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Fondamenti informatica1 parte 21 fondamenti di informatica parte 2 appunti per Nettuno a.a. 2004- 2005 di anna maria carminelli gregori.

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1 fondamenti informatica1 parte 21 fondamenti di informatica parte 2 appunti per Nettuno a.a di anna maria carminelli gregori

2 fondamenti informatica1 parte 22 Evoluzione dei S.O.( ) zDa Sistemi a lotti (Batch) a interattivi; zmono-utente mono-programmato; DOS z “ “ multi_programmato; Windows 3.x z molti utenti simultanei; z multi_programmato o Windows2000, z multi_tasking e MacOs… z di rete; Unix …VM …. zN ota !!! Altro tipo di Sistemi operativi: S.O.“real_time”: tempo di reazione determinato da un evento esterno (per es. l’ attivazione di un telescopio).

3 fondamenti informatica1 parte 23 S.O. mono & multiprogrammato: zI Sistemi Operativi sono mono o multi task cioe’ tali da da poter eseguire un solo (mono) o piu’ programmi anche “contemporaneamente”. zI S.O. multi task sono suddivisi in multiutenti e monoutente. zI S.O. multi task e monoutente danno all’utente la possibilita’ di effettuare piu’ funzioni; zNei S.O. multi task e multiutenti il meccanismo puo’ essere applicato a +utenti in apparente contemporaneita’.

4 fondamenti informatica1 parte 24 Significato di S.O. multiutente & multiprogrammato: z(multiprogrammato o multiprocesso o multitasking) & multiutente: piu’ utenti possono lavorare sul medesimo computer eseguendo in apparente contemporaneita’ piu’ programmi: apparente perche’ in realta’ esiste tra i programmi un’ articolazione temporale (=>time sharing) definita dal S.O. stesso; zmultiprogrammato (o multiprocesso o multitasking): ogni programma puo’ eseguire piu’ funzioni.

5 fondamenti informatica1 parte 25 Subito 2 esempi zCon il Personal si usa il DOS e/o +spesso Windows in modalita’ singolo utente, ma con Windows si possono attivare piu’ programmi; znel Laboratorio di Informatica e’ usato Windows2000 ossia un S.O. che può controllare una rete locale di E.E. zCome gia’ indicato, l’ utente usa uno degli elaboratori connessi ad un E.E. chiamato SERVER che gestisce la rete locale e condivide tra tutti il suo disco fisso, suddiviso in piu’ partizioni chiamate E:, S:, H: X: (vedere denominazioni in DOS, +oltre).

6 fondamenti informatica1 parte 26 Laboratorio ed uso della rete zI programmi che lo studente (=utente ) vuole usare non sono residenti sulla macchina locale, o CLIENT, ma sul disco rigido condiviso dal Server con tutti gli E.E. del Laboratorio. zLa connessione al Server avviene tramite accesso con username e password chiesti all’ avvio di ogni E.E. locale: la loro mancanza inibisce l’ accesso ai programmi. z… ma una volta connessi il modo di lavorare e’ simile a quello su un E.E. non condiviso e allo studente sembra di essere l ’ unico utilizzatore.

7 7 Con username e password zoccorre attivare subito la procedura bc4w2ken che sta in serving4\prog_stud\Borland: senza di questa non si possono attivare programmi applicativi di tipo console (i più semplici) del C++; zpoi attivare l’ ambiente BB4 (Borland Builder 4) ossia clik su: Avvio, Programmi, Borland, CBuilder4, C++ o clic su Mycomputer, LocalC:, Program Files, Show Files, Borland …; zBB4 parte aprendo un’ applicazione Visual (grafica per es.) che per ora non sarà usata quindi clik sul menù File e close-all e sempre dal menù File clic su New: si apre la finestra New item, z dove un doppio clik su Console Wizard fa aprire un’ altra finestra per la creazione di un’ applicazione già impostata a tipo console, che è quella che interessa; zal clik su Finish viene presentato un programma main vuoto dove dopo alcune direttive per il precompilatore, c’è la funzione main seguita da suoi argomenti che per ora non interessano (cancellare) e return (0): inserire le frasi del proprio programma tra main() e return(0) dentro le parentesi graffe.

8 fondamenti informatica1 parte 28 username & password personali zabilitano ogni studente ad accedere al disco del Server (partizioni E: S: in lettura, partizione H: e X: in lettura/scrittura); lo stud. puo’ usare tutti i programmi registrati in E: S: ; zNON puo’ invece registrare nulla su E: S: (SICUREZZA !) ma solo su H: e X: o Teledid partizioni del disco fisso del Server per gli studenti, dove puo’ registrare i suoi programmi in alternativa al floppy personale o a C:\temp. zQUINDI costruito il proprio programma (prima di compilare!) salvarlo con clik su File e su Save Project as in una cartella appositamente costruita di H: o di Teledid, altrimenti C++ cerca di porre i file intermedi (per es. l’ obj) in E: che è protetto e si ha ERRor. zUn Project consiste di 4 file: il Source (extension.cpp); il Source & direttive per il precompilatore (.bpr); la versione tradotta in linguaggio macchina (.obj) senza i collegamenti; la versione con supporti ulteriori (.tds): conservare.cpp e.bpr, cancellare le altre. zPer cambiare password CTRL-ALT-DEL …

9 fondamenti informatica1 parte 29 S.O. multi - utente e multi_tasking ( o multiprocesso) zFunzioni: eseguire i comandi utenti; z gestire Input/output e file; z segnalare errori; z assegnare la CPU ad ogni progr.- z -utente per un tempuscolo con z apparente contemporaneita’ di z esecuzione (compito Scheduler); z fornire i servizi richiesti dalla rete; z assicurare sicurezza e privatezza z informazioni del singolo utente z e del sistema...

10 fondamenti informatica1 parte 210 S.O. mono - utente e mono_tasking (DOS) zFunzione: esecuzione dei comandi utenti; z gestione Input/output e file; z segnalazione errori. zE’ caricato all’ accensione dal BOOTSTRAP nella zona convenzionale della RAM ( K) ove resta fino alla fine sessione (permanentemente sta nella ROM e/o su disco). zE’ TUTTORA fondamentale: Windows vi si “appoggia” ! => segue una sua sintesi.

11 11 Fasi di caricamento del DOS zAll’ accensione: RAM e’ vergine, ROM contiene: z_ il “caricatore” (BOOTSTRAP), z_ i programmi diagnostici per la verifica dell’ Hardware e dei perferici di I/O (BIOS= Basic Input output System). zTutto viene subito caricato nella RAM. Da qui il BOOTSTRAP puo’ caricare dal disco nella zona convenzionale della RAM quei programmi del DOS che li’ risiederanno per tutta la sessione di lavoro. zNOTA: un programma per essere eseguito deve stare in RAM !

12 fondamenti informatica1 parte 212 Parte fondamentale del DOS saltare fino 17 zTra i programmi fondamentali ci sono: zCOMMAND.COM la shell del DOS ; zIO.SYS, MSDOS.SYS System_file & Kernel nel senso gia’ indicato. zLa parte del DOS non residente resta generalmente su file del disco C: Da li’ i file con i programmi (che “eseguono” i relativi comandi-utente) vengono caricati in C.M. (RAM) quando sono attivati.

13 fondamenti informatica1 parte 213 Dos: caratteristiche zIl DOS tradizionale non puo’ gestire memoria oltre l’ indirizzo =640 K: zper farlo ha bisogno di programmi speciali ossia “driver” per gestire la memoria espansa e la memoria estesa (oltre 1M). zA caricamento avvenuto il S.O. e’ pronto per eseguire i comandi digitati da tastiera e/o forniti in altro modo (per es. con file batch: cfr. +oltre). Lo segnala col “prompt” di sistema.

14 fondamenti informatica1 parte 214 prompt & comandi del DOS zOgni S.O. ha un suo proprio prompt che appare quando il S.O. e’ pronto a rispondere ai comandi dell’ utente che sono anch’ essi propri del S.O. Come esempi, il prompt e’: zper il DOS il nome del disco ove si trova la parte non residente del DOS seguito da > ossia per esempio C:> zper Windows il menu’ grafico che usa un modello a finestra = metafora della scrivania.

15 fondamenti informatica1 parte 215 Il DOS non e’ sensitivo zIl DOS e’ un S.O. a comandi che si possono scrivere in maiuscolo o minuscolo. zI comandi propri del DOS si trovano nei manuali e nell’ help in linea: il loro formato e’ molto semplice …. zes. copy mio.c tuo.c -> effetto: il contenuto del file mio.c e’ copiato nel file tuo.c … ricoprendo ogni eventuale contenuto precedente !!! ATTENZIONE !

16 fondamenti informatica1 parte 216 DOS: altri comandi interessanti zPer vedere una “mappa” della memoria RAM dopo il caricamento del DOS si puo’ utilizzare il comando MEM da solo o con le opzioni che si desiderano (vedi Help MEM) zPer visualizzare un file di tipo testo che si chiama TEST.TXT c’ e’ TYPE TEST.TXT zPer vedere una “mappa” del disco C: si puo’ dare il comando DIR C: ecc. zNota: in DIR sono usabili i caratteri jolly (* e ?) per indicare caratteri sconosciuti. Cfr. help.

17 fondamenti informatica1 parte 217 e Windows ? zViene caricato col DOS e si presenta con i suoi menu’ e le sue cartelle che appaiono su una finestra del display a simulare le pile di pratiche allineate sul piano della scrivania. Come le pile di pratiche sono da aprire, cosi’ le cartelle si interrogano ponendosi con la freccia del mouse su ciascuna di esse e facendo clik col mouse. Il mouse si usa su qualunque altra immagine presente: per es. su E.E., sui dischi di E.E., sul tasto Avvio per passare a Dos,... zIn questo modello a finestra, dove il Desk-Top rappresenta la scrivania, i file (=pratiche) sono rappresentati da icone, i direttori da cartelle.

18 18 e Windows2000 ? zCome detto, e’ un S.O. anche per reti di E.E. zIl modello della rete usata nel Lab. e’ del tipo Client-Server con un E.E. (=Server) adibito a fornire i Servizi richiesti dagli altri E.E.(=Client). zIl modello Client-Server, con piu’ Server (detti I.S.P.=Internet Service Provider= distributori di servizi di Internet) e tanti Client e’ molto diffuso ed e’ usato in Internet e nelle sue sottoreti. zInternet e’ nota anche per la diffusione di W.W.W. = World Wide Web => la “ragnatela tessuta” sulla rete per la gestione di informazioni che stanno nei vari E.E. della rete. Questi per comunicare usano il protocollo (=insieme di regole) TCP/IP (Tranmission Control Protocol/Internet Protocol).

19 fondamenti informatica1 parte 219 Informazione e Ipertesti saltare fino 24. zCon E.E. si puo’ fruire di informazioni non solo in modo sequenziale, ma navigando tra diverse aree di un disco, in particolare di un disco Ottico (Compact Disk o C.D.) se si dispone del suo lettore. Come? Per es. usando gli ipertesti. zDefinizione di ipertesto: documento non lineare in cui si puo’ accedere alle informazioni non solo sequenzialmente: i concetti sono collegati tra loro con collegamenti (=link logici) che permettono di saltare tra le pagine dell’ ipertesto seguendo il percorso logico piu’ interessante. zRICORDARE l’ uso dei dizionari !

20 fondamenti informatica1 parte 220 e l’ ipermedia ? zDall’ ipertesto si passa all’ ipermedia quando i collegamenti non riguardano soltanto informazioni testuali ma immagini, grafica in movimento, musica,... dati multimediali che possono trovarsi anche su C.D. zQuando l’ informazione non risiede su un C.D. ma e’ diffusa in rete ossia richiede di navigare o passare da un E.E. ad un altro, si parla di multimedialita’ in rete. L’ accesso a informazioni in rete richiede anche software particolare per tener conto dei link logici oltre a quelli fisici.

21 fondamenti informatica1 parte 221 W.W.W. ( = Web) : un cenno zE’ software installato su appositi Server (detti Server_Web componenti degli I.S.P.) che facilita sia la comunicazione in Internet sia la gestione di documenti ipermediali (informazioni testuali e immagini, suoni, collegati tra loro) pubblicati in Internet. zI documenti sono scritti spesso in HTML =Hyper Text Markup Language, che permette una descrizione del loro formato (oggi e’ usato anche JAVA, linguaggio O.O. come C++). La descrizione e’ interpretata e presentata dai browser (opportuni programmi posti nei vari Client come per es. Netscape) detti Client_Web.

22 fondamenti informatica1 parte 222 Con HTML e’ possibile: zdescrivere un documento e collegarlo ad altri documenti locali o remoti. Il collegamento e’ realizzato con frasi del linguaggio HTML che specificano il nome del documento da collegare e la sua locazione indicata come URL (Uniform Resource Locator). Nella URL sono indicati:  il protocollo (insieme di regole) usato per accedere a documenti Web, (hyper text transfer protocol) che utilizza i servizi di trasmissione standard tipici di Internet forniti da TCP/IP;  la locazione, indicata con:  /nome del Server_Web/directory/nome_file

23 fondamenti informatica1 parte 223 E questa specifica della URL ze’ usata anche nei vari collegamenti ai Siti Internet lavorando col Client_Web disponibile, per es. Netscape. zSu/con Netscape si possono fare esperimenti, prove collegandosi a URL note. Per es. zhttp://www.univ.trieste.it/ servizi / z ricerca z didattica z borse z…ecc.

24 fondamenti informatica1 parte 224 File zConcettualmente: file = archivio di dati che varia nel tempo. E’ possibile aggregare i dati (=informazioni) in registrazioni = Record a loro volta anche raggruppabili a blocchi. zAccesso informazioni: sequenziale / diretto zes. libro = successione di pagine zaccesso sequenziale alle info: pagina dopo pagina z “ diretto: occorre l’ indice inform. - n. o pagina zSupporti: dischi (possibili accesso sequen.-diretto) znastri ( bobine) (possibile solo accesso sequenz.)

25 fondamenti informatica1 parte 225 File & programmi zI file possono contenere anche programmi: in questo caso il contenuto e’ una particolare successione di informazioni. Queste concettualmente sono comandi per E.E. e quindi devono essere lette ed interpretate una dopo l’ altra, sequenzialmente. zIn generale pero’ parlando di file si intende un archivio di informazioni come per es.: dati anagrafici di persone o indirizzi o classifiche finanziarie...

26 fondamenti informatica1 parte 226 Dimensioni File intesi in senso generale zConcettualmente: file(= archivio) non “STA” in C.M. ma in Memoria di Massa. In C.M. viene LETTO o CREATO e/o modificato (vedere diapo successiva) e quindi REGISTRATO su Memoria di Massa col nome scelto. zDischi e nastri= Memoria di massa o periferica zEs. Dimensione file: se K=1024= 2 10, M= = 2 20, 1 pag. libro  3 Kbyte_____________________ 1 “ giornale senza foto  50 Kbyte ____________________ 1 quotidiano  2 Mbyte ____________________ 1 immagine  1 Mbyte ……...

27 fondamenti informatica1 parte 227 La costruzione di un file zdipende dal tipo del file (sequenziale, ad accesso diretto…) ma concettualmente avviene con l’ uso di un programma che prenota un’ area di C.M. (RAM) ove registrare un blocco di record (formato da uno o più record secondo la dimensione del record stesso). zOgni record del blocco deve essere costruito con le informazioni necessarie (es. #matricola, cognome, nome, indirizzo…). Quando il blocco è completo viene registrato su memoria di massa. Queste operazioni sono ripetute fino all’ esaurimento delle informazioni.

28 fondamenti informatica1 parte 228 Disco (Hard, Floppy, C.D.) e Direttori zConcettualmente: disco = deposito di informazioni. Il S.O. con il File System fornisce all’ utente una visione logica dei dischi (indipendente dalla struttura hardware) basata sui concetti di File e Cataloghi di nomi di file = Direttori o Cartelle. zI file su ogni disco sono presentati all’ utente coi loro nomi raggruppati in Direttori/Cartelle organizzati in modo gerarchico con una struttura ad “albero”. zLa struttura gerarchica (ad albero) appare nel direttorio di ogni disco che contiene l’ elenco dei file e dei suoi (sotto)direttori (cfr. tra 2 diapositive).

29 fondamenti informatica1 parte 229 Denominazioni in DOS zNomi di disco  A: o B: (unita’ floppy); D: (Compact); C: (hard) anche divisibile in partizioni ( E: S: H:...), Nomi di file: 2 stringhe prima e seconda separate da un carattere PUNTO. z1  n. o caratteri prima  8 z1  n. o caratteri seconda  3 = estensione che caratterizza il tipo del file: es. prova.c -> prg. in C; libro.txt -> testo; prova.exe-> prg. eseguibile... zNomi di Direttori: 1 stringa di 8 caratteri al piu’. zPer creare un nuovo direttorio c’e’ il comando MD zsi distrugge un direttorio VUOTO col “ RD zsi passa da un dirett. ad un altro col “ CD zcon M=Make, R=Remove, C=Change. Segue esem.

30 fondamenti informatica1 parte 230 Struttura logica ad albero e md = make directory (in DOS) z “ROOT (\)” \ e’ il direttorio radice z ____|____ in \ si possono dare i comandi z | | md anna md lola z anna lola in anna si puo’ scrivere: z __|______ | md prg md tesi md mio z| | | pr.c ottenendo l’ albero a zprg tesi mio sinistra dove in lola si ha z pr.c = file con un progr. in C, che si puo’ visualizzare con type C:\lola\pr.c

31 fondamenti informatica1 parte 231 Percorsi in DOS ztype C:\lola\pr.c e’ un esempio di come si puo’ visualizzare un file posto nel disco C: Segue un’ alternativa possibile nell’ ipotesi che il file mio.txt stia nel disco C:\uno\due\ mio.txt zCon DOS e’ opportuno controllare in quale disco e direttorio ci si trovi e da li’ spostarsi al direttorio due dove c’ e’ mio.txt. Come ? Prima digitare dir poi se si e’ nel direttorio D:\pippo digitare C: per passare al disco C: poi con dir verificare di essere in C:\ e da qui porsi in due con cd\uno\due Un dir indichera’ mio.txt

32 fondamenti informatica1 parte 232 La struttura gerarchica del disco zappare anche nella rappresentazione grafica di Windows che usa finestre collegabili tra loro anche gerarchicamente. zIn ogni finestra i direttori appaiono come cartelle di un certo colore ed i file come icone di forme e colori diversi secondo la loro funzione. Per es. i testi scritti col Word processor sono rappresentati con icone contenenti una W; i programmi in C++ con il simbolo di Windows; e cosi’ via.

33 fondamenti informatica1 parte 233 Con Windows znella situazione precedente del disco C: basta porsi con la freccia del mouse e fare clik su Risorse Computer: compare una finestra con immagini del floppy A: del disco C: del video … Si pone la freccia del mouse sul disco C: Con un clik “si apre” il disco e appare una finestra con la cartella uno dell’ esempio. Basta porre la freccia del mouse sulla cartella uno e fare clik : appare un’ altra finestra con la cartella due. Facendo clik su questa si apre un’ altra finestra con l’ icona del file mio.txt

34 fondamenti informatica1 parte 234 … e poi ? Oltre al comando type ? saltare fino 37 zPer visualizzare e/o cambiare il file mio.txt zsia che ci si trovi in DOS che in Windows basta attivare un programma che ne permetta la visualizzazione e modifica per es. un editor. zIn DOS basta digitare edit e seguire le sue indicazioni; zin Windows basta fare clik col mouse sul file o sull’ icona di un editor e alla sua apertura seguire le sue indicazioni.

35 fondamenti informatica1 parte 235 Uso di dischi floppy (dischetti) in ambiente DOS zInizialmente il floppy e’ vergine. In DOS col comando FORMAT A: si ottiene di formattare il dischetto inserito nell’ unita’ A: (drive) zLa formattazione e’ un’ operazione che fa PERDERE ogni eventuale informazione preesistente. Per un floppy si distingue in: zformattazione FISICA che divide il dischetto in tracce e settori di 512 bytes ciascuno; zformattazione LOGICA che crea un’ area del dischetto riservata al DOS.

36 fondamenti informatica1 parte 236 L’ area riservata ze’ suddivisa in 3 parti a partire da traccia e settore 0: zBOOT -> contiene il bootstrap (avviamento di DOS); zFAT -> File Allocation Table (Tabella di z disposizione dei file sui settori e z tracce del dischetto. E’ il raccordo z tra contenitore e contenuto ossia z “ settori e file: quali settori sono z pertinenti ad un dato file ? zDIRETTORIO-> catalogo dei nomi di file e di direttori

37 fondamenti informatica1 parte 237 Situazione attuale dei floppy zLa forma oggi piu’ diffusa e’ quella di 3 e 1/2 pollici (diametro); zla densita’ di registrazione e’ generalmente alta (H.D.= High Density indicata da un forellino in alto a sinistra) e le registrazioni possono essere realizzate sulle due facce (D.S. = Double Side); zun altro forellino in alto a destra indica invece che il dischetto e’ protetto da operazioni di registrazioni indesiderate: se il foro e’ chiuso da una tacca movibile il floppy e’ registrabile.

38 fondamenti informatica1 parte 238 e il disco rigido = hard disk = disco fisso …? zLa formattazione FISICA e’ realizzata dal costruttore, mentre il comando FORMAT puo’ effettuarne la formattazione LOGICA con conseguente PERDITA di ogni eventuale informazione preesistente. MAI FARLO SENZA PENSARCI ALMENO 3 VOLTE !!! zIl tempo richiesto per accedere ad un’ informazione del Disco Rigido e’  30ms (millisecondi); per il floppy volte di piu’.

39 fondamenti informatica1 parte 239 e i dischi ottici ? i C.D.? i D.V.D. ? zPossono apparire come depositi di informazioni piu’ lenti, ma con capacita’ molto elevata (per i C.D.  700 Mbyte ed oltre per i DVD= Digital Versatile Disk utili per sequenze di immagini = film ); esistono di vario tipo e richiedono un masterizzatore = dispositivo con raggio laser; zin generale vengono registrati =“masterizzati” una sola volta usando uno strumento dotato di raggio laser ad alta energia: diventano cosi’ memorie di massa aggiuntive, ma di tipo ROM; zI file su ogni C.D. sono presentati all’ utente organizzati ad “albero” come accade per gli altri dischi.

40 fondamenti informatica1 parte 240 Creazione di file di tipo testo zUtilizzo di Editor = programma appartenente al Software di base per comporre testi (EDITING = operazioni di scrittura, visualizzazione, cancellazione, modifica …) zeditor attuali: a finestra; ogni ambiente di sviluppo programmi (+oltre) e/o il S.O. ha un suo editor che permette di comporre testi (vedi Editor-DOS). RICORDARE: piu’ potente dell’ editor e’ il Word-processor = applicativo (gia’ visto) che permette tutte le operazioni tipografiche.

41 fondamenti informatica1 parte 241 File (e programmi) batch zCon l’ editor si possono per esempio scrivere i file con estensione bat abbreviazione di batch=> successione di COMANDI per DOS => programma …. zI COMANDI sono eseguiti uno dopo l’ altro a partire dal primo. Tra i comandi DOS tre sono specifici di questi file batch: REM per porre commenti, PAUSE per sospendere il programma fino alla pressione di un tasto, ECHO per visualizzare messaggi.

42 fondamenti informatica1 parte 242 AUTOEXEC.BAT ze’ un tipico esempio di programma batch; ze’ il file che DOS dopo il suo caricamento in C.M. (zona convenzionale di RAM) va a cercare sul disco attivo (per es. il C:). Appena trovato, AUTOEXEC.BAT e’ eseguito immediatamente, un comando dopo l’ altro e produce tutte le inizializzazioni e personalizzazioni che i suoi comandi prevedono. Quindi il DOS si pone in attesa di comandi da tastiera. Esaminare il proprio AUTOEXEC.BAT... come ? Con editor

43 fondamenti informatica1 parte 243 Parametri per programmi batch (es. cp.bat) saltare zUsando l’ editor (edit) c’ e’ la possibilita’ di scrivere programmi batch di tipo parametrico con simboli sostituibili. zEs. sia da copiare il file uno.c in uno.cpp; il file sette.c in sette.cpp; etc. Si puo’ scrivere un progr. batch di copia cosi’ fatto: copy %1 %2 e porlo nel file cp.bat Poi per eseguirlo occorre attivare il programma batch di copia una volta dando: cp uno.c uno.cpp (uno.c sostituisce %1, uno.cpp sostituisce %2); un’ altra volta dando: cp sette.c sette.cpp (sette.c sostituisce %1 etc.

44 fondamenti informatica1 parte 244 Costruzione di un programma in C, o in Fortran, o in Pascal zCon l’editor si puo’ creare sul momento qualunque sequenza di caratteri, anche un file batch …. e quindi anche un programma vero e proprio in un linguaggio di programmazione come il C ?? zRisposta negativa: prima occorre avere il suo PROGETTO CONCETTUALE, poi il suo PROGETTO LOGICO e solo dopo si puo’ scrivere il PROGRAMMA ORIGINE o source program.

45 fondamenti informatica1 parte 245 Fasi di costruzione di ogni prodotto software zPROGETTO CONCETTUALE: qui si devono definire gli obiettivi, con quale algoritmo si vogliono raggiungere, le motivazioni. Ossia COSA, COME, PERCHE’. zPROGETTO LOGICO: la sua bozza con l’ algoritmo risolutivo. zPROGRAMMA ORIGINE (source program) scritto nel linguaggio artificiale scelto per es. in C.

46 fondamenti informatica1 parte 246 Quale linguaggio artificiale ? zDi linguaggi artificiali ce ne sono migliaia: la scelta va a quello che appare piu’ vicino al problema da risolvere. zPer problemi scientifico-tecnici e’ adatto il FORTRAN (da FORmulas TRANslator); zper privilegiare l’ aspetto didattico si usa il Pascal (dal nome del filosofo Blaise Pascal); z“general purpose” e’ il linguaggio C (il S.O. Unix e’ stato scritto in C); zil C++ e’ una versione del C orientata agli oggetti paradigma di programmazione in voga attualmente. Il C++ nasce nel 1980 e con il C e’ compatibile per gli aspetti elementari.

47 fondamenti informatica1 parte 247 Tipiche funzioni svolte da un Programma: zLettura dati (input); zElaborazione dei dati (sequenziale, ciclica, condizionale) e costruzione dei risultati; zVisualizzazione risultati (output). z… e senza la visualizzazione ?!? ASSurdita’: i risultati resterebbero ignoti ! zLe tipiche funzioni svolte possono essere realizzate in parti (“moduli”) a se’ stanti.

48 fondamenti informatica1 parte 248 Ma i dati ? zLa funzione che li legge deve poterli memorizzare: per questo il programma deve “prenotare” posizioni di C.M. zLo fa usando costrutti ed entita’ del linguaggio dette variabili semplici o composte come vettori e matrici, (come in matematica), piu’ in generale “strutture di dati”, per identificare, contenere e trasferire le informazioni lette. zTali entita’ servono anche per la loro elaborazione e quindi la loro visualizzazione.

49 fondamenti informatica1 parte 249 Processo di traduzione zUna volta scritto il source program nel linguaggio artificiale scelto (per es. il C) con le relative funzioni di lettura, elaborazione e visualizzazione, occorre: registrarlo in un file (per es. uno.c), e attivare il traduttore che fa la traduzione da C a linguaggio della macchina (di cui alcuni esempi sono in parte 5). I traduttori si distinguono in: zINTERPRETI, COMPILATORI, ASSEMBLATORI, tutti programmi di utilita’ del Software di base.

50 fondamenti informatica1 parte 250 Tipi di Traduttori zInterprete: tipico e’ quello della shell del D.O.S. che interpreta e manda in esecuzione i comandi digitati dall’ utente: non produce alcuna traduzione permanente in linguaggio della macchina. zEs. in DOS: Dir A: z Type miofile.txt zDir e Type: interpretati e subito eseguiti

51 fondamenti informatica1 parte 251 Software di base: zeditor, interpreti, compilatori, assemblatori, linker... zCompilatore: interpreta e traduce nel linguaggio macchina le frasi di un linguaggio artificiale ad alto livello che compongono un programma: produce un programma binario detto programma oggetto che e’ l’ equivalente del programma origine (source), ma nel linguaggio di E.E. zAssemblatore: analogo al Compilatore, ma il linguaggio artificiale e’ elementare, con struttura simile al linguaggio della macchina. zLa funzione del linker appare qui di seguito.

52 fondamenti informatica1 parte 252 Fasi del processo traduzione- esecuzione zDopo la stesura con l’Editor del SourceProgram, z1) si attiva il compilatore (fase di compilazione) che traduce il Source Program nel Programma Oggetto e lo pone in un file con estensione.obj che e’ in linguaggio della macchina ma non ancora eseguibile (per es. non ha le librerie di lettura_dati/scrittura tipiche del linguaggio); z2) Il Linker completa il processo di traduzione effettuando il collegamento tra i moduli o componenti (“fase di linkaggio”): effettua,per es., il collegamento con le librerie tipiche del linguaggio e produce un programma eseguibile (con estensione.exe). z3) Dopo questo si passa alla fase di esecuzione.

53 fondamenti informatica1 parte 253 Ambiente amichevole zI compilatori attuali (sia del linguaggio C, C++, che del Fortran) forniscono un ambiente “User Friendly” dotato di Editor, compilatore, loader ossia un caricatore, linker, interfaccia amichevole: cio’ rende automatiche le 3 fasi : vedere esempi in C e in C++. zSi e’ tentati di scrivere direttamente il Source Program … zma e’ una strategia perdente !

54 fondamenti informatica1 parte 254 Strategia corretta zIl RISCHIO e’ di essere tanto coinvolti dalle regole linguistiche (sintattiche e grammaticali) da dimenticare gli obiettivi desiderati. zPRIMA di usare il linguaggio si deve prepararne il PROGETTO. z…. COME ??

55 fondamenti informatica1 parte 255 Il progetto ed il suo linguaggio: possibilita’ zIl progetto deve contenere cio’ che si vuole ottenere (gli obiettivi) e come fare ad ottenerlo. Per esprimerlo le alternative sono: za) si puo’ usare un linguaggio simile a quello parlato (PSEUDO-CODICE), ma piu’ sintetico; zb) si puo’ usare un linguaggio grafico (coi simboli essenziali mostrati di seguito) producendo uno schema a blocchi (diagramma di flusso, flow-chart) delle operazioni che devono essere eseguite. zSegue esempio.

56 fondamenti informatica1 parte 256 I diagrammi di flusso zusano simboli semplici: il rettangolo e’ z tipico dell’ elaborazione; il rombo di z decisioni; il parallelogramma, z di letture; l’output e’ il seguente: z altri simboli sono: cerchi, frecce...

57 fondamenti informatica1 parte 257 Esempio progettino per visualizzare l’ ASCII code za) Si vuole ottenere il valore numerico Num (ASCII code) di un carattere CAR della tastiera diverso da 0; se 0 Stop. zb) Legenda: I=Inizio; S=Stop; T=True; F=False. CAR=0? S I CAR F T Num=(int)CAR Num

58 fondamenti informatica1 parte 258 Dal Progetto al Programma zCome scrivere questo programma in C o C++ ? (Il Source Program scritto in C++ è in program2 (project7), ma prima di esaminarlo seguono alcune idee.)

59 fondamenti informatica1 parte 259 Segue dal Progetto al Programma zOgni prg. in C ed in C++ e’ composto da funzioni scritte consecutivamente; ogni funzione C e C++ ha la forma seguente dove i simboli racchiudono frasi esplicative e non appartengono al C o al C++. z z{ z z }

60 fondamenti informatica1 parte 260 Il main zTra le funzioni C e C++ esiste la funzione principe: il main che rappresenta il “programma principale” punto di innesco di ogni programma C e C++. zCome ogni funzione matematica ha un nome ed argomenti racchiusi tra parentesi tonde (es. log(x)) cosi’ ogni funzione C, C++ ha un nome: se gli argomenti mancano le parentesi restano: es. main() zIl corpo del main deve contenere l’ attivazione di tutte quelle funzioni che portano a raggiungere gli obiettivi posti nel progetto: i risultati desiderati. zIl corpo di ogni funzione contiene il proprio ambiente descritto in fondinf3.

61 fondamenti informatica1 parte 261 Corpo delle Funzioni zPiu’ in dettaglio: il corpo di ogni funzione C ha frasi dichiarative ed esecutive, queste ultime col significato di istruzioni, comandi. Se dichiarazioni e comandi mancano il corpo e’ vuoto. zIl minimo programma C e’: zmain() z{ z}

62 fondamenti informatica1 parte 262 In C++ zil minimo programma e’: zmain() z{ z return (0); z} zIl corpo e’ composto dalla sola frase return che restituisce il controllo al S.O. con lo zero tra parentesi come segnale di fine corretta. In C++ l’ extension deve essere cpp

63 fondamenti informatica1 parte 263 Commenti (vedere in programmi1 project1.cpp) zPer documentare un programma sono necessari commenti che o sono racchiusi tra /* */ o preceduti da // (solo col compilatore C++) zEs. main() z /*questo C_program scritto da …in data...*/ z /* su un IBM_compatibile con MS-DOS */ z /* non fa niente !*/ z { z }

64 64 Corpo zPer vedere e far funzionare questo ed altri programmi elementari collegarsi a E:/carmin/nettuno /program1 ove si trovano i project1-5 che si possono vedere e far funzionare subito, con le indicazioni date in ciascuno di essi. z Le frasi costituenti il corpo di ogni funzione possono essere anche raggruppate per costituire istruzioni composte. Ogni istruzione composta e’ racchiusa in parentesi graffe e costituisce un BLOCCO: vederne un esempio in project7 in E:/carmin/nettuno /program2

65 fondamenti informatica1 parte 265 C e C++ zCome gia’ detto in questo corso sara’ usato il C++ che e’ compatibile con il C “in basso” (aspetti elementari). I concetti fondamentali della Programmazione ad Oggetti che caratterizzano il C++ (ed altri linguaggi come il linguaggio JAVA) possono essere introdotti successivamente. Il motivo di cio’ sta nel fatto che l’ Oggetto puo’ essere considerato come una generalizzazione di strutture e sottoprogrammi.

66 fondamenti informatica1 parte 266 bcb: compilatore del C++ zCon username & password, fare clic su Mycomputer e quindi clic sulla cartella Borland zSi apre la finestra CBuilder4: con un Clic su Bin e quindi su bcb si apre l’ ambiente di sviluppo della Borland, nel senso che oltre al compilatore del linguaggio ci sono altri strumenti come per esempio l’ editor. Per utilizzarli occorre usare il menu’ in alto che mostra alcune parole, tra cui File, Edit, Project e Run.

67 fondamenti informatica1 parte 267 L’ ambiente di sviluppo zSi utilizza con un Clik su: zFile per aprire/chiudere un file contenente un programma origine gia’ registrato (.cpp); zEdit per fare le operaz. di editing sul file aperto; zProject per usare un progetto e compilare il relativo prg. origine (Compile Unit) ed eventualmente “linkarlo” (Build All) con le librerie richieste ottenendo il prg. eseguibile; zRun per fare eseguire il prg. eseguibile.

68 fondamenti informatica1 parte 268 Visualizzazioni zAll’ interno dei programmi project1-5 e’ usata anche la frase di scrittura/visualizzazione “printf”. zE’ l’ attivazione della funzione C per la scrittura/visualizzazione resa disponibile includendo il file chiamato header (e percio’ l’ estensione h) che contiene i prototipi delle funzioni di libreria tipiche del linguaggio C per l’ Input/Output. z…e in C++ ?

69 fondamenti informatica1 parte 269 Esempio in C++: Project3.cpp zIn C++ lo stesso risultato si ottiene: zcon l’uso delle istruzioni di I/O del C++ ossia per la visualizzazione ( qui di una stringa di caratteri ) zcout << “Buonasera” ; ze includendo l’ header file della libreria di I/O tipica di C++ zNOTA: l’ uso di ogni libreria e’ reso possibile con la frase #include seguita dal nome del file con le definizioni che il compilatore deve conoscere perche’ la libreria sia utilizzabile.

70 fondamenti informatica1 parte 270 Precompilatore zLe frasi come #include che iniziano col simbolo # a colonna 1, non appartengono al linguaggio C ne’ al C++: esse sono direttive per il “precompilatore” o “preprocessore” ossia un programma che fa parte dei sistemi C e C++ e viene attivato automaticamente prima della compilazione. z PERCHE’ ?

71 fondamenti informatica1 parte 271 Caratteristica base di C e C++ ze’ la velocita’ di compilazione: per questo i 2 compilatori devono essere brevi; per questo il precompilatore li esenta da compiti pesanti come: zdefinizione di costanti: #define tre 3 zinclusione di testo sorgente che si trova nel file chiamato mio.h (h sta per header): #include zaltro come #pragma che è tipico del CBuilder4 (guardare l’help relativo).

72 fondamenti informatica1 parte 272 Velocita’ zProprio per rendere il compilatore piu’ veloce il C non ha funzioni prefabbricate al suo interno, ma ha librerie, biblioteche di funzioni gia’ in binario (precompilate) che sono … centinaia. zSi tratta di tanti tipi di funzioni: matematiche, grafiche, di I/O … Ogni libreria e’ e’ formata da coppie di file di cui uno (nel direttorio Lib) contiene le funzioni compilate e l’ altro e’ un file header contenente le loro dichiarazioni e tutte le definizioni che il compilatore deve conoscere per rendere usabile la libreria stessa.

73 fondamenti informatica1 parte 273 Compiti del programmatore e del precompilatore zIl programmatore indica al precompilatore quali librerie intende usare con la direttiva #include; il precompilatore inserisce i file indicati con #include all’ interno del source program prima della compilazione. zIl compilatore puo’ cosi’ riconoscere le funzioni usate all’ interno del source program (per es. printf) perche’ trova il loro prototipo incluso precedentemente col file header e le collega al loro codice in binario che sta in …\Lib. (Questo tipo di meccanismo si puo’ anche usare per concatenare librerie scritte eventualmente dall’ utente e poste in altri coppie di file.)

74 fondamenti informatica1 parte 274 Flussi (stream) zIl C++ ha un proprio sistema di I/O che usa il concetto (tipico del S.O. Unix) di “flusso di informazioni” (stream) ossia sequenza continua di byte. Ogni flusso puo’ essere connesso a una unita’ di I/O: i flussi di Output saranno collegati al video o alla stampante, di Input alla tastiera. zPer usare il sistema di I/O del C++ occorre includere il file dove sono dichiarate le funzioni e gli operatori usabili per gestire operazioni di I/O e flussi di informazioni.

75 fondamenti informatica1 parte 275 Operatori (funzioni) > zL’ operatore << invia le informazioni indicate alla sua destra sul flusso standard di output (cout) posto alla sua sinistra dopo averle convertite dal binario alla forma testuale; volendo inserire anche il carattere di fine riga si puo’ porre dopo un ulteriore << endl ; (end of line) zL’ operatore >> estrae le informazioni indicate alla sua destra dal flusso di entrata cin (digitate sulla tastiera) e le converte dalla forma testuale in binario.

76 fondamenti informatica1 parte 276 cin, cout, cerr. zNel file sono definite le operazioni di I/O e sono definiti e aperti i seguenti flussi delle informazioni: zingresso standard connesso alla tastiera: cin zuscita standard connesso al video: cout zuscita “ di errori conn. al video: cerr zOgni programma preleva i dati dallo stream di ingresso e deposita risultati in quello di uscita. Prelievo e deposito avvengono con l’ uso di operatori (funzioni).

77 fondamenti informatica1 parte 277 Informazioni, quali ? Come ? zPer usare e trasferire le informazioni (per es. in C.M.) occorre un formalismo. Tutti i linguaggi di programmazione (Pascal, C, C++, Fortran …) usano le variabili intese alla stregua di variabili algebriche, ma considerate come veicolo di transito e di identificazione delle informazioni = dati. zLe variabili hanno un nome ed un tipo cosi’ come i dati identificati sono di un cero tipo: interi, caratteri...

78 fondamenti informatica1 parte 278 Esempi d’ uso gia’ intravisti nei programmi... zCosi’ scrivendo una tipica frase di Input in C++ zcin >> a >> b >> c; zsi indicano con a b c i nomi delle variabili che (in fase di esecuzione) acquisiranno i valori inseriti in ingresso ( digitati nella tastiera dall’ utente e intervallati tra loro da almeno 1 spazio bianco ). zPer le visualizzazioni si possono usare ancora i nomi delle variabili e/o loro “combinazioni” (espressioni algebra), e costanti e funzioni e... zcout << “la somma a+b =“ << a+b <

79 fondamenti informatica1 parte 279 Esempi e considerazioni zConfrontare le frasi di input/output in C ed in C++ nei programmi in E:/carmin/duinf2000/program1 di nome project1.cpp - project5.cpp zSi notera’ che il cout > rispetto alla scanf (diapo seg.)

80 80 printf e scanf zAnaloga alla printf e’ la scanf che si usa in C per leggere valori da assegnare alle variabili; zentrambe richiedono specifiche di controllo del formato in cui si desiderano i valori da visualizzare o da leggere; zle specifiche di controllo piu’ usate sono: z%d per leggere/visualizzare interi in base 10; z%f “ “ “ valori float in base 10; z%c - %s per legg./visual. Caratteri - Stringhe di car. zInoltre alla scanf le variabili devono essere passate per indirizzo (cfr. parte 3) per es. premettendo al nome della var. da leggere l’ operatore &

81 fondamenti informatica1 parte 281 #include oppure: z#include “nomefile.h” ? zLa prima, se nomefile.h sta nel direttorio del sistema C o C++; la seconda, se nomefile.h sta altrove. zL’ estensione.h indica che si tratta di un file “header” che puo’ contenere, per esempio, i prototipi delle funzioni della libreria usata. zEsempi: stdio.h e iostream.h

82 fondamenti informatica1 parte 282 L’ esempio del progettino: project7.cpp zNell’ ambiente di sviluppo di bcb, porsi sotto File e con un Clik su Open aprire il programma zE:/Carmin/Nettuno2004-5/program2/project7.cpp z Esaminarlo con l’editor, farlo compilare usando Project e girare (Run): questo comando (da solo) provvedera’ prioritariamente (se non e’ stato gia’ fatto) al “linkaggio” del programma oggetto con le librerie usate (per es. di I/O ), producendo il programma eseguibile di nome project7.bpr zPer eseguire +volte project7 si puo’ usare +volte Run...

83 fondamenti informatica1 parte 283 Iterazione zQuesta ripetizione si e’ resa automatica con un programma che la realizza, project71. Ma quale sara’ il progetto relativo ? zMandando in esecuzione project71.bpr si nota la ripetizione (=iterazione): per realizzare questo tipo di procedimento occorre tornare a rifare le operazioni gia’ fatte la prima volta fino a quando e’ necessario; zoccorre quindi ripetere la lettura di CAR, la sua conversione in Num e la visualizzazione di entrambi fino a quando si introduce lo zero … ossia...

84 fondamenti informatica1 parte 284 b) Legenda: I=Inizio; S=Stop; T=True; F=False. z CAR=0? CAR F Num=(int)CAR Num Ripeti=TRUE Ripeti Ripeti = FALSE I T S F T

85 fondamenti informatica1 parte 285 Assegnazione semplice zLe frasi di Input servono per assegnare alle variabili i valori immessi per es. da tastiera. zIl costrutto linguistico base usato allo scopo di assegnare a variabili valori calcolati, e’ la frase tipica di assegnazione, per esempio: z = b ; zSignificato: il valore di b e’ trasferito alla zona di memoria identificata dalla variabile di nome z; in breve: il valore di b e’ assegnato a z zNOTA: b puo’ essere… tutto da una costante ad un’ espressione complicata…. cfr. avanti !

86 fondamenti informatica1 parte 286 Assegnazione multipla zOltre l’ assegnazione semplice c’ e’ in C e C++ quella multipla che (con variabili intere) e’ del tipo seguente: za = r = b = pippo = lei111 = 3; ze viene cosi’ interpretata ed eseguita: z(a = (r =(b=(pippo=(lei111=3))))) zossia 3 e’ assegnato a lei111, quindi a pippo, poi a b, quindi a r e infine ad a: valutazione da destra a sinistra o iniziando dalla parentesi piu’ internamente annidata.

87 fondamenti informatica1 parte 287 Remember ed esercizi zogni frase del corpo di una funzione C o C++ termina con un punto e virgola; znelle espressioni si possono usare parentesi tonde anche annidate, un po’ come nella assegnazione multipla dell’ esempio precedente. zCon tutto questo in mente scrivere: zun source_prg. C++ che presenti un menu’ di cibi; un altro che presenti un menu’ di comandi DOS con sintetica spiegazione; un altro che legga 3 numeri di 2 cifre dec. ciascuno e ne faccia il prodotto la somma, la diff. e visualizzi tutto ….


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