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L’ELABORATORE ELETTRONICO uno strumento in grado di eseguire insiemi di azioni (“mosse”) elementari le azioni vengono eseguite su oggetti (dati) per produrre altri oggetti (risultati) l’esecuzione di azioni viene richiesta all’elaboratore attraverso frasi scritte in un qualche linguaggio (istruzioni)
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PROGRAMMAZIONE L’attività con cui si predispone l’elabora- tore a eseguire un particolare insieme di azioni su particolari dati, allo scopo di risolvere un problema
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ALCUNE DOMANDE FONDAMENTALI Quali istruzioni esegue un elaboratore?
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ALCUNE DOMANDE FONDAMENTALI Quali istruzioni esegue un elaboratore? Quali problemi può risolvere un elaboratore?
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ALCUNE DOMANDE FONDAMENTALI Quali istruzioni esegue un elaboratore? Quali problemi può risolvere un elaboratore? Esistono problemi che un elaboratore non può risolvere?
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ALCUNE DOMANDE FONDAMENTALI Quali istruzioni esegue un elaboratore? Quali problemi può risolvere un elaboratore? Esistono problemi che un elaboratore non può risolvere? Che ruolo ha il linguaggio di programmazione?
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IL PROBLEMA DI FONDO
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Qual è il giusto “punto di partenza” per pensare la soluzione a un problema? Quali metodologie e tecniche usare? Come si costruisce la soluzione a un problema?
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ALGORITMO Sequenza finita di mosse che risolve in un tempo finito una classe di problemi. CODIFICA Fase di scrittura di un algoritmo attraverso un insieme ordinato di frasi (“istruzioni”), scritte in un qualche linguaggio di programmazio- ne, che specificano le azioni da compiere.
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PROGRAMMA Testo scritto in accordo alla sintassi e alla se- mantica di un linguaggio di programmazione.
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PROGRAMMA Testo scritto in accordo alla sintassi e alla se- mantica di un linguaggio di programmazione. Un programma può non essere un algoritmo! ATTENZIONE Basta che la sequenza di mosse non sia finita, cioè che il programma non termini.
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PROGRAMMA ATTENZIONE: un programma può non essere un algoritmo e tuttavia essere molto utile! ESEMPI semafori sistemi operativi … tutte quelle attività che devono agire più che calcolare un risultato.
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ESECUZIONE L'esecuzione delle azioni nell'ordine specificato dall'algoritmo consente di ottenere, a partire dai dati di ingresso, i risultati che risolvono il problema
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ESECUZIONE L'esecuzione delle azioni nell'ordine specificato dall'algoritmo consente di ottenere, a partire dai dati di ingresso, i risultati che risolvono il problema. ESECUTORE una macchina astratta capace di eseguire le azioni specificate dallo algoritmo.
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ALGORITMO & PROGRAMMA Ogni elaboratore è una macchina in grado di eseguire azioni elementari su dati L'esecuzione delle azioni elementari è richiesta all'elaboratore tramite comandi chiamati istruzioni Le istruzioni sono espresse attraverso frasi di un opportuno linguaggio di programmazione Un programma non è altro che la formula- zione testuale di un algoritmo in un linguaggio di programmazione.
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ALGORITMO & PROGRAMMA Un programma è la formulazione testuale, in un certo linguaggio di programmazione, di un algoritmo che risolve un dato problema.
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UN ESEMPIO DI PROGRAMMA (in linguaggio C) main() { int A, B; printf("Immettere due numeri: "); scanf("%d %d", &A, &B); printf("Somma: %d\n", A+B); }
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ALGORITMI: PROPRIETÀ Eseguibilità: ogni azione dev’essere eseguibi- le dall’esecutore in un tempo finito
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ALGORITMI: PROPRIETÀ Eseguibilità: ogni azione dev’essere eseguibi- le dall’esecutore in un tempo finito Non-ambiguità: ogni azione deve essere univocamente interpretabile dall'esecutore
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ALGORITMI: PROPRIETÀ Eseguibilità: ogni azione dev’essere eseguibi- le dall’esecutore in un tempo finito Non-ambiguità: ogni azione deve essere univocamente interpretabile dall'esecutore Finitezza: il numero totale di azioni da esegui- re, per ogni insieme di dati di ingresso, deve essere finito
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ALGORITMI: PROPRIETÀ (2) Quindi, l’algoritmo deve: essere applicabile a qualsiasi insieme di dati di ingresso appartenenti al dominio di definizio- ne dell’algoritmo
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ALGORITMI: PROPRIETÀ (2) Quindi, l’algoritmo deve: essere applicabile a qualsiasi insieme di dati di ingresso appartenenti al dominio di definizio- ne dell’algoritmo essere costituito da operazioni appartenenti ad un determinato insieme di operazioni fonda- mentali
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ALGORITMI: PROPRIETÀ (2) Quindi, l’algoritmo deve: essere applicabile a qualsiasi insieme di dati di ingresso appartenenti al dominio di definizio- ne dell’algoritmo essere costituito da operazioni appartenenti ad un determinato insieme di operazioni fonda- mentali essere costituito da regole non ambigue, cioè interpretabili in modo univoco qualunque sia l’esecutore (persona o “macchina”) che le legge
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ALGORITMI EQUIVALENTI Due algoritmi si dicono equivalenti quando: hanno lo stesso dominio di ingresso; hanno lo stesso dominio di uscita; in corrispondenza degli stessi valori del domi- nio di ingresso producono gli stessi valori nel dominio di uscita.
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ALGORITMI EQUIVALENTI (2) Due algoritmi equivalenti forniscono lo stesso risultato ma possono avere diversa efficienza e possono essere profondamente diversi !
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ALGORITMI EQUIVALENTI (3) ESEMPIO: calcolo del M.C.D. fra due interi M, N Algoritmo 1 –Calcola l'insieme A dei divisori di M –Calcola l'insieme B dei divisori di N –Calcola l'insieme C dei divisori comuni = A B –Il risultato è il massimo dell’insieme C Algoritmo 2 (di Euclide)
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ALGORITMI EQUIVALENTI (4) ESEMPIO: calcolo del M.C.D. fra due interi M, N Algoritmo 2 (di Euclide) Finché M N: –se M>N, sostituisci a M il valore M’ = M-N –altrimenti sostituisci a N il valore N’ = N-M –Il Massimo Comun Divisore è il valore finale ottenuto quando M e N diventano uguali
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ALGORITMI EQUIVALENTI (5) Gli algoritmi 1 e 2 sono equivalenti… …ma hanno efficienza ben diversa!!
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COSA SAPPIAMO ORA? Il concetto di elaboratore e di programmazione I concetti di programma e algoritmo Il concetto di linguaggio di programmazione Codifica e esecuzione Proprietà degli algoritmi Algoritmi equivalenti
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