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Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 1 Laboratorio di Calcolo AA 2005/2006 Prof. G.Ciapetti Testi consigliati: Il Linguaggio C. – B.W.Kernighan, D.M.Ritchie.

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1 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 1 Laboratorio di Calcolo AA 2005/2006 Prof. G.Ciapetti Testi consigliati: Il Linguaggio C. – B.W.Kernighan, D.M.Ritchie – Jackson Libri C-Didattica e programmazione. – Kelley & Pohl - Addison e Wesley Programmare in C. – M.Liverani – Progetto Leonardo Struttura del corso: ~ 20 h lezioni ~ 20 h esercitazioni in laboratorio ( 7 esercitazioni x 3 h – 14:15 18:15 ) Max assenze 2. Ultime 2 (realizzazione programma) valutate come prove in itinere. Prova finale con realizzazione di un programma Sito:

2 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 2

3 3 Accesso alla pagina web:

4 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 4 Sistemi Informatici Struttura generale (dai PC ai grandi Mainframes): Hardware (componenti fisici del sistema) Firmware ( microprogrammi permanenti ) Software ( programmi eseguiti dal sistema) Software: Sistema operativo Software di comunicazione Programmi applicativi Sistema operativo: Interpretare ed eseguire comandi Gestione delle risorse di calcolo (CPU, memorie veloci) Gestione del file system Colloquio con le periferiche Hardware: CPU Memoria centrale Periferiche (tastiera, mouse, video, dischi, stamp….)

5 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 5 Architettura hardware : Basata sul modello della macchina di Von Neumann (Priceton, IAS machine a valvole. Programma in memoria) Bus di sistema CPU Memoria centrale Interfaccia periferiche Memorie di massa TerminaliStampanti Central Processing Unit : svolge operazioni logiche e aritmetiche, gestisce il trasferimento dei dati fra memoria centrale, registri di calcolo, memorie periferiche Memoria Centrale: contiene (parte) delle istruzioni che i processori della CPU devono eseguire e i dati locali Intrefaccia periferiche: gestisce tutto il traffico di informazioni in ingresso/uscita ( I/O ) Unita logico-aritmetica

6 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 6 CPU

7 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 7 Funzionamento Memoria Memoria Centrale

8 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 8 CODIFICA DELLINFORMAZIONE -In un calcolatore la codifica è binaria Fenomeno fisico in due stati diversi: Tensione (alta/bassa) Magnetizzazione (n/s) Luce-buio -Unità di informazione : bit (0/1) Byte (8 bit) CODIFICA DEI NUMERI Noi utilizziamo il Sistema di numerazione arabico: Numero sequenza di simboli (10 simboli: 0,1,………9) Sistema posizionale: il significato del simbolo dipende dalla posizione Alternativa: sistema additivo Numeri romani: I, V, X, L, C, D, M 3000 MMM Sistemi posizionali: caratterizzati dalla base p Alfabeto: (basato su p simboli diversi) N base p a n a n-1 ….a 1 a 0 a i = generico simbolo ( ) m = n+1: numero delle cifre N p = a n p n + a n-1 p n a 1 p 1 + a 0 p 0 = n 0 i a i p i Con m cifre p m numeri diversi da: 0 p m -1 SISTEMA ARABICO 10 simboli p=10

9 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 9 p=10 (decimale) (0,…….9) = (3* * *10 0 ) p=2 (binario) (0,1) = (1* * * * *24 + 1* * * *2 0 ) = p=8 (ottale) (0,1,………..7) = (5* * *8 0 ) = = p=16 (esadecimale) (0,1,………..9,A,B,C,D,E,F,) 14B 16 = (1* * *16 0 ) = p = DECIMALE BINARIO OTTALE ESADECIMALE A B C D E F

10 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 10 CAMBIAMENTO DI BASE da base 2,8,16 a base 10 (vedi pag. 3) da base 10 a base 2 331:2=165resto : 2=82resto 1 82:2=41resto 0 41:2=20resto 1 20:2=10resto 0 10:2=5resto 0 5:2=2resto 1 2:2=1resto 0 1:2=0resto

11 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 11 Da base 2 a base 8 (16) Suddividere il N binario in gruppi di 3(4) cifre e sostituire il corrispondente ottale (esadecimale) B 16 Numeri Interi (in base 2) Includono anche i numeri negativi; si aggiunge un bit (o : N positivi; 1 : N negativi) (in base 10 si aggiunge un cifra: +/-) Per semplificare operazioni aritmetiche Rappresentazione in complemento (A1, A2) Complemento ad 1: complementare tutti i bit = 2 m –N(0 11 0) Complemento a 2: complemento ad 1 +1 = 2(2 m -1)-N Con m cifre base 2: 2 m -1 numeri diversi -2 (m-1) (m-1) -1

12 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 12 DECIMALE BINARIO COMPL COMPL REGOLA PRATICA Complemento a 1: si invertono tutti i B Complemento a 2: si aggiunge 1 al compl. a1

13 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 13 NUMERI FRAZIONARI Numeri reali compresi fra 0 e 1 Si presentano con 0 a -1, a -2, a -3 ….a -n in cui ai sono le cifre della numerazione in case p N p = a -1 p -1 + a -2 p -2 + ….a -n p -n = -n -1 a i p i = (1* * *2 -4 ) = NUMERI REALI Rappresentazione in virgola mobile con base 1 mantissa n. reale caratteristica Mantissa : numero frazionario 0-1+ bit segno Caratteristica : numero intero+ bit segno 0.476* mantissa basecaratteristica

14 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 14 Somma e differenza di numeri interi (base2) Analoga somma in base riporto = = Se si sommano due numeri con k bit il risultato deve avere k+1 bit 138:2=690 69:2=341 34:2=170 17:2=81 8:2=40 4:2=20 2:2=10 1:2=01 Differenza: somma N positivo + complemento 2 negativo incluso bit segno e ignorando eventuale riporto su bit segno E complemento 2 di complemento 2 di

15 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 15 OPERATORI LOGICI (Algebra di Boole) Operandi: verofalso (1) (0) Operazioni logiche: AND (2 operandi) = vero se ambedue operandi veri OR (2 operandi) = vero se almeno 1 operando vero NOT (1 operando) = cambia valore operando ANDORNOT CIRCUITO SEMISOMMATORE B1R (risultato) B2C(riporto) R = OR (AND(NOT(B1),B2),AND(B1,NOT(B2))) C = AND (B1,B2) ADD

16 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 16 Circuito semisommatore R = OR ( AND(NOT(B1),B2), AND(B1, NOT(B2))) C = AND (B1, B2)

17 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 17 Codifica caratteri Codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange). 7 bit 128 caratteri : caratteri di comando, alfanumerici, segni. Ogni carattere 1 byte Ottavo bit : bit di parita 0 o 1 in modo che il n di 1 nel byte sia pari (errori di trasferimento).

18 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 18 Codifica immagini Immagine suddivisa in punti (pixel). Per ogni punto n bit che definiscono il colore (o il tono di grigio). Risoluzione misurata in dpi (dot per inch, punti per pollice quadrato). Standard di codifica che possono permettere di ridurre le dimensioni in memoria: BMP TIFF JPEG ……

19 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 19 Programmazione. Risolvere un problema in modo automatico. Trovare un algoritmo che, dato un certo set di informazioni in input fornisca la soluzione del problema (output). Algoritmo: insieme di istruzioni (regole) che, esguite in un certo ordine, trasformino i dati di input nella soluzione. Linguaggio di programmazione: permette di realizzare l algoritmo a partire da un insieme di istruzioni (statements). Programma: insieme di algoritmi per risolvere problemi complessi. Esiste una moltitudine di linguaggi con set di istruzioni differenti e con differenti livelli (basso livello : vicino all hardware alto livello : vicino al linguaggio naturale) Linguaggio macchina : istruzioni possono essere eseguite direttamente dai circuiti ( CPU ) del calcolatore. Tre fasi : fetch (caricamento), interpretazione, esecuzione. Istruzione Operando/i : locazione/i di memoria contenente i dati su cui operare Codice operativo: operazione da fare Codici operativi (istruzioni): LOAD STORE ADD DIFF MUL DIV JUMP HALT ……..

20 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 20 Linguaggi di alto livello. istruzioni di assegnazione (mettere in una locazione di memoria risultato di una espressione aritmetica /logica) istruzioni di input/output (ingresso/uscita dati) istruzioni condizionali (ramificare il flusso delle istruzioni a seconda del valore di una variabile logica) istruzioni di ciclo condizionale (ripetere un certo gruppo di istruzioni condizionato a variabile logica) Per eseguire un programma: compiler : traduzione istruzioni in linguaggio macchina (controllo sintassi e logica istruzioni errori di compilazione) linker : collegamento con altri programmi di utilita gia compilati contenuti in librerie debugger : eliminazione di errori al livello di esecuzione Tanti linguaggi a seconda della funzione: BASIC (Beginner All-purpose Instruction Code):applicazioni didattico/scientifiche. Fortran, Pascal: applicazioni scientifiche (numeriche) C : progetto di sistemi operativi e basi dati C++, Java : applicazioni orientate ad oggetti Cobol : applicazioni gestionali Lisp, Prolog: applicazioni di AI

21 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 21 Grafi di flusso. Progettazione degli algoritmi per via grafica.

22 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 22

23 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 23 Prodotto di 2 numeri interi

24 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 24 Programmare in C Programma in C : insieme di funzioni (funzione speciale : main) Funzione : insieme di istruzioni. Alla fine dell esecuzione puo ritornare un valore. Struttura funzione: tipo nome-funzione (argomenti) /* (se non ritorna nulla tipo = void. Argomenti forniti dal chiamante; se non ci sono : ( ) */ { dichiarazioni (terminano con ; ) istruzioni (terminano con ; ) /* commenti */ return valore ; (valore puo mancare) } Dichiarazioni: variabili usate devono essere definite, incluso il tipo di variabile. Istruzioni: di assegnazione, di selezione, di ciclo. -assegnazione: operano su variabili o su costanti e assegnano risultato a nuova variabile. nome_variabile = costante ; nome_variabile = espressione ; -selezione: se una certa condizione e vera o falsa esegure differenti istruz. -ciclo: ripetere blocco di istruzioni fino a che condizione non e vera/falsa

25 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 25 Direttive al preprocessore: iniziano con # ; in genere all inizio del programma. #define nome valore #include nome.h : header file. Contiene lista di funzioni contenute nell libreria del C. stdio.h : funzioni I/O math.h : funzioni e macro matematiche string.h : funzioni per manipolare stringe di caratteri stdlib.h : funzioni di utilita time.h : manipolazione ora/data Programma base: /* Programma Base */ #include #define PIGRECO /* */ int main( ) { /* dichiarazione e assegnazione variabili*/ int a,b,c=180; /* ingresso dati */ ……………; /* istruzioni per effettuare l algoritmo */ ……………; /* stampa risultato algoritmo */ ……………; return; }

26 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 26 Costanti e variabili. Il programma attribuisce a locazione memoria un nome e un valore. E necessario definire il tipo di variabile. Nome: deve iniziare con carattere alfabetico. Lunghezza arbitraria ma definito dai primi 31 caratteri. Caratteri possono essere maiusc/minusc., numerici, simboli (non usare: -, /, $, %, &. Att. alle parole risevate (vedi libro). Tipo: numerico, alfabetico (carattere). numerico: 1234, , e-6 (int, float, ….) carattere: a (att. Sempre fra apici singoli) ( char ) stringa (di caratteri): hello world (vettore di caratteri; fra doppi apici) int Numeri short FloatingInteri long floatdoubleLong double float a ; Nota : il prefisso const indica valore che non puo essere modificato

27 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 27 Istruzioni di dichiarazione. int nome1, nome2 ; float nome3 = ; int x = y = z = 0 ; Istruzioni di assegnazione. nome_variabile = espressione ; espressione : costante num., altra variabile, risultato operazioni a = pigreco ; a = b ; a = b + c/d*e ; Nota : se tipo variabile a destra diverso da sinistra viene effettuata conversione Operatori aritmetici (binari). +, -, *, /, % Note : % solo ad interi (resto divisione). Operatori *, /, % precedenza su +, - Se operandi tipo diverso si converte a precisione superiore. Operatori aritmetici (unari). +, -, &, *, ~, ! & : restituisce indirizzo operando &a : indirizzo in memoria di a * : valore contenuto nell indirizzo *p : valore contenuto in indirizzo p ~ : complemento ad 1 operando ! : negazione logica ( risultato 1 se valore operando 0 e viceversa.)

28 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 28 Operatori incremento e decremento ++, - -. Possono essere prefissi o suffissi w = x++ - y w = ++x – y w = x – y x = x + 1 x = x + 1 w = x - y Operatori assegnazione abbreviata Quando operando e anche la variabile risultato: x += 3 y /= 3 x = x + 3 y = y / 3 Operatori di relazione < minore di <= minore o uguale > maggiore >= maggiore o uguale == uguale != diverso Confronto di due espressioni; ritorna valore 1 se vera altrimenti 0. Creano delle condizioni logiche. La codizione a > b puo dare come risultato vero o falso. Operatori logici ! NOT && AND || OR Operatori di relazione hanno precedenza su operatori logici. Operano solo su variabili logiche o su condizioni realizzate con operatori di relazione.

29 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 29 Istruzioni condizionali L istruzione if verifica se una condizione e vera; in questo caso esegue un blocco di istruzioni. Altrimenti else esegue un altro gruppo di istruzioni. if (condizione) { blocco1 di istruzioni ; } else { blocco 2 di istruzioni ; } Nota: else puo mancare; in questo caso se condizione e falsa si prosegue dopo il blocco1 di istruzioni. Se ce una sola istruzione le graffe possono essere omesse. Le istruzioni posssono essere annidate: if (x>y) if (y100) istruzioni ; else if (x== 10) istruzioni ; else istruzioni ; Ultimo else significa: nessuna delle precedenti condizioni

30 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 30 sino sino x > y m++ y< z j++ k++ Istruzioni di ciclo while Servono a far ripetere un gruppo di istruzioni fino a quando non si verificano certe condizioni. for while (condizione) { istruzioni ; } Analogo al while ma usato per cicli basati su una variabile che aumenta/diminuisce ad agni iterazione. Stop quando raggiunge un certo valore. for ( espress1; espress2; espress3) { istruzioni ; } espress1 : variabile di ciclo espress2 : se vera continua ciclo espress3 : modo di modifica della variabile di ciclo

31 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 31 Es. : for( k=1; k<=10; k++ ) { istruzioni; } do/while Analogo al while solo che il controllo viene effettuato alla fine del ciclo. do { istruzioni; } while (condizione) break Per saltare la corrente iterazione del ciclo continue Per uscire da un ciclo

32 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 32 /* while */ int degree = 0; while (degree <= 360) { radiant = degree*PIG/180; printf(" %6i %9.6f \n", degree,radiant) ; degree += 10 ; } /* for */ for (degree = 0 ; degree <= 360 ; degree += 10 ) { radiant = degree*PIG/180; printf(" %6i %9.6f \n", degree,radiant) ; } /* do/while */ int degree = 0 do { radiant = degree*PIG/180; printf(" %6i %9.6f \n", degree,radiant) ; degree += 10 ; } while (degree < 360 )

33 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 33 Algoritmo di Erone per calcolo radice quadrata Supponiamo che a 0 sia una approssimazione per eccesso di SQRT(x);

34 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 34 /* Programma Erone per calcolo sqrt di un numero */ #include int main() { int count = 0; double aold,anew,x,dif,tol=0.001; /* inizio programma Erone; enter x. Se x<0 stop programma */ while (1) { printf("input x (x<0 STOP) \n"); scanf("%lf",&x); if (x <=0) return; aold=x/2; printf("x=%f,aold=%f\n",x,aold); /* loop di approssimazione della sqrt di x. Stop quando delta=tol && count<1000); /* stampa risultato e chiedi nuovo numero printf("la radice quadrata di %f e' %f\n",x,anew); printf("n. di iterazioni=%i\n",count); } return 0 ; } /* */

35 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 35

36 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 36 Array e puntatori Int s[10], double x[100] ; Definiscono in memoria vettori ( array ). Vanno utilizzati come: x[ i ] ; ATT: il primo elemento del vettore sara: x[ 0 ]. Inizzializzazione: double x[100] = {1.,2.,3.,4.,……} ; int s[10] = {0} ; int s[ ] = {1,0,3,42}; for(k=0;k<=9;k++){ s[k] = 99; } Array bidimensionali: float a [ 2 ] [10] ; sinistra indice riga; destra indice di colonna. In memoria come vettore unidimensionale memorizzato per righe. a(1,1) a(1,2) ……a(1,10) a(2,1)………a(2,10) Per gestire array molto usati (in particolare per passare vettori a funzioni): puntatori. int a[10]; int *pa; (pa e un intero usato come puntatore ) pa = &a[ 0] ; (indirizzo in memoria di a [0] ) pa = a ; (equivalente alla precedente; valore di var. tipo vettore e lindirizzo del suo primo elemento. Quindi &a[ i ] e (a+i) equival. x = *pa; (mette in x il valore di a [0] ) x = *(pa+3); (mette in x il valore di a [3] ) x = *(a+3); ATT. pa e una variabile a non lo e; quindi pa = a pa++ corrette a = pa a++ non corrette Nelle chiamate a funzioni si passa l indirizzo della locazione 0 del vettore.

37 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 37 Le funzioni Algoritmo complesso puo essere suddiviso in sottoalgoritmi (funzioni) che vengono chiamati in una certa sequenza logica da uno steering, cioe da una funzione principale ( main). Una funzione ritornera un valore al programma chiamante e avra in ingresso uno o piu valori forniti dal chiamante. Una funzione deve essere dichiarata prima del main (prototipo della funzione)e successivamente deve essere definita. Dichiarazione: tipo_ritorno nome_funz ( tipo_par1, tipo_par2,………) float funz (int, double,double, ….); NB. #include inserisce una lista di prototipi delle funz. di libreria Definizione: tipo_ritorno nome_funz ( tipo_par1 par1, tipo_par2 par2,………) { definizioni, istruzioni} return espressione: Es. double area (float, float); int main() double aa,h,b; aa = area (b, h); ……. double area ( float base, float altezza){ double s; s = 0.5*(base*altezza); return s ; } Il passaggio dei parametri avviene per valore. Se si vuole passare un vettore o se si vuole modificare le variabili bisogna passare per indirizzo.

38 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 38 Es. Funzione scambia void scambia (float,float); float x,y; x=16.; y=8.; scambia(x,y); …… void scambia(float a, float b){ float temp; temp = a; a = b; b = temp; } return; Es. Funzione scambia void scambia ( float *, float *) float x,y; x=16.; y=8.; scambia(&x, &y); …… void scambia(float *pa,float *pb){ float temp; temp = *pa; *pa = *pb; *pb = temp; return; }

39 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 39 Funzioni matematiche di libreria

40 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 40 Fit retta con metodo minimi quadrati

41 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 41 Input/Output dei dati printf Visualizza su schermo valori e stringhe. printf ( strnga di controllo,valore1,valore2,…..); Stringa di controllo contiene testo e marcatori di controllo che definiscono il formato di uscita delle variabili. printf(var1= %f, var2=%i,…, var1, var2, ….); I marcatori di conversione possono essere preceduti da specifiche di formato: %5i %7.4f %.3e Il La stringa di controllo termina sempre con \ seguito da carattere (sequenza di escape) che controlla il comportamento della stampante.

42 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 42 scanf Serve per l immissione dei dati tramite la tastiera. scanf (%f %lf %i.., &a, &b, &I, …….); La funzione ritorna i valori letti per indirizzo. La stringa di controllo contiene le specifiche di formato per la variabili da immettere. La scanf termina quando ha esaurito le specifiche di formato della stringa di controllo o quando c e inconsistenza fra specifica e valore digitato.

43 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 43 Un array di tipo char permette di gestire un insieme di caratteri: char stringa[80]; printf(Inserisci una frase); scanf(%s,stringa); printf(La frase inserita e: %s \n); La stringa viene memorizzata come sequenza di caratteri terminata dal carattere nul ( \0 ); se si vogliono contare i caratteri contenuti nella stringa: int i = 0; while (stringa[i] != \0) i++ ; printf( Lunghezza frase %d caratteri \n, i); Se voglio aggiungere una seconda frase dentro stringa scanf( %s,stringa2 ); for( i=0 ; stringa[i] != \0; i++) ; for( j=0 ; stringa2[j] != \0 ; j++) stringa[i] = stringa2[j]; i++ ; stringa[i] = \0 ; Un altro modo per leggere una stringa e uso di getchar() : for ( i=0 ; (stringa[i]=getchar() ) != \n; i++) ; stringa[i] = \0 ; Stringhe

44 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 44 Funzioni di libreria( string.h ) per manipolazione stringhe : strcopy ( stringa1, stringa2) ; strncopy (stringa1, stringa2, n); copia n caratteri di stringa2 su stringa1 strcat (stringa1, stringa2) ; concatena stringa2 a stringa1 n = strcmp (stringa1, stringa2) ; n=0 se uguali, +-1 se stringa1 >< stringa2 n = strlen (stringa); lunghezza della stringa (senza \0 ) Es. int strlen (char s[] ) int i=0 ; while ( i < MAX && s[i] != \0 ) i++ ; return (i) ; _________________________________________ void converti (char s[] ) int i = 0 ; while ( i < MAX && s[i] != \0 ) if ( s[i] >= 97 && s[i] <= 122) s[i] = s[i] - 32 ; i++ ; return(0);

45 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 45 I / O da file Per scrivere/leggere dati da file (non da standard input/ output): definire un puntatore speciale (che punta ad una struttura contenente informazioni sul file). associare al puntatore uno specifico file e definirne le modalita di apertura. Chiudere il file alla fine del suo utilizzo. FILE *fp1 ; FILE *fp2 ; fp1 = fopen( file1.dat, mode) ; fp2 = fopen( file2.dat, mode) ; ……………….. fclose (fp1); fclose (fp2); mode: r solo lettura; se non esiste fopen ritorna NULL w solo scrittura; se non esiste viene creato; il contenuto precedente viene perso r+ lettura/scrittura; se non esiste ritorna NULL w+ lettura/scrittura; se non esiste viene creato a solo scrittura; in append mode; se non esiste viene creato a+lettura/append; se non esiste viene creato

46 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 46 I / O formattato Leggere/scrivere su file con formato definito da utente: n = fprintf (fp, specifica formato,val1, val2, ……); m = fscanf (fp, specifica formato, &val1, &val2, …..); n rappresenta il n di caratteri scritti o n negativo in caso dierrore m numero di elementi letti o EOF in caso di fine del file di input Es. void main() [ FILE *fin; FILE * fout; float x1, y1 ; int n; fin = fopen( filein.dat, r ); fout = fopen( fileout.dat, w); while ( ( fscanf(fin, %f,%f,&x1, &y1 ) == 2) n = fprintf (fout, %f, %f \n, x1, y1) ; fclose(fin); fclose(fout); return(); ]

47 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 47 SORT Selection sort i j Algoritmo di ordinamento: per i da 0 a n-1 trovare l elemento minimo del sotto array ( a i,….,a n-1 ) e metterlo in posizione i Complessita dell algoritmo: (n-1) + (n-2) + ………… = n*(n-1)/2 n 2

48 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 48

49 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 49 #include #define MAX 100 int leggi_array(int *); void stampa_array(int *,int); void selection_sort(int *,int); void scambia(int *,int *); void main() [ int a[MAX], n; n=leggi_array(a) ; selection_sort(a) ; stampa_array(a,n) ; return() ; ] int leggi_array(int x[]) [ int i,n ; printf("Dimensioni array: ") ; scanf("%d",&n) ; for ( i=0; i

50 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 50 SORT Insertion sort Algoritmo di ordinamento: per i da 1 a n-1 poni x = a i inserisci x nella posizione corretta nel sotto-array ordinato (a 0,…,a i-1 ) spostando in avanti gli elementi a k > x (0<= k < i) Complessita dell algoritmo: ….+ (n-1) = n*(n-1)/2 n i

51 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 51 void insertion_sort(int x[], int n) [ int i, j, temp ; for ( i=1; i=0 && x[j]>temp) [ x[ j+1] = x[ j ] ; j-- ; ] x[j+1] = temp ; return() ; ]

52 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 52 SORT Bubble sort Algoritmo di ordinamento: scorrere piu volte l array spostando verso la fine gli elementi piu pesanti e verso l inizio quelli piu leggeri flag = 1 ; k = n-1 fino a che : flag = 1 e k > 0 ripeti: flag = 0 per i = 0,…,k-1 ripeti: se a i > a i+1 scambia e poni flag = 1 k = k

53 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 53 void bubble_sort(int x[], int n) [ int flag, k, i ; flag = 1 ; k = n-1 ; while( flag ==1 && k > 0 ) [ flag = 0 ; for (i=0; i < k; i++)[ if( x[i] > x[i+1] ) [ scambia(&x[i], &x[i+1]) ; flag = 1 ; ] k-- ; ] return() ; ]

54 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 54 SORT Quick sort Algoritmo di ordinamento: si sceglie un elemento p detto pivot e si mettono tutti gli elementi p in un secondo sotto array. Poi si ripete lo stesso algoritmo sui due sotto array fino ad ottenere n sotto array costituiti da un solo elemento. Riaggregando i sotto array si ottiene un array ordinato. Complessita dell algoritmo (se l albero e bilanciato): n* log 2 n

55 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 55 void quicksort(int v[], int p, int r) [ int q ; if(px) j-- ; while (v[i]

56 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 56 Integrazione numerica Se non esiste alcun metodo analitico per integrare la funzione f(x) o se la funzione e nota per punti metodo numerico di integrazione (approssimato). Integrazione numerica: approssimazione, in piccoli intervalli, della funzione integranda mediante opportuni polinomi. Detto p n (x) il polinomio di Lagrange di grado n interpolante f(x) tra i punti x 0,x 1,….x n (x0-x n :limiti di integrazione): Formula del rettangolo

57 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 57 Formula del trapezio

58 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 58 Formula di Simpson

59 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 59

60 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 60 1-Formula dei rettangoli 1-Formula dei trapezi con x k = punto centrale di ogni intervallo

61 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 61 1-Formula di Simpson con x i = punto centrale di ogni intervallo

62 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 62 Strutture In C si possono definire delle strutture ; struttura= collezione di variabili elementari o di altre strutture definite precedentemente. struct tipo_struttura { tipo1 nome_elemento1; tipo2 nome_elemento2; ………………………..; }; Come si usa: tipo_struttura nome1,nome2[n]; …………………. nome_struttura.nome_elemento= ……. (cioe si utilizza il puntoper accedere ad un elemento della struttura) Una struttura puo essere trasmessa ad una funzione. Una struttura puo essere l argomento di ritorno di una funzione ed e possibile definire il puntatore ad una struttura.

63 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 63

64 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 64 Es. -Nella grafica oggetto elementare e il punto caratterizzato da x,y struct point { float x ; float y ; }; -Nella dichiarazione delle variabili: struct point pt1, pt2,ptv[20]; pt1.x = 10.4; pt1.y = 1.3; pt2.x = 0. ; pt2.y = 0. ; ptv[2].x = 27. ; ptv[2].y =33.; -Le strutture possono essere nidificate: struct rect { struct p1; struct p2; }; struct rect rettangolo; rettangolo.p1.x = 8.7 ; (coordinata x del primo punto della struttura rettangolo) -Le strutture possono essere l argomento di ritorno di una funzione: struct point makepoint(float x, float y) { struct point punto; punto.x = x ; punto.y = y ; return punto; } -I puntatori alle strutture sono analoghi ai puntatori alle variabili ordinarie: struct point *pp; (pp e il puntatore ad una struttura di tipo point) -Se pp e un puntatore ad una struttura di tipo point, allora: pp x definisce il suo elemento x; printf(le coordinate sono: %f %f \n, pp x, pp y );

65 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 65

66 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 66

67 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 67 Esempi di programmi

68 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 68 /* I/O handling */ #include #define NMAX 100 int datain(void); void dataout(int); FILE *infl; FILE *outfl; int np; float x[NMAX],y[NMAX]; int main() { int n,nout=3,; char namef[20]; printf(" enter input file name: "); scanf("%s",namef); infl=fopen(namef,"r"); if(infl == NULL) { printf(" error in infl\n"); return(0); } outfl=fopen("fileout.dat","w"); np=datain(); dataout(nout); fclose(infl); fclose(outfl); return 0; } void dataout(int nc){ int i; for (i=0;i

69 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 69 Generatore gaussiano

70 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 70 Istogrammi di frequenza

71 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 71

72 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 72

73 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 73 Minimi quadrati

74 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 74

75 Laboratorio di Calcolo Prof.G.Ciapetti 75 Compressione


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