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Modulo 1: Problemi e Programmi. CARATTERISTICHE Modulo1: Dal problema Allalgoritmo Modulo2: Dall algoritmo ai Programmi Modulo1: Dal problema Allalgoritmo.

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Presentazione sul tema: "Modulo 1: Problemi e Programmi. CARATTERISTICHE Modulo1: Dal problema Allalgoritmo Modulo2: Dall algoritmo ai Programmi Modulo1: Dal problema Allalgoritmo."— Transcript della presentazione:

1 Modulo 1: Problemi e Programmi

2 CARATTERISTICHE Modulo1: Dal problema Allalgoritmo Modulo2: Dall algoritmo ai Programmi Modulo1: Dal problema Allalgoritmo Modulo2: Dall algoritmo ai Programmi STUDENTI DELTERZO ANNO, DI UNA SCUOLA SECONDARIA DI UN ISTITUTO INDUSTRIALE AD INDIRIZZO INFORMATICO TEMPO 3 Settimane per la prima unità didattica 5 Settimane per la seconda unità didattica

3 PREREQUISITI 1.Formalizzazione di problemi di matematica e fisica 2.Concetto di dato e dinformazione 3.Concetto di modello e di sistema 4.Concetto di Processo e Processore 5.Strategie per la risoluzione dei problemi, con un approccio sistematico

4 COMPETENZE Saper distinguere allinterno di un problema: tra variabili e costanti tra dati e azioni Riconoscere le caratteristiche fondamentali delle istruzioni che possono comporre un algoritmo Rappresentare con i diagrammi a blocchi e con la pseudocodifica semplici algoritmi

5 CONOSCENZE – ABILITA Conoscenze Abilità definizione di algoritmo e le caratteristiche fondamentali delle istruzioni lo compongono funzione delle operazioni di input e output operazioni fondamentali svolte da un generico esecutore e, in particolare, da un elaboratore elementi fondamentali delle tecniche di descrizione di un algoritmo Definire semplici algoritmi di tipo sequenziale rappresentandoli secondo il seguente schema predefinito: individuazione dei dati di input e output individuazione delle variabili di lavoro individuazione della sequenza delle azioni da compiere

6 STRUMENTI, ATTIVITA DIDATTICHE ATTIVITÀ DIDATTICHE STRUMENTI Lezioni frontale in classe Lezione dialogata Esercitazione di gruppo Libri di testo Presentazioni multimediali Lavagna luminosa Video Proiettore

7 TEMPI TEMPI 3 SETTIMANE 18 ORE LEZIONE FRONTALEESERCITAZIONIVERIFICHE 10 ORE5 ORE3 ORE

8 VERIFICHE - VALUTAZIONE Verifica Diagnostica: test V/F e a scelta multipla per verificare lapprendimento dei concetti e delle nozioni (1 ORA) Verifica In Itinere: Esercizi sulla definizione di semplici algoritmi sequenziali (1 ORA) Verifica Finale: Test a scelta multipla ed esercizi sulla formulazione di alcuni algoritmi per problemi dati (1 ORA) VALUTAZIONE FINALE (SOMMATIVA) con ausilio di griglia di valutazione

9 DAL PROGRAMMA ALLALGORITMO MODELLO: rappresentazione semplificata, schematica di una realtà osservata. In particolare un modello permette attraverso processi di formalizzazione, lindividuazione delle caratteristiche principali della realtà osservata. Queste caratteristiche rappresentano delle entità astratte. MODELLO: rappresentazione semplificata, schematica di una realtà osservata. In particolare un modello permette attraverso processi di formalizzazione, lindividuazione delle caratteristiche principali della realtà osservata. Queste caratteristiche rappresentano delle entità astratte. Entità Registrabili in memoria Relazionabili tra di loro Trasferimento di un problema su un sistema di elaborazione Implementazione UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

10 VARIABILI E COSTANTI 1/2 Rappresentare la realtà osservata in modo semplificato attraverso un modello significa individuare le entità che sono caratteristiche. Ogni entità può essere presente con diversi esemplari, a cui associamo i diversi valori che possono essere assunti dallentità. Rappresentare la realtà osservata in modo semplificato attraverso un modello significa individuare le entità che sono caratteristiche. Ogni entità può essere presente con diversi esemplari, a cui associamo i diversi valori che possono essere assunti dallentità. Es. 1: ATTIVITA FATTURAZIONE Entità Il cliente a cui è intestata la fatturazione Il prodotto che viene venduto La fattura ATTRIBUTI DELLENTITA: elementi che rappresentano e specificano lentità. Se questi elementi assumono valori diversi per entità, essi sono definiti VARIABILI. ATTRIBUTI DELLENTITA: elementi che rappresentano e specificano lentità. Se questi elementi assumono valori diversi per entità, essi sono definiti VARIABILI. Es. 1: ATTIVITA FATTURAZIONE Entità cliente Il nome, lindirizzo, la città dove risiede, il numero di partita IVA UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

11 VARIABILI E COSTANTI 2/2 h b A= b h Gli attributi che assumono sempre lo stesso valore vengono definiti COSTANTI I nomi che diamo alle variabili o alle costanti, per distinguerli allinterno del modello vengono detti IDENTIFICATORI A = r² r UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

12 DATI E AZIONI 1/3 I dati dono i valori assunti dagli attributi degli elementi che caratterizzano il problema, rappresentati con variabili e costanti. Le azioni sono le attività che mettendo i dati in relazione tra loro, consentono di ottenere i risultati desiderati. I dati dono i valori assunti dagli attributi degli elementi che caratterizzano il problema, rappresentati con variabili e costanti. Le azioni sono le attività che mettendo i dati in relazione tra loro, consentono di ottenere i risultati desiderati. I dati possono essere: a)Elementari numerici alfabetici alfanumerici (Stringhe) b)Non Elementari (insieme di dati elementari) I dati possono essere: a)Elementari numerici alfabetici alfanumerici (Stringhe) b)Non Elementari (insieme di dati elementari) Le azioni possono essere riconducibili ad operazioni: tipo aritmetico tipo logico Le azioni possono essere riconducibili ad operazioni: tipo aritmetico tipo logico UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

13 DATI E AZIONI 2/3 Esempio: Esaminare un elenco di persone, con nome e anno di nascita, contare le presone più di ventanni di età, e fornire alla fine il risultato del conteggio NomeAnno DATI Nome Anno di nascita Età delle persone Età minima(20 anni) Risultato del conteggio AZIONI Esaminare lelenco Contare le persone Fornire il risultato Calcolo delletà Età = AnnoAttuale – Anno i Nascita UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

14 DATI E AZIONI 3/3 Identificatore Variabile o costante DescrizioneTipo NomeVariabileNome della personaAlfabetico Anno di nascitaVariabile Anno di nascita della persona Numerico EtàVariabileEtà della personaNumerico Età minimaCostanteEtà minima per il controlloNumerico Anno attualeCostanteAnno in corsoNumerico ContatoreVariabileRisultato del conteggioNumerico UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

15 METODOLOGIA DI LAVORO 1/4 Risoluzione di un problema Prima fase: 1)Definizione del problema 2)Descrizione dei dati che sono coinvolti, distinguendo quelli che abbiamo a disposizione 3)Risultati da ottenere 4)Stabilire come rintracciare e raccogliere tutte le risorse che possono essere utili Prima fase: 1)Definizione del problema 2)Descrizione dei dati che sono coinvolti, distinguendo quelli che abbiamo a disposizione 3)Risultati da ottenere 4)Stabilire come rintracciare e raccogliere tutte le risorse che possono essere utili Seconda fase: 1)Definizione delle azioni da intraprendere 2)Definizione dellesatta sequenza delle azioni da compiere per ottenere la soluzione Seconda fase: 1)Definizione delle azioni da intraprendere 2)Definizione dellesatta sequenza delle azioni da compiere per ottenere la soluzione Esempio: Tenuta del bilancio familiare I dati iniziali sono costituiti dalla lista dettagliata delle entrate e delle uscite, i risultati attesi sono il rendiconto dei tipi di spesa effettuate e del tipo di entrate godute. Il criterio di calcolo e di aggregazione delle entrate e delle uscite costituisce il procedimento risolutivo del problema. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

16 METODOLOGIA DI LAVORO 2/4 Dati che servono, ovvero i dati iniziali.I dati iniziali sono detti dati dingresso o dati in input. Risultati da ottenere o dati in output. Risorse logiche e fisiche a disposizione. Le soluzioni adottate Descrizione del problema UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

17 METODOLOGIA DI LAVORO 3/4 Lindividuazione di questi elementi costituisce lanalisi del problema. Descrizione del problema Stesura dellalgoritmo La soluzione del problema deve essere organizzata e sviluppata in una serie di operazioni da attuare secondo un ben definito ordine, che permette di giungere ai risultati attesi a partire dai dati iniziali. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

18 METODOLOGIA DI LAVORO 4/4 Lindividuazione di questi elementi costituisce lanalisi del problema. Descrizione del problema Stesura dellalgoritmo La scomposizione del procedimento risolutivo di un problema, in una sequenza di operazioni elementari da seguire per ottenere i risultati attesi, costituisce la stesura dellalgoritmo UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

19 ALGORITMI 1/2 Un algoritmo è una descrizione di un insieme finito di passi, che devono essere eseguite per portare a termine un dato compito e per raggiungere un risultato definito. Esempi di algoritmo possono essere: Le istruzioni per lutilizzo di un elettrodomestico Le regole per eseguire la divisione tra due numeri ESECUTORE UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

20 ALGORITMI 2/2 Ogni istruzione eseguita deve produrre un risultato osservabile Ogni istruzione deve essere eseguita in un tempo finito Un algoritmo è una descrizione completa, univoca e esaustiva di un insieme finito di operazioni elementari, interpretabili e riproducibili dal nostro esecutore, che permette di raggiungere lo scopo del processo in un tempo ragionevole. Ogni istruzione deve essere concretamente realizzabile dallesecutore Le istruzioni devono essere precise e non ambigue Ogni istruzione deve avere un carattere deterministico UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

21 ESEMPIO DI ALGORITMO 1/2 Contattare telefonicamente una serie di persone a cui deve lasciare un messaggio Lelenco delle persone con il nome e il numero di telefono Il messaggio da comunicare Deve Dati che servono Risultati Lelenco delle persone con lindicazione per ciascuna dellesito della telefonata UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

22 ESEMPIO DI ALGORITMO 2/2 Deve Contattare telefonicamente una serie di persone a cui deve lasciare un messaggio Algoritmo leggi il numero telefonico componi il numero in base alla situazione che si presenta scrivi sullelenco: occupato, numero errato o OK ripeti le operazioni precedenti finchè le persone sono finite. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

23 GLI ELEMENTI DI UNA APPLICAZIONE 1/2 Programmatore Scrive algoritmo Consegna a Esecutore Utente UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

24 GLI ELEMENTI DI UNA APPLICAZIONE 2/2 Carica nel Scrive Programmatore programma Computer Utente UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

25 ACQUISIRE E COMUNICARE I DATI 1/2 Dati iniziali Input Soluzione adottata Soluzione adottata Algoritmo Risultati attesi Output Dati input Esecutore utilizzatore Esecutore utilizzatore Dati output Ci possono essere delle variabili, che non sono nè di input nè di output, ma che sono necessarie allelaborazione e che vengono dette Variabili di Lavoro. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

26 ACQUISIRE E COMUNICARE I DATI 2/2 Esempio: Date le misure dei due cateti di un triangolo rettangolo, si vuole calcolare la misura del perimetro del triangolo Dati iniziali sono: Cateto 1 Cateto 2 Risultato finale: perimetro Per il calcolo del perimetro abbiamo bisogno dellipotenusa, che possiamo calcolare a partire dai cateti, per cui è una variabile di lavoro Per fare in modo che lesecutore acquisisca i dati possiamo usare le istruzioni del tipo: leggi, acquisisci, accetta. Per fare in modo che lesecutore comunichi i dati possiamo usare le istruzioni del tipo: scrivi, comunica, mostra. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

27 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE 1/4 Unazione fondamentale presente in un processo eseguito da un calcolatore è lassegnamento. V 9 V E E Espressione, cioè una formula che specifica sempre un valore. Ogni espressione è composta da operandi e operatori Gli operandi possono essere costanti, espressioni o variabili Gli operatori possono essere di tre tipi: aritmetici, di relazione e logici UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

28 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE 2/4 Operatori aritmetici +addizione -sottrazione *moltiplicazione divDivisione tra numeri interi /Divisione tra numeri reali modCalcolo del resto della divisione tra interi ^Elevamento a potenza UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

29 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE 3/4 Operatori di relazione Maggiore >=Maggiore o uguale di <>Diverso UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

30 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE 4/4 Operatori logici AndPer il prodotto logico (congiunzione) OrPer la somma logica (disgiunzione) NotPer la negazione XorPer lOR esclusivo UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

31 DIAGRAMMA A BLOCCHI 1/4 Il metodo dei diagrammi a blocchi consiste in una descrizione grafica; esso permette un visione immediata dellintero procedimento e dellordine di esecuzione delle varie istruzioni I diagrammi a blocchi sono formati da simboli di forma diversa, ciascuna con un proprio significato; allinterno di ogni simbolo e presente un breve testo sintetico. Linee orientate con frecce, che uniscono fra loro i vari simboli, indicano il flusso delle operazioni. UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO start end istruzioni I/O elaborazione condizione sìno sottoprogramma

32 Assegnamento ed istruzioni aritmetico-logiche A=5A=A+1A=5 sìno Istruzioni di I/O leggi Ascrivi A DIAGRAMMA A BLOCCHI 2/4

33 Strutture di controllo CONDIZIONE A DUE VIE condizione sì blocco 1 no blocco 2 DIAGRAMMA A BLOCCHI 3/4

34 Strutture di controllo ITERAZIONE: CICLO A CONDIZIONE INIZIALE condizione sì blocco istruzioni no viene valutata prima la condizione di ciclo e poi EVENTUALMENTE entra nel blocco istruzioni continua a ciclare fintanto che la condizione è vera. Esce dal ciclo quando la condizione è falsa DIAGRAMMA A BLOCCHI 4/4

35 LA PSEUDOCODIFICA La pseudocodifica è la descrizione di un algoritmo ottenuta utilizzando termini e parole del linguaggio comune, ma applicando una serie di regole che permettono di organizzare un tipo di testo formalmente rigoroso e strettamente orientato alla stesura degli algoritmi. La pseudocodifica utilizza delle regole per strutturare il testo: Le parole chiavi che aprono e chiudono il testo di un algoritmo sono INIZIO e FINE. Altre parole chiavi sono A, ALLORA, ALTRIMENTI, CASO, DA, DI, ESEGUI, FINCHE, MENTRE, PASSO, PER, RIPETI, SE. Ogni istruzione è indicata con una frase del linguaggio corrente e può contenere unespressione di tipo aritmetico o logico Le istruzioni leggi(lista di variabili) e scrivi(variabili e costanti) vengono utilizzate per descrivere le operazione di immissione ed emissione dei dati La richiesta allutente per acquisire i dati necessari allelaborazione può essere indicata con chiedi(lista dei dati che servono) Le variabili, le costanti vengono indicate da parole in minuscolo dette identificatori UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

36 Strutture di controllo CONDIZIONE A DUE VIE se condizione { /* blocco 1 */... } altrimenti { /* blocco 2 */... } LA PSEUDOCODIFICA Strutture di controllo ITERAZIONE: CICLO A CONDIZIONE INIZIALE finchè condizione { /* blocco istruzioni */... }

37 ESEMPIO h b A= b h Dati input Base e altezza del rettangolo Dati output Area del rettangolo Algoritmo rettangolo INIZIO Chiedi(base, altezza) Leggi(base, altezza) Area base * altezza Scrivi area FINE UNITA DIDATTICA 1: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO

38 ESEMPIO UNITA DIDATTICA 2: DAL PROBLEMA ALLALGORITMO h b A= b h Dati input Base e altezza del rettangolo Dati output Area del rettangolo Inizio Fine Chiedi base, altezza Leggi base altezza Scrivi area Area base * altezza

39 Algoritmo: ricapitolando Lalgoritmo è una procedura effettiva che, attraverso una sequenza finita di passi definiti, porta alla soluzione di una classe di problemi, utilizzando dati iniziali e pervenendo a dei risultati finali.

40 Test 1/2 Il problema dei secchi Sono presenti due secchi con capacità volumetrica rispettivamente di 3 e 4 litri. Determinare le operazioni necessarie per far si che il primo secchio (da 3 litri) sia riempito con 2 litri. Possiamo agire sui due secchi attraverso le seguenti operazioni : - riempire completamente un secchio - svuotarlo completamente - travasare una certa quantità di liquido da un secchio allaltro

41 Test 2/2 Il problema dei secchi: soluzione 4L 3L

42 UNITA DIDATTICA 1: DAL PROGRAMMA ALLALGORITMO FINE


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