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Seconda Lezione Introduzione alla programmazione ll.

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Presentazione sul tema: "Seconda Lezione Introduzione alla programmazione ll."— Transcript della presentazione:

1 Seconda Lezione Introduzione alla programmazione ll

2 C.1. Contenitori di dati Un algoritmo deve tener traccia degli ingressi, dei risultati e dei valori intermedi che produce durante il calcolo. Allo scopo, usa dei contenitori di dati. Un contenitore di dati, detto anche variabile, è unastrazione della nozione di area di memoria contenente dei dati. I dati contenuti hanno un tipo, che caratterizza un insieme di elementi e le operazioni possibili su di essi.

3 C.1. Contenitori di dati (segue) Tipo dei contenitori TIPO DI DATO = insieme di elementi rappresentabili in modo finito, dotato di operazioni primitive su di esso. ESEMPIO: il tipo degli interi è linsieme degli interi, sono successioni finite di cifre con eventuale segno dotato delle seguenti operazioni primitive (e calcolabili): +, -, *, divisione intera, resto. pippo: intero 54 Nome tipo Nome contenitore e tipo dato tipo di dati associato al nome Contenuto = dato appartenente al tipo di dati associato al nome

4 C.1. Contenitori di dati (segue) I contenitori di dati utilizzati per i risultati intermedi dipendono dallalgoritmo: quindi, a meno di casi assai elementari, è necessario avere già unidea ben delineata dellalgoritmo per determinarli difficilmente sono TUTTI prevedibili sin dallinizio; man mano che lalgoritmo prende forma, si possono aggiungere al volo nuovi contenitori

5 Esempio di outline dellalgoritmo Contenitori di dati usati da RADICI. Di quali contenitori abbiamo bisogno per RADICI? Sicuramente di quelli per contenere i dati di ingresso ed il risultato: 3 contenitori per a,b,c (ingressi) e r 1, r 2. Eventuali contenitori per i risultati intermedi (es. delta) ed eventualmente quello finale. Tutti i contenitori saranno di tipo float.

6 C.2. Diagrammi di flusso Diagramma di flusso: è un formalismo visuale per rappresentare in modo semplice e intuitivo un algoritmo. Un algoritmo compie due tipi fondamentali di operazioni: calcoli primitivi: ottenibili mediante le operazioni primitive dei tipi di dati (sostanzialmente, valutando espressioni); azioni: consistono nel modificare il contenuto dei contenitori di memoria, eventualmente eseguendo calcoli primitivi.

7 Costanti e variabili I dati nei contenitori possono essere costanti o variabili I dati costanti sono dati che rimangono inalterati durante lesecuzione dellalgoritmo da quando ha inizio a quando termina Es. Variamo leggermente l Algoritmo delle RADICI prendendo come equazione di partenza ax 2 +bx+1=0, ove il termine noto c è determinato a priori. In questo caso dunque il termine noto è una costante

8 Variabili I dati variabili o semplicemente variabili sono coppie Possono essere immaginati come scatole che hanno come etichetta il nome e come contenuto il valore Alle variabili deve essere assegnato esplicitamente un valore Al momento di inizio dellalgoritmo le variabili hanno un valore indeterminato Es. NellAlgoritmo delle RADICI sono variabili a,b,c, x 1 e x 2

9 Calcoli primitivi Sono valutazioni di espressioni in cui compaiono i nomi dei contenitori di dati utilizzati e solo operazioni primitive disponibili sui relativi tipi di dati Il valore dellespressione è riferito allo STATO di memoria dellalgoritmo, cioè al contenuto attuale dei suoi contenitori di dati Es. b * b – 4 * a * c = 0 è unespressione valutabile perché contiene operazioni primitive disponibili nel tipo float a : float 2 b : float 4 c : float 2 Stato della memoria

10 Calcoli primitivi: espressioni booleane Fra le espressioni valutabili assumono particolare importanza quelle di tipo booleano Il tipo booleano contiene due valori vero, falso Esempi di espressioni booleane disponibili nei tipi numerici x

11 Azioni Modificano lo stato di memoria, cioè i valori dei contenitori dei dati Le azioni più semplici sono gli assegnamenti, della forma: metti ESPRESSIONE in CONTENITORE valuta ESPRESSIONE e metti il risultato in CONTENITORE, sostituendone il valore precedente Altre azioni sono: leggi da input scrivi su output Es. Metti b * b – 4 * a * c in delta a : float 2 b : float 4 c : float 2 delta : float 0 Stato della memoria

12 Assegnazione Listruzione di assegnazione è quella particolare istruzione che permette di definire il valore attuale di una variabile Il valore rimane inalterato fino a una nuova assegnazione alla variabile Forma generale: Nome = espressione Lassegnazione viene eseguita nei seguenti passi: si valuta lespressione di destra si attribuisce il valore determinato alla variabile

13 Assegnazione Regola Ogni volta che una variabile appare a destra dellistruzione di assegnazione =, è necessario che un valore sia già stato assegnato a quella variabile Es. nel caso a=2, b=3, c=a+b, allora si ha c=5 nel caso x=2, x=x+3, allora si ha x=5

14 Istruzioni Le istruzioni possono essere divise in 5 categorie Istruzioni operative Istruzioni di controllo Istruzioni di salto Istruzioni di inizio/fine esecuzione Istruzioni di ingresso/uscita

15 Istruzioni operative Istruzioni che producono un risultato se eseguite Ne fanno parte le operazioni aritmetiche e le assegnazioni

16 Istruzioni di controllo Istruzioni che controllano il verificarsi di condizioni specificate e che in base al risultato determinano quale istruzione eseguire Es. se… allora… altrimenti (if… then… else)

17 Istruzioni di salto Istruzioni che alterano il normale ordine di esecuzione delle istruzioni di un algoritmo, specificando esplicitamente quale sia la successiva istruzione da eseguire Si distinguono istruzioni di salto condizionato o incondizionato Per quelle condizionate il salto è subordinato al verificarsi di una condizione specificata, per quelle incondizionate il salto è eseguito ogni volta che listruzione viene eseguita Sono sconsigliate nella programmazione strutturata

18 Istruzioni di inizio/fine Indicano quale istruzione dellalgoritmo debba essere eseguita inizialmente e quale determini la fine dellesecuzione

19 Istruzioni di ingresso/uscita Istruzioni che indicano una trasmissione di dati o messaggi fra lalgoritmo e tutto ciò che è esterno allalgoritmo Si dicono di ingresso o lettura quando lalgoritmo riceve dati dallesterno Si dicono di uscita o scrittura quando i dati sono comunicati dallalgoritmo allesterno

20 Esempio NellAlgoritmo delle RADICI Le istruzioni 1,8 sono di inizio/fine Le istruzioni 2,7 sono di ingresso/uscita La istruzione 3 è operativa La istruzione 4 è di salto condizionato Le istruzioni 5,6 sono condizionali

21 Proposizioni Una proposizione è un costrutto linguistico del quale si può dire se è vero o falso Il valore di verità di una proposizione è lessere vera o falsa della proposizione Es. 3 è un numero pari è una proposizione incrementa x di 10 non è una proposizione

22 Predicati È un predicato una proposizione contenente delle variabili e in cui il valore delle variabili determina il valore di verità del predicato Es. x è un numero pari è un predicato

23 Predicati La valutazione di un predicato avviene tramite i seguenti operatori relazionali = uguale, diverso > maggiore, maggiore o uguale < minore, minore o uguale

24 Predicati semplici e composti Un predicato che contiene un solo operatore relazionale è detto predicato semplice Gli operatori relazionali possono essere combinati con i seguenti operatori logici NOT AND OR Un predicato che contiene più operatori relazionali combinati tramite uno o più operatori logici è detto composto

25 Operatori logici NOT: dato un predicato p, NOT p è vero quando p è falso e viceversa AND: dati due predicati p e q, p AND q è vero solo quando entrambi p e q sono veri e falso altrimenti OR: dati due predicati p e q, p OR q è falso solo quando entrambi p e q sono falsi e vero altrimenti

26 Tavole di verità pNOT p VF FV

27 Tavole di verità pqp AND q VVV VFF FVF FFF

28 Tavole di verità pqp OR q VVV VFV FVV FFF

29 Vettori Le variabili considerate fino ad adesso sono dette variabili scalari Una variabile vettore (array) è una coppia Può essere immaginata come una scatola che ha un nome e che è divisa in tanti comparti ognuno dei quali è numerato e può contenere un valore

30 Vettori Ogni valore è individuato dal nome della variabile seguito dal numero del comparto detto indice La notazione usata è: A(i) La dimensione di un vettore è il numero dei suoi elementi

31 Vettori Gli indici vanno da 1 (0 in VBA) ad un numero massimo rappresentato dalla dimensione del vettore (dimensione – 1 in VBA) In fase di dichiarazione di una variabile vettore si specifica la sua dimensione che non è più modificabile successivamente

32 Matrici È lestensione del concetto di vettore Una matrice è un insieme di valori che sono indicizzati facendo ricorso a due o più indici La notazione usata è M(i,j) Per una matrice a 2 dimensioni i è detto indice riga e j indice colonna

33 Diagrammi di flusso Sono noti anche come Diagrammi a blocchi Costituiscono un linguaggio formale di tipo grafico per rappresentare gli algoritmi Attraverso il diagramma a blocchi (o flow chart) si può indicare la logica e lordine di esecuzione delle istruzioni Un particolare simbolo grafico detto blocco elementare è associato ad ogni tipo di istruzione elementare I blocchi sono collegati tra loro tramite frecce che indicano il susseguirsi delle istruzioni

34 Diagrammi di flusso metti x+y in y; metti x-1 in x; X = 0 - Blocco computazionale (o blocco azione) - Blocco decisionale (o blocco di controllo) vero falso Contengono sequenze di azioni Contengono una condizione Booleana: se è vera, si segue la freccia etichettata vero se è false si segue la freccia etichettata falso

35 Diagrammi di flusso Gli altri blocchi elementari sono: Sub Leggi x End Sub Scrivi x Blocco iniziale Blocco finale Blocco di lettura Blocco di scrittura

36 Strutture di controllo modulari Un diagramma di flusso si ottiene collegando le frecce uscenti dai blocchi di elaborazione e decisionali Una buona norma è attenersi a diagrammi con strutture predefinite, con una sola freccia entrante e una uscente Tali strutture sono dette strutture di controllo e sono alla base della programmazione strutturata Ciò consente di modularizzare (cioè dividere in parti o moduli) il diagramma; è utile perché spesso i moduli corrispondono a sottoproblemi (sottoprogrammi)

37 Sottoprogrammi Con il blocco si indica un sottoprogramma di cui è nota la rappresentazione in diagramma a blocchi A sottoprogramma

38 Proprietà dei diagrammi di flusso Un diagramma a blocchi descrive un algoritmo se: ha un blocco iniziale e uno finale è costituito da un numero finito di blocchi azione e/o blocchi lettura/scrittura e/o blocchi di controllo ciascun blocco elementare soddisfa le condizioni di validità

39 Proprietà dei diagrammi di flusso Condizioni di validità Ciascun blocco azione, lettura/scrittura ha una sola freccia entrante e una sola freccia uscente Ciascun blocco di controllo ha una sola freccia entrante e due uscenti Ciascuna freccia entra in un blocco o si innesta su unaltra freccia Ciascun blocco è raggiungibile dal blocco iniziale Il blocco finale è raggiungibile da qualsiasi altro blocco

40 Esercizio Scrivere un algoritmo e rappresentarlo tramite un diagramma a blocchi per i seguenti problemi: attraversare la strada ritirare i soldi al bancomat calcolare larea del triangolo

41 Analisi strutturata È lanalisi volta alla stesura di descrizioni di algoritmi tramite diagrammi a blocchi di tipo strutturato Un diagramma a blocchi strutturato è più facilmente comprensibile e modificabile In un diagramma strutturato non apparirà mai una istruzione di salto incondizionato

42 Analisi strutturata Teorema di Böhm-Jacopini Ogni diagramma a blocchi non strutturato è sempre trasformabile in un diagramma a blocchi strutturato ad esso equivalente dove due diagrammi si dicono equivalenti se partendo dagli stessi dati iniziali producono gli stessi risultati

43 Analisi strutturata Una descrizione è di tipo strutturato se i blocchi sono collegati tramite gli schemi di flusso corrispondenti alle strutture di controllo principali: schema di sequenza schema di selezione schema di iterazione

44 Strutture di controllo principali - Sequenza - Selezione - Iterazione verofalso vero falso

45 Schema di sequenza Due o più schemi di flusso sono eseguiti in successione Nota: lo schema di sequenza è strutturato se e solo se lo sono i blocchi S 1 e S 2 Sub() End Sub S1S1 S2S2

46 Schema di selezione Esiste un blocco di controllo che permette di scegliere quale schema di flusso debba essere eseguito tra due schemi, in funzione del valore di verità del controllo Sub() C S1S1 End Sub Sub() C S1S1 End Sub S2S2 falso vero


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