I.T.I.S. A. Volta di Lodi AS 2010-2011

1. I.T.I.S. A. Volta di LodiAS 2010-2011 Programmazione dei Calcolatori Elettronici Lezione 1 Prof. Eugenio Chiriaco eugenio.chiriaco@istruzione.it

2. Contenuti • Dal problema all’algoritmo • Diagramma a blocchi • Strutture di controllo fondamentali • Esempi di algoritmi • Concetto di Pseudocodifica • Concetto di linguaggio di programmazione • Esercizi

3. Problema e algoritmo • Problema • Il nostro obiettivo è risolvere un problema • Algoritmo • E’ il nostro strumento per risolvere un problema

4. Problema • Per formalizzare un problema abbiamo bisogno: • Della sua descrizione • Dei dati di ingresso • Dei risultati che lo risolvono

5. Esempio di Problema • Risoluzione equazione di secondo grado: • Dati in ingresso:tre numeri (i coefficienti) • Risultati:le due soluzioni se reali, altrimenti stampa di un messaggio

6. Esempio di Problema • Trovare il massimo fra tre numeri: • Dati in ingresso:tre numeri • Risultati:stampadel numero con il valore massimo

7. Esempio di Problema • Ricerca del numero di un utente in un elenco telefonico: • Dati in ingresso:un insieme ordinato di coppie (nome, num. tel.) ed un nome da ricercare • Risultati:il numero telefonico corrispondente all’utente cercato se presente nell’insieme, altrimenti stampa di un messaggio

8. Algoritmo • Un algoritmo è una sequenza ordinata e finita di passi semplici che hanno lo scopo di portare a termine un compito più complesso • In un modo più formale, un algoritmo è una sequenza ordinata e finita di istruzioni che a partire da una serie di dati in ingresso, dopo un tempo finito, produce una serie di risultati in uscita. • Il termine algoritmo deriva dal nome del matematico arabo Muhammad ibn Mūsa 'l-Khwārizmī, che pubblicò, tra gli altri, il libro dal titolo Kitāb al-djabr wa 'l-muqābala dal quale prende le origini la parola Algebra

9. Algoritmo Al-Khwarizmi

10. Linguaggi per la descrizione di algoritmi • Linguaggi naturali (italiano, inglese, spagnolo, ecc…) • Linguaggi visuali (diagramma a blocchi, ecc…) • Pseudocodice (linguaggio che si avvicina molto ai linguaggi di programmazione) • Linguaggio di programmazione

11. Diagramma a blocchi • Un diagramma a blocchi (flow chart) è un linguaggio formale di tipo grafico per rappresentare algoritmi • Esso consente di descrivere le differenti operazioni sotto forma di uno schema in cui i differenti passi dell’algoritmo vengono rappresentati da simboli grafici detti blocchi elementari che sono collegati tra loro tramite frecce che ne indicano la cronologia

12. Diagramma a blocchi • I 5 tipi di blocchi elementari che vengono utilizzati per descrivere i singoli passi di un algoritmo sono: Blocco iniziale Blocco finale Blocco di ingresso/uscita Blocco di controllo Blocco azione

13. Strutture di Controllo Sequenza • Per rappresentare una sequenza di istruzioni, ovvero una serie di operazioni che devono essere eseguite una di seguito all’altra in base all’ordine con il quale sono state definite

14. Strutture di Controllo Selezione • Per rappresentare la selezione di due percorsi diversi al verificarsi o meno di una data condizione

15. Strutture di Controllo Ciclo Per rappresentare la ripetizione di una stessa sequenza di istruzioni

16. Algoritmo del distributore di caramelle

17. Algoritmo della telefonata

18. Algoritmo per determinare la somma di due interi

19. Algoritmo per determinare se il valore X è incluso nell’intervallo con estremi A e B

20. Algoritmo per calcolare la somma dei primi X numeri. Es. se X = 5 allora SOMMA = 1+2+3+4+5 =15

21. Algoritmo per risolvere l’equazione di secondo grado

22. Problema: trovare il massimo tra 3 numeri • Dati in ingresso: i numeri X, Y e Z • Risultati: stampa del massimo tra X, Y e Z

23. Esercizio • Scrivere un algoritmo per stampare la successione dei primi n numeri pari con n dato in input. • Scrivere un algoritmo che verifica se un dato numero è multiplo di 3. • Scrivere un algoritmo che verifica se un dato numero è pari. • Scrivere un algoritmo per calcolare la media di n numeri interi letti da tastiera.

24. Esercizio • Scrivere un algoritmo per calcolare il fattoriale di un numero • Scrivere un algoritmo che calcola la somma dei primi X numeri pari (con X dato in input) esempio se X=4  somma=2+4+6+8 • Scrivere un algoritmo per stampare la successione dei primi n numeri di Fibonacci con n dato in input esempio se n=9  1,1,2,3,5,8,13,21,34

25. Esercizio • Scrivere un algoritmo per calcolare il massimo ed il minimo di n interi letti da tastiera. • Scrivere un algoritmo per il calcolo del coefficiente binomiale.

26. Esempio di pseudocodice Problema :Confronto aree di triangoli INIZIO Leggi(h1) Leggi(b1) A1 = b1*h1 / 2 Leggi(h2) Leggi(b2) A2 = b2*h2 / 2 SE A1 > A2 ALLORA Scrivi(“L’area del primo è maggiore dell’area del secondo”) ALTRIMENTI Scrivi(“L’area del secondo è maggiore o uguale all’area del primo”) FINE

27. Linguaggi di programmazione • Se si sceglie come esecutore di un algoritmo un calcolatore elettronico allora il nostro algoritmo deve essere codificato in un linguaggio di programmazione che permette di impartire comandi non ambigui all’elaboratore (quindi non si possono utilizzare i linguaggi naturali) • I linguaggi di programmazione sono linguaggi formali costituiti (come tutti gli altri linguaggi) da un dizionario dei termini (lessico) e da rigide regole grammaticali (sintassi) • Per utilizzare un linguaggio di programmazione bisogna, quindi, conoscere il suo lessico, la sua sintassi e la sua semantica (ovvero il significato dei comandi impartiti all’elaboratore)

28. Linguaggi di programmazione • Un programma è quindi la codifica di un algoritmo in un linguaggio di programmazione • Esistono alcune centinaia di linguaggi di programmazione (Basic, Fortran, Pascal, C, C++, Java, C#, …) • Alcuni di questi sono general purpose altri invece sono più adatti per la risoluzione di specifiche classi di problemi • I linguaggi vengono anche classificati come linguaggi di alto livello (più vicini all’uomo o meno dipendenti dall'architettura del calcolatore) e di basso livello (più vicini al calcolatore elettronico)

29. Esempio di programma in linguaggio Java public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello world!"); } }

30. Esempio di programma in linguaggio C #include <stdlib.h> int main() { printf("Hello World!"); printf("\n"); }

31. Il linguaggio di programmazione C • Fu ideato nei Laboratori Bell della AT&T nel 1972 da Dennis Ritchie • Il C viene classificato come linguaggio di alto livello • Il C si basa su poche istruzioni chiave (lessico ridotto) molto semplici che vengono eseguite con elevate performance dal computer • La grammatica del C è “molto libera” e flessibile permettendo di scrivere istruzioni complesse e potenti in poche righe di codice

32. Fasi per lo sviluppo del software Linguaggio Di Programmazione PROBLEMA ALGORITMO SORGENTE Linguaggio Grafico TRADUTTORE FILE Sorgente Risultato ESEGUIBILE Linguaggio della Macchina DATI FILE Eseguibile