Apostila de programação de computadores - Programação orientada a objetos - E-book para baixar

APRESENTAÇÃO
Este material foi elaborado para conduzir o leitor desde o
entendimento dos conceitos básicos da programação de computadores
até o desenvolvimento de programas simples, orientados a objetos, na
linguagem Java.
Levando em conta a minha experiência no ensino de programação,
desde o tempo dos cartões perfurados, e tendo acompanhado toda a
evolução da computação, posso dizer a quem está ingressando nessa
área que o conhecimento teórico é o que dá sustentação ao profissional
para enfrentar as constantes mudanças e os novos desafios.
Ao longo dos anos foram surgindo diferentes metodologias para
desenvolver software e, consequentemente, a programação de
computadores, que é uma das fases do desenvolvimento de software, tem
acompanhado essas mudanças de paradigmas. Hoje, programamos
seguindo os princípios do paradigma “orientado a objetos”,
independentemente da linguagem.
Ao escrever um programa de computador em qualquer linguagem
de programação, você está abstraindo alguma parte da realidade, em um
contexto particular. O contexto é o que chamamos de domínio da aplicação
ou negócio. Abstrair significa captar as informações importantes, que
fazem sentido à aplicação particular, e criar um modelo que represente a
realidade e que possa ser programado. No paradigma orientado a objeto,
as entidades identificadas na realidade são representadas por objetos.
Um conjunto de objetos, com características semelhantes são descritos
por uma classe. Os dois termos, classe e ob jeto, provavelmente ainda com
significados nebulosos, a partir de agora devem entrar não só para o seu
vocabulário, como também para a sua mente, de forma que, à medida que
você for lendo este material, a visualização desses conceitos vá ficando
cada vez mais nítida, mais rica em detalhes e, surpreendentemente, cada
vez mais simples.
Voltando a enfatizar a importância da teoria, recomendo a leitura
cuidadosa e o entendimento de cada conceito, e para isso se faz
necessária a sua aplicação em um programa. Aí entra a parte prática que
deve complementar o aprendizado, pois a melhor forma de aprender a
programar é programando.
Por fim, um esclarecimento quanto à linguagem adotada. A ideia
deste livro não é ensinar Java, mas usá-la como ferramenta para praticar a
programação e para garantir que o leitor domine os conceitos
fundamentais que lhe permitam migrar para qualquer outro ambiente,
conforme suas necessidades atuais e futuras.

INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO
Este capítulo visa capacitar o leitor a acompanhar os próximos capítulos e dar
início à aprendizagem de programação de computadores. Aqui serão apresentados
alguns conceitos fundamentais, necessários a alguém que está aprendendo a
programar.
1.1 O que é um computador
Um computador é uma máquina constituída por uma combinação
de componentes eletrônicos e que pode ser programada. A parte física é
denominada hardware. Para que essa máquina seja útil, ela deve ser
dotada de software, que são os programas. Isso significa que o
computador sempre está sob o controle de um programa, ou seja, está
fazendo aquilo que o programa determina. Dizemos que o computador
está rodando ou executando o programa. Então, o que faz um computador
ser uma máquina fantástica e eclética é a alta velocidade e a possibilidade
de ser programado, isso é, o software dita o comportamento do hardware.
Software é um conjunto de programas e um programa é um
conjunto de comandos ou instruções que devem ser realizados para
executar uma tarefa.
Rodar ou executar um programa significa que o computador irá
realizar cada um dos comandos ou instruções, na sequência especificada.
O computador, de modo geral, é formado por cinco blocos
principais, ou seja, cinco unidades para as quais o programa determinará
as tarefas a serem executadas.
1.2 Unidades básicas de um computador
A arquitetura básica dos modernos computadores ainda é baseada
na arquitetura proposta por Von Neumann há aproximadamente meio
século, que tinha como principal característica o armazenamento de
programas no mesmo espaço de memória que os dados.
Atualmente, para fins didáticos, podemos dividir os computadores
em unidades lógicas ou seções, conforme a figura a seguir.
Figura 1 – As unidades básicas de um computador.
Fonte: domínio público.
1.2.1 Descrição das unidades básicas
A seguir, uma breve descrição das unidades básicas do
computador:
Unidade Central de Processamento – UCP (em inglês, Central
Proces sing Unit – CPU). É a responsável pelo processamento e
pela execução dos programas armazenados na memória
principal. As funções da CPU são: executar as instruções e
controlar as operações no computador. A CPU possui, além de
registradores, duas unidades importantes: a Unidade de Controle
e a Unidade Lógica e Aritmética.
Unidade Lógica e Aritmética – ULA (em inglês, Arithmetic Logic
Unit – ALU). É onde ocorre a execução das operações aritméticas
e lógicas. O tipo de operação a ser executada é determinado pela
unidade de controle, que envia os sinais adequados.
Unidade de Controle – UC. Tem por funções a busca, a
interpretação e o controle de execução das instruções, além do
controle dos demais componentes do computador.
Unidades de Entrada/Saída. Chamadas de dispositivos de E/S.
Permitem a troca de informações com o exterior. Um exemplo de
um dispositivo de entrada é o teclado. Um exemplo de um
dispositivo de saída é o monitor, que exibe números, textos e
imagens em uma tela de vídeo.
Memória principal. Também conhecida como memória RAM.
Armazena, temporariamente, programas e dados.
Em sistemas digitais, os dados armazenados e processados estão
na forma binária, ou seja, são representados por uma combinação de
apenas dois símbolos ou valores possíveis: 0 e 1, que são conhecidos
como dígitos binários ou bits.
Assim, a unidade mínima de informação é o bit (BInarydigiT). Um
agrupamento de oito bits é denominado byte. A capacidade de memória é
dada em bytes, conforme especificado abaixo:
1 byte = 8 bits
1 KB (kilobyte ou kbyte) = 210 = 1024 bytes
1 MB (megabyte) = 220 = 1 KB * 1 KB = 1.048.576 bytes
1 GB (gigabyte) = 230 = 1 KB * 1 MB = 1.073.741.824 bytes
1 TB (terabyte) = 240 = 1 KB * 1 GB = 1.099.511.627.776 bytes
1.3 Como funciona o computador
O computador funciona sob o controle de um programa
armazenado, executando instrução por instrução. Tanto a sequência de
instruções como os dados estão na forma binária. Diz-se que o programa
está em linguagem de máquina, que é a única linguagem entendida pelo
computador.
O leigo ou um usuário comum (não especialista) normalmente tem
uma visão não realista de um computador, pois tende a ver um
computador não apenas como uma máquina e sim como uma soma de
software e hardware, sem a preocupação de distinguir o que é o software e
o que é o hardware. Quando um usuário liga um computador, o seu
contato é com o software que está instalado no computador, que é o
sistema operacional (pode ser Windows, Linux etc.). Esse software
permite então que outros programas sejam executados.
O programador deve enxergar o computador como uma máquina
passível de ser programada e deve ter em mente que o comportamento do
computador depende do software que ele está executando no momento.
1.4 Desenvolvimento de um software
A programação é uma das últimas fases do desenvolvimento de um
software, pois antes da programação deve-se analisar e projetar a
solução.
O software deve surgir como resposta às necessidades do mundo
real e deve atender adequadamente a essas necessidades.
Normalmente, essas necessidades são especificadas por um
usuário, que é quem entende do negócio. Cabe ao projetista do software
abstrair as características relevantes e construir um modelo que
represente o comportamento do software. A esse processo denominamos
modelagem, e podemos utilizar uma linguagem própria para essa fase,
independente da linguagem de programação. A modelagem deve servir
tanto para a comunicação com o usuário como para o planejamento do
software que será construído.

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