Fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.1 fondamenti di informatica parte 2 appunti per il D.U. in Ingegneria Informatica, di Telecomunicazioni e di Meccanica,

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1 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.1 fondamenti di informatica parte 2 appunti per il D.U. in Ingegneria Informatica, di Telecomunicazioni e di Meccanica, a.a. 2000-2001 di anna maria carminelli gregori

2 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.2 Evoluzione dei S.O.(1970-99) 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 Windows-NT, 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 di informatica 1 parte 2 D.U.3 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 di informatica 1 parte 2 D.U.4 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 di informatica 1 parte 2 D.U.5 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 S:, H: (vedere denominazioni in DOS, +oltre).

6 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.6 Laboratorio ed uso della rete zI programmi che lo studente (=utente ) vuole usare non sono tutti residenti sulla macchina locale, o CLIENT, ma anche sul disco rigido condiviso dal Server con tutti gli E.E. del Laboratorio. zLa connessione al Server avviene tramite uso di username e password chiesti all’ avvio di ogni E.E. locale: z… una volta connessi il modo di lavorare e’ simile a quello su un E.E. personale come se si fosse l ’ unico utilizzatore.

7 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.7 username e password zsaranno comunicati ad ogni studente del D.U. zPER ORA I LORO VALORI PROVVISORI sono: username: password: tutto in minuscolo (Windows e’ “sensitivo” al tipo di carattere.) zDa oggi, …2004 sono in distribuzione le password personali per le matricole presso il lab. Nettuno. zPer cambiare password CTRL-ALT-DEL … zI nuovi username & password personali abilitano ad usare anche in scrittura H: partizione del disco del Server per gli studenti: in H: e’ possibile la creazione di direttori propri come source, objexe, …. e l’ attivazione di S:\tc\bin\tc (cfr. diapo 64).

8 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.8 username & password personali zabilitano ogni studente ad accedere al disco del Server (partizioni … in lettura, partizioni H: X: in lettura/scrittura); zlo stud. puo’ usare tutti i programmi registrati in E: S: (per es. tc per compilare programmi in C++ cfr. modalita’ d’uso del C++ piu’ avanti)??; zNON puo’ invece registrare nulla su E: S: (SICUREZZA !) ma solo su H: e X: partizioni del disco fisso del Server per gli studenti, dove puo’ registrare i suoi programmi in alternativa al floppy personale o a C:\temp.

9 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.9 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 di informatica 1 parte 2 D.U.10 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 (0 - 640K) 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 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 di informatica 1 parte 2 D.U.12 Parte fondamentale del DOS 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 di informatica 1 parte 2 D.U.13 Dos: caratteristiche zIl DOS tradizionale non puo’ gestire memoria oltre l’ indirizzo 655360 10 =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 di informatica 1 parte 2 D.U.14 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 di informatica 1 parte 2 D.U.15 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 di informatica 1 parte 2 D.U.16 DOS: altri comandi interessanti… (saltare) 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 17 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 Risorse Computer, sul tasto Start, 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 Windows95_NT, 2000, Xp ? zSi tratta di S.O. utili per lavorare con reti di computer. zNelle reti di computer e’ molto usato il modello 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 e tanti Client) e’ molto comune ed usato nella rete Internet e nelle sue sottoreti. zInternet e’ nota per la diffusione di W.W.W. = World Wide Web => la “ragnatela tessuta” sulla rete per gestire le informazioni che stanno nei vari E.E. della rete. Questi per comunicare usano il protocollo (=insieme di regole) TCP/IP.

19 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.19 Informazione e Ipertesti 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 di informatica 1 parte 2 D.U.20 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 fisici oltre a quelli logici.

21 21 W.W.W. ( = Web) : un cenno zE’ software installato su appositi Server (Server Web) che facilita sia la comunicazione tra gli E.E. di 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 (si usano pure XML, e 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. z.

22 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.22 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, http:// (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 di informatica 1 parte 2 D.U.23 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. http://home.netscape.com/ zhttp://www.univ.trieste.it/ servizi / z ricerca z didattica z borse z…ecc.

24 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.24 File zConcettualmente: file = archivio di dati che varia nel tempo. E’ possibile aggregare i dati (=informazioni) in registrazioni = Record. 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 di informatica 1 parte 2 D.U.25 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 di informatica 1 parte 2 D.U.26 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 un record per volta 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=1048576= 2 20, 1 pag. libro  3 Kbyte_____________________ 1 “ giornale senza foto  50 Kbyte ____________________ 1 quotidiano  2 Mbyte ____________________ 1 immagine  1 Mbyte ……...

27 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.27 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).

28 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.28 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.

29 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.29 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

30 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.30 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

31 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.31 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.

32 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.32 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

33 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.33 … e poi ? Oltre al comando type ? 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.

34 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.34 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.

35 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.35 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

36 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.36 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.

37 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.37 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 10-20 volte di piu’.

38 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.38 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 necessitano di un lettore-“masterizzatore” apposito (con raggio laser ad alta energia); zDiventano memorie di massa aggiuntive come le memorie permanenti FLASH poste in un contenitore “a matita” collegabile all’ U.S.B. (Universal Serial Bus) di E.E.; zI file su ogni C.D. sono presentati all’ utente organizzati ad “albero” come accade per gli altri dischi.

39 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.39 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.

40 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.40 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.

41 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.41 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

42 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.42 Parametri per programmi batch (es. cp.bat) 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.

43 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.43 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.

44 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.44 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.

45 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.45 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.

46 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.46 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.

47 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.47 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.

48 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.48 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.

49 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.49 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. (Fa uso di tavole di corrispondenza: comando-sequenza di bit) zEs. in DOS: Dir A: z Type miofile.txt zDir e Type: interpretati e subito eseguiti

50 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.50 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.

51 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.51 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.

52 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.52 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 !

53 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.53 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 ??

54 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.54 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.

55 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.55 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...

56 56 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

57 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.57 Dal Progetto al Programma zCome scrivere questo programma in C oC++ ? (Il Source Program scritto in C++ e’ leggipri.cpp in program1, ma prima di esaminarlo ecco qualche idea.) zOgni prg. in C ed in C++ e’ composto da funzioni scritte consecutivamente ; o gni 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 }z }

58 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.58 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 parte 3.

59 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.59 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}

60 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.60 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.

61 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.61 Commenti (vedere commenti.c) 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 }

62 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.62 Corpo zLe frasi costituenti il corpo di ogni funzione possono essere raggruppate per costituire istruzioni composte. Ogni istruzione composta e’ racchiusa in parentesi graffe e costituisce un BLOCCO: vederne un esempio in leggipri.c (file contenente il source in C ottenuto dal progettino) e poi altri sempre in E:/carmin/duinf2000/program1. Tali programmi elementari da vedere subito, con le indicazioni date di seguito, sono: commenti.cpp, hellow.c, hello.c …

63 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.63 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 (cfr. parte 3,4,5).

64 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.64 tc: compilatore del C++ zCon username & password personali, dalla shell del DOS, porsi in H: (se no in C:\temp) e attivare S:\tc\bin\tc zSi apre la finestra del compilatore tc di C++. zPiu’ precisamente la finestra apre un ambiente di sviluppo, 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 Option, File, Edit, Compile e Run.

65 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.65 Sul menu’ in alto zper prima cosa porsi col mouse sotto Options, e sul menu’ che si apre fare clik su Directories. Si apre una finestra con le specifiche di compilazione  col mouse controllare che: zsotto Include ci sia S:\tc\Include zsotto Library ci sia S:\tc\Lib zsotto Output ci sia C:\temp o H: zSe tali sono le specifiche poste, non cambiarle ! z(Cfr. appunti a mano!)

66 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.66 Ancora : zper lavorare “meglio” si puo’ creare un direttorio in H: chiamandolo SOURCE ove copiare i propri file dal floppy personale con i programmi origine da compilare. Per farlo occorre dare in H: zmd SOURCE e copiarci i programmi origine da compilare (che pero’ a lavoro concluso devono essere eliminati per non occupare troppo spazio su H:) zFatto cio’ nelle specifiche di compilazione si porra’ sotto Source H:\SOURCE

67 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.67 L’ ambiente di sviluppo zSi utilizza ponendo il mouse su: zFile per aprire/chiudere un file contenente un programma origine gia’ registrato; zEdit per fare le operaz. di editing sul file aperto; zCompile per compilare il prg. origine dal file aperto ed eventualmente “linkarlo” con le librerie richieste ottenendo il prg. eseguibile; zRun per fare eseguire il prg. eseguibile.

68 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.68 Leggipri.cpp zAprire il programma da E:/carmin/duinf2000/program1, esaminarlo con l’editor, farlo compilare (Compile) e girare (Run): questo comando 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 leggipri.exe. zPer eseguire +volte leggipri.exe si puo’ usare +volte Run o passare alla Shell del Dos (dalla finestra di File) e digitare leggipri +volte...

69 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.69 Iterazione zQuesta ripetizione si e’ resa automatica con un programma che la realizza, di nome ripeleg. Ma quale sara’ il progetto di ripeleg.c ? zMandando in esecuzione ripeleg.exe 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; zper ripeleg occorre ripetere la lettura di CAR, la sua conversione in Num e la visualizzazione di entrambi fino a quando si introduce lo zero … ossia...

70 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.70 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

71 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.71 Visualizzazioni zAll’ interno dei programmi leggipri.c e ripeleg.c e’ usata 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++ ?

72 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.72 Esempio in C++: Ciao.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++: vedere ciao.cpp 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.

73 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.73 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 “prepocessore” ossia un programma che fa parte dei sistemi C e C++ e viene attivato automaticamente prima della compilazione. z PERCHE’ ?

74 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.74 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

75 75 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 e stanno in S:\tc\Lib. Si tratta di tanti tipi di funzioni: matematiche, grafiche, di I/O … Ogni libreria e’ e’ formata da coppie di file di cui quello in S:\tc\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.

76 76 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 S:\tc\Lib. (Questo tipo di meccanismo si puo’ anche usare per concatenare librerie scritte eventualmente dall’ utente e poste in altri coppie di file.)

77 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.77 #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.

78 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.78 I file: stdio.h iostream.h zpiu’ in dettaglio, cosa contengono ? Esaminarli ! Controllare il direttorio: zS:\tc\Include zIn questo direttorio c’ e’ stdio.h dove sta il prototipo di printf ze li’ si trova anche iostream.h dove sta cout

79 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.79 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.

80 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.80 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).

81 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.81 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.

82 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.82 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...

83 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.83 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 <<endl;

84 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.84 Esempi e considerazioni zConfrontare i programmi in C ed in C++ in E:/carmin/duinf2000/program1 di nome zcommenti zhello hellw ciao zunostamp duestamp zleggipri zripeleg zSi notera’ che il cout > rispetto alla scanf (diapo seg.)

85 85 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 &

86 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.86 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, per es. calcolati, e’ la frase tipica di assegnazione, per esempio: zz = b ; Significato: 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 !

87 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.87 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.

88 fondamenti di informatica 1 parte 2 D.U.88 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 ….