão são aplicados a um fluxograma:
- Caixa Terminal - Início / Fim
- Entrada / Saída
- Processo / Instrução
- Decisão
- Conector / Flecha
Os elementos gráficos acima representam diferentes partes de um fluxograma. O processo em um fluxograma pode ser expresso através de caixas e flechas com diferentes tamanhos e cores. Em um fluxograma, nós podemos destacar facilmente um certo elemento e as relações entre cada parte.
Diferença entre Algoritmo e Fluxograma
Se você comparar um fluxograma a um filme, então um algoritmo é a história desse filme. Em outras palavras, um algoritmo é o cerne de um fluxograma. Na verdade, no campo da programação de computadores, existem muitas diferenças entre algoritmos e fluxogramas com relação a vários aspectos, como a precisão, a forma como eles se apresentam e a forma como as pessoas reagem a eles. Abaixo temos uma tabela ilustrando as diferenças entre eles em detalhes.
| Algoritmo | Fluxograma |
|---|---|
| É um procedimento para solucionar problemas. | É uma representação gráfica de um processo. |
| O processo é mostrado numa instrução passo a passo. | O processo é mostrado num diagrama de informações bloco a bloco. |
| Ele é complexo e difícil de entender. | Ele é intuitivo e fácil de entender. |
| Ele é conveniente para depurar erros. | Ele é difícil de depurar erros. |
| A solução é apresentada numa linguagem natural. | A solução é apresentada num formato pictórico. |
| De certa forma, é mais fácil de solucionar problemas complexos. | É difícil de solucionar problemas complexos. |
| Custa mais tempo para criar um algoritmo. | Custa menos tempo para criar um fluxograma. |
Tipos de Algoritmos
Não é surpreendente que algoritmos sejam amplamente usados na programação de computadores. No entanto, eles podem ser aplicados para resolver problemas matemáticos e até na vida diária. Eis a questão: quantos tipos de algoritmos existem? O Dr. Christoph Koutschan, um cientista de computação que trabalha no Instituto de Pesquisa para Computação Simbólica (RISC) na Áustria, realizou uma pesquisa para a votação dos tipos mais importantes de algoritmos. Como resultado, ele listou 32 algoritmos importantes na ciência da computação. Apesar da complexidade dos algoritmos, nós geralmente podemos dividi-los em 6 tipos fundamentais com base em suas funções.
Imagem de Fonte: www.educba.com
1. Algoritmo Recursivo
Refere-se a uma maneira de resolver problemas decompondo o problema repetidamente em subproblemas do mesmo tipo. O exemplo clássico de uso do algoritmo recursivo para resolver problemas é a Torre de Hanoi.
2. Algoritmo de Divisão e Conquista
Tradicionalmente, o algoritmo de divisão e conquista consiste em duas partes: 1. decompor o problema em subproblemas menores e independentes do mesmo tipo; 2. encontrar a solução final dos problemas originais depois de solucionar esses problemas menores separadamente.
Os pontos-chave do algoritmo de divisão e conquista são:
- Se você puder encontrar os subproblemas repetidos e a estrutura de loop do problema original, você pode facilmente transformar o problema original em um problema pequeno e simples.
- Tentar decompor a solução inteira em vários passos (diferentes passos precisam de soluções diferentes) para tornar o processo mais fácil.
- Os subproblemas são fáceis de resolver? Se não forem, o problema original pode custar muito tempo.
3. Algoritmo de Programação Dinâmica
Desenvolvido por Richard Bellman nos anos 1950, o algoritmo de programação dinâmica é geralmente usado para problemas de otimização. Neste tipo de algoritmo, resultados passados são coletados para uso futuro. Similar ao algoritmo de divisão e conquista, um algoritmo de programação dinâmica simplifica um problema complexo decompondo-o em alguns subproblemas simples. No entanto, a maior diferença entre eles é que o segundo requer a sobreposição de subproblemas, enquanto o primeiro não precisa.
4. Algoritmo Guloso
Esta é outra maneira de resolver problemas de otimização – o algoritmo guloso. Ele sugere sempre encontrar a melhor solução em cada passo em vez de considerar a otimização geral. Ou seja, o que foi feito está em um local ideal. Devido às limitações do algoritmo guloso, foi notado que a chave para escolher um algoritmo guloso é se é preciso considerar quaisquer consequências no futuro.
5. Algoritmo de Força Bruta
O algoritmo de força bruta é uma solução simples e direta para o problema, normalmente baseada na descrição do problema e na definição do conceito envolvido. Você também pode usar o "é só fazer!" para descrever a estratégia da força bruta. Resumindo, um algoritmo de força bruta é considerado um dos algoritmos mais simples, que itera todas as possibilidades e termina com uma solução satisfatória.
6. Algoritmo Backtracking
Com base numa busca recursiva em profundidade, o algoritmo foca em encontrar a solução para o problema durante o processo de busca por enumeração. Quando isso não pode satisfazer a condição, ele retorna “refazendo os passos” e tenta por outro caminho. Ele é adequado para resolver problemas grandes e complicados, o que lhe dá a reputação de “método de solução geral”. Um dos exemplos mais famosos de algoritmo backtracking é o problema das oito damas.
Como Usar Fluxogramas para Representar Algoritmos
Agora que nós temos as definições de algoritmo e fluxograma, como nós usamos um fluxograma para representar um algoritmo? Para criar um algoritmo, nós precisamos baixar um software.
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Algoritmos são usados principalmente para programas matemáticos e de computador, ao passo que fluxogramas podem ser usados para descrever todos os tipos de processos: empresariais, educacionais, pessoais e, é claro, algoritmos. Então fluxogramas são frequentemente usados como uma ferramenta de planejamento de programa para organizar visualmente o processo passo a passo de um programa. Aqui vão alguns exemplos:
Exemplo 1: Imprimir 1 até 20:
Algoritmo:
Passo 1: Inicializar X como 0,
Passo 2: Incrementar X por 1,
Passo 3: Imprimir X,
Passo 4: Se X for menor do que 20, então voltar ao passo 2.
Fluxograma:
Exemplo 2: Converter Temperatura de Fahrenheit (℉) para Celsius (°C)
Algoritmo:
Passo 1: Ler a temperatura em Fahrenheit,
Passo 2: Calcular a temperatura com a fórmula C=5/9*(F-32),
Passo 3: Imprimir C,
Fluxograma:
Exemplo 3: Determinar se Um Aluno Passou na Prova ou Não:
Algoritmo:
- Passo 1: Inserir as notas de 4 cursos M1, M2, M3 e M4,
- Passo 2: Calcular a média das notas com a fórmula "Nota=(M1+M2+M3+M4)/4"
- Passo 3: Se a nota média for menor do que 60, imprimir "FALHOU", do contrário, imprimir "PASSOU".
Fluxograma:
Conclusão
Pelos exemplos acima, nós podemos chegar à conclusão de que um fluxograma é uma representação pictórica de um algoritmo, um algoritmo pode ser expresso e analisado através de um fluxograma.
Um algoritmo mostra cada passo para alcançar uma solução final, enquanto um fluxograma mostra como conduzir o processo conectando cada passo. Um algoritmo usa principalmente palavras para descrever os passos, enquanto um fluxograma usa o auxílio de símbolos, formas e setas para tornar o processo mais lógico.