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Minicorso tematico: “Elementi di Programmazione: con Java dal Computer, al Web, al Cellulare”

Minicorso tematico: “Elementi di Programmazione: con Java dal Computer, al Web, al Cellulare”. Dott. Francesco Ricca Dipartimento Di Matematica Università della Calabria ricca@mat.unical.it. Presentiamoci. Mi chiamo Francesco Ricca Ricercatore presso il Dip. Di Matematica Mi occupo di:

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Minicorso tematico: “Elementi di Programmazione: con Java dal Computer, al Web, al Cellulare”

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Presentation Transcript

  1. Minicorso tematico: “Elementi di Programmazione: con Java dal Computer, al Web, al Cellulare” Dott. Francesco Ricca Dipartimento Di Matematica Università della Calabria ricca@mat.unical.it

  2. Presentiamoci • Mi chiamo Francesco Ricca • Ricercatore presso il Dip. Di Matematica • Mi occupo di: • Intelligenza Artificiale • Programmazione Logica • Insegno: • Introduzione all’Informatica • Ingegneria del Software • Programmazione ad Oggetti

  3. Programma del Corso • Introduzione all’Informatica • Problemi, Algoritmi e Programmi • Fondamenti di Programmazione • … con il linguaggio Java • Siti dinamici con Java • J2ME: Java per i cellulari

  4. Materiale Didattico • Lucidi delle Lezioni • Guide rapide • http://www.html.it • http://java.sun.com • Libri • L. Nigro, “Introduzione alla programmazione orientata agli oggetti in Java”, Edizioni Luim • L.Cabibbo, “Fondamenti di Informatica: Oggetti e Java”, McGraw-Hill • C.S. Horstmann – G. Cornell, “Core Java 2”, Prentice Hall

  5. Orario ed Esame • Esame Finale giorno 9 Maggio: • Facoltativo • Chi lo supera consegue un attestato per riscattare 1CFU • L’attestato di frequenza valido per l’esame di stato non è connesso all’esame

  6. Introduzione All’Informatica Nozioni di base

  7. Cosa è l’Informatica? • Scienza degli elaboratori elettronici • Computer Science • Scienza dell’informazione • rappresentazione • memorizzazione • elaborazione e trasmissione dell’informazione • Parente stretta della Matematica • 2 anime: teorica, tecnico-pratica

  8. Il Computer • Elaboratore elettronico (o “calcolatore”) • E’ uno strumento per la rappresentazione, la memorizzazione e l’elaborazione delle informazioni. • E’ programmabile: può essere predisposto per eseguire un particolare insieme di azioni, allo scopo di risolvere un problema.

  9. Cosa possiamo fare con un calcolatore?

  10. Cosa possiamo fare con un calcolatore?

  11. Utilizzo di un elaboratore • Come utente: • Uso software applicativo esistente per creare documenti e interfacce grafiche, effettuare calcoli, navigare in rete • Come sviluppatore: • Creo nuovi programmi sullo strato del software esistente • Nuovi programmi applicativi • Nuovi programmi di sistema (cioè che fanno funzionare il calcolatore)

  12. Cosa possiamo fare con un calcolatore? • Word Processing. Memorizzare, elaborare testi. • Basi di Dati. Memorizzare grossi archivi di dati, recupero veloce, produrre informazioni globali. • Accesso Remoto. Trasmissione e recupero di informazioni. • Calcolo. Risolvere problemi matematici. • Simulazioni. Rappresentare e elaborare informazioni che simulano l’ambiente reale.

  13. Parole chiave: • Hardware • Software

  14. Hardware • Contenitore con • CPU, RAM • Memoria Centrale • Fisso • Unità per Dischi - CD/DVD • Monitor • Tastiera • Ecc.

  15. Hardware • Unità di Elaborazione (Processore o CPU): • Svolge le elaborazioni • Coordina il trasferimento dei dati • Cioè ‘esegue’ i programmi • Memoria Centrale • Memorizza dati e programmi per l’elaborazione • Volatile • Accesso rapido • Capacità limitata

  16. Hardware • Memoria Secondaria (es. Harddisk,floppy) • Grande capacità • Persistente • Accesso piu lento della RAM • Unità Periferiche • Interfaccia verso l’esterno • Terminali (tastiera, video) • Stampanti

  17. Software • Software di base: • Dedicato alla gestione dell’elaboratore • Esempio: Sistema Operativo (Windows, Linux, etc) • Software applicativo: • Dedicato alla realizzazione di specifiche applicative • Esempio: programmi per scrittura, gestione aziendale, navigazione su internet, ecc

  18. Problemi, Algoritmi e Programmi I concetti fondamentali dell’Informatica

  19. Il problema • Abbiamo un problema quando ci poniamo un obiettivo da raggiungere e per raggiungerlo dobbiamo mettere a punto una strategia Strategia Problema Obiettivo

  20. Esempi di problemi • Trovare il numero di telefono di una persona • Individuare il numero più piccolo di una sequenza • Stabilire se una parola precede alfabeticamente un’altra • Calcolare il costo totale di un certo numero di prodotti • Trovare perimetro e area di una figura geometria • …

  21. Risolvere un problema • Come si costruisce la soluzione a un problema? • Qual è il giusto “punto di partenza” per pensare la soluzione a un problema? • Quali metodologie e tecniche usare?

  22. Verifica dei risultati Problema Interpretazione Esecuzione Procedimento risolutivo Modello Risolvere un problema

  23. Algoritmo • Un algoritmo è una sequenza finita di operazioni elementari che porta alla risoluzionein un tempo finitouna classe di problemi. • In generale un algoritmo può essere visto come una funzione da un dominio d’ingresso ad uno d’uscita Algoritmo Dati(INPUT) X Risultati(OUTPUT) f(X)

  24. Algoritmi: proprietà fondamentali • Eseguibilità: ogni azione deve essere eseguibile da parte dell’esecutore dell’algoritmo in un tempo finito • Non-ambiguità: ogni azione deve essere univocamente interpretabile dall'esecutore • Finitezza: il numero totale di azioni da eseguire, per ogni insieme di dati di ingresso, deve essere finito.

  25. Algoritmi equivalenti • forniscono lo stesso risultato • ma possono avere diversa efficienza • e possono essere profondamente diversi ! • Esempio: moltiplicare tra loro due numeri • Algoritmo 1: Somme successive: • 12x12 = 12+12+…+12=144 Algoritmo 2 12x 12= 24 12= 144

  26. Esecuzione

  27. PROBLEMA ALGORITMO PROGRAMMA Algoritmi e programmi • Algoritmo • Sequenza finita di passi che risolve in tempo finito un problema. • Codifica • Fase di scrittura di un algoritmo in un qualche linguaggio di programmazione, che specificano le azioni da compiere. • Programma • Testo scritto in accordo con la sintassi e la semantica di un linguaggio di programmazione.

  28. Linguaggi di Programmazione • Linguaggi per esprimere in maniera rigorosa un algoritmo • Linguaggio macchina (seq. Istruzioni) • Linguaggi ad alto livello (vicini al ling. naturale) • Pascal, C e C++, Basic, Cobol • Java

  29. Esempio: potenza • Problema: Calcolare an • Algoritmo: Fino a che N>0 Calcola Ris*a e memorizzalo in Ris Decrementa N • Nota che: • Al termine Ris=an

  30. Esempio …in Java int potenza(int a, int n) { int ris = 1; while ( n > 0 ) { ris = ris * a; n = n-1; } return ris; }

  31. Riassumendo… • Un algoritmo è il processo risolutivo di un problema • Ogni elaboratore è una macchina in grado di eseguire azioni elementari su dati dette istruzioni • Le istruzioni sono espresse attraverso frasi di un opportuno linguaggio di programmazione • Un programma è la formulazione testuale di un algoritmo in un linguaggio di programmazione

  32. Esistono problemi che un elaboratore non può risolvere? • Sì. Ci sono problemi non calcolabili da nessun modello di calcolo reale o astratto • Esempio: data una funzione f : N N, stabilire se f(x) è costante per ogni valore di x

  33. Fondamenti di Programmazione …con Java

  34. Linguaggi di Programmazione • Linguaggi per esprimere in maniera rigorosa un algoritmo • La “lingua del Computer” • Diversi tipi di linguaggi: • Imperativi • Dichiarativi • Ad Oggetti

  35. Linguaggi Imperativi • “Comandano” il computer indicando le azioni da compiere • Si specificano le azioni da fare per ottenere il risultato • Algoritmo = “insieme di operazioni da compiere sui dati” Algoritmo = DATI + Controllo

  36. Linguaggi Dichiarativi • “Chiedono” al computer di trovare una soluzione • Si specifica quello che si vuole e non come deve essere calcolato • Linguaggi Funzionali: Lisp • Linguaggi Logici: Prolog • Questo è stato espresso da Robert Kowalski con la formula: Algoritmo = Logica + Controllo

  37. Linguaggi ad Oggetti • Sono basati sul concetto di oggetto software • Un oggetto software rappresenta un oggetto del mondo reale • un numero, un archivio, un testo, una matrice, una persona... • I dati sono rappresentati come oggetti • Le azioni da compiere come operazioni da effettuare sugli oggetti. • Di solito sono realizzati come estensione dei linguaggi imperativi. • Un programma modella un problema reale come una collezione di oggetti software che interagiscono.

  38. Ma è davvero questa la lingua del computer? • Questi sono linguaggi ad alto livello • Più simili al nostro modo di esprimerci • Il computer “conosce” solo i bit e le operazioni elementari su questi (linguaggio a basso livello) • C’è bisogno di un traduttore!!! • Il Compilatore traduce un programma scritto in un linguaggio di programmazione ad alto livello in bit e operazioni elementari • Si trovano negli ambienti di sviluppo: e.s. JDK e/o Eclipse

  39. Dal programma all’esecuzione… Il compilatore lo traduce Scrivo il programma In JAVA Il Computer lo ESEGUE Se è scritto male, saranno segnalati gli errori (attenti, è molto pignolo!)

  40. Concetti di base della POO POO = Programmazione Orientata agli Oggetti

  41. Il concetto di Classe • Una classe è un insieme di oggetti che hanno le stesse caratteristiche e lo stesso comportamento • Definire una classe = • Elencarne le caratteristiche (~ definire i dati) • Specificarne il comportamento (~ definire le operazioni) • Una classe definisce il “progetto” di un oggetto software • Quando un oggetto software appartiene ad una classe ha tutte le caratteristiche ed il comportamento specificate per questa.

  42. Esempio: la classe dei libri • Ogni libro ha: • un titolo • un numero di pagine • un elenco numerato di pagine • … • Su ogni libro possiamo operare • Leggiamo il titolo • Vediamo quante pagine ha • Cerchiamo una pagina • Stampiamo una pagina o tutto il libro • … Caratteristiche: Dati Un’altra classe!!! Comportamento: Operazioni o Metodi

  43. La visibilità • Un po di “privacy” • Non tutti possono vedere tutte le caratteristiche di un oggetto: Information Hiding • Il mago Silvan non rivela a tutti il trucco con cui ha fatto comparire un coniglio o sparire l’assistente • Mostrereste dove si trova la cassaforte a casa vostra? • Dareste a tutti il PIN del vostro cellulare? • Tre parole chiave per proteggere o meno le caratteristiche e i metodi di una classe: • public, private, protected

  44. La classe libro in Java Diamo il nome Indichiamo la classe ed il nome della proprietà class Libro{ // Caratteristiche private Titolo nomeLibro; private Numero numeroDiPagine; private Lista<Pagine> pagine; // Metodi public Titolo dammiTitolo(); public Numero dammiNumeroDiPagine(); … } class Libro { // Caratteristiche private Titolo nomeLibro; private Numero numeroDiPagine; private Lista<Pagine> pagine; // Metodi public Titolo dammiTitolo(); public Numero dammiNumeroDiPagine(); … } Indichiamo il nome del metodo e il tipo di oggetti che calcola

  45. Il concetto di variabile • Come manipoliamo un oggetto software? • Gli oggetti software “vivono” nella memoria del computer • Abbiamo bisogno di nomi che riferiscono direttamente gli oggetti per “manipolarli” • Es. somma 3 al numero X • X = X + 3 • X è una variabile, che consente di manipolare un certo tipo di oggetti (in questo caso dei numeri) • Le variabili associano nome e tipo ad un oggetto nella memoria

  46. Manipolazione di oggetti • Se vogliamo ottenere il titolo di un libro dobbiamo chiamare il metodo dammiTitolo() Supponiamo che la variabile lriferisca un libro Titolo t = l.dammiLibro(); • Si usa la notazione col punto (dot notation) VARIABILE . PROPRIETÀ VARIABILE . METODO( PARAMETRI ) Pagina p = l.dammiPagina( 33 );

  47. Il mio primo programma Il sistema si aspetta un metodo così fatto: Main = Principale • Stampiamo “ciao” sullo schermo. class StampaCiao { public static void main(String args []) { System.out.println(“Ciao”); } } Oggetto sistema Ha la proprietà out che è lo schermo Chiamiamo il metodo Println = stampa linea

  48. Scriviamo davvero i Programmi L’ambiente di sviluppo Eclipse Tanti, tanti esempi

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