Il PENSIERO COMPUTAZIONALE «GLI ALGORITMI»

Pasta asciutta all’olio Mettere 2 litri di acqua in una pentola; Mettere la pentola sopra al gas; Portare l’acqua in ebollizione; Mettere in acqua 20 g di sale; Aggiungere 80 g di pasta; Spegnere il fuoco dopo il tempo indicato sulla confezione della pasta; Scolare l’acqua in un apposito scolapasta; Servire in un piatto aggiungendo 10 ml di olio; Cospargere il tutto con 10 g di parmigiano.

Cos’è un algoritmo? È una procedura automatica, cioè eseguibile da un essere non pensante (ad esempio un computer), per risolvere, in un numero finito di passi, un certo problema. Un algoritmo è un insieme ordinato di passi eseguibili e non ambigui.

Algoritmo Input ALGORITMO Output

Rappresentazione grafica Annaffiare tutte piante della casa Riempio l’annaffiatoio d’acqua Annaffio tutte le piante che hanno bisogno di acqua L’acqua è sufficiente? No Si Lavoro finito

Pasta asciutta all’olio Mettere un po’ d’acqua in una padella Mettere la padella sopra al gas Portare l’acqua in ebollizione Mettere in acqua sale q.b. Aggiungere una porzione di pasta Spegnere il fuoco quando la pasta è cotta Scolare l’acqua in un apposito scolapasta Servire in un piatto aggiungendo un filo d’olio Cospargere il tutto con una spolverata di parmigiano

Finitezza Un algoritmo per essere tale, deve produrre un output in un numero finito di passi. Questo significa che finirà in un tempo finito qualora venga eseguito da un computer. La finitezza è una condizione necessaria per un algoritmo.

Questo è un algoritmo?

Correttezza Ovvero per ogni input valido, l'output dell'algoritmo è una soluzione per il problema. La correttezza non è una condizione necessaria per un algoritmo (un algoritmo non corretto è comunque un algoritmo). Dire esempio su pasta (se aggiungo il sugo non è pasta all’olio ma è comunque una ricetta )

Efficienza Si indica col termine efficienza la velocità di un algoritmo nel risolvere un problema. L’efficienza dipende da molte variabili esterne: tipo di calcolatore, input differenti, ecc. Come trovare una misura univoca dell’efficienza dell’algoritmo?

Complessità computazionale La misura univoca dell’efficienza di un algoritmo si basa sul numero di istruzioni da eseguire nel caso peggiore possibile. Il numero di istruzioni dipende dalle dimensioni dell’input.

Classi di complessità I problemi vengono classificati in differenti classi di complessità. La complessità è sempre funzione della dimensione dell’input (dice come aumentano le istruzioni al crescere delle dimensioni dell’input).

Tempo/Memoria Per diminuire la complessità di un algoritmo è utile memorizzare le soluzioni di sottoproblemi in modo da non doverle ricalcolare più volte. Si rischiano però problemi insuperabili di spazio per la memoria.

Programma ≠ Algoritmo Un algoritmo non è un programma! Un programma è l’implementazione di uno o più algoritmi.

Strutture dati Organizzazione dell’input: vengono usate in ogni programma per raggruppare in modo logico i dati e accedervi in modo veloce. Sono utilizzate dall'algoritmo e ne influenzano l'efficienza.

Calcolabilità Per ogni problema esiste un algoritmo che lo risolve? Può essere utile sapere se esiste o no un algoritmo per un determinato problema. È stato dimostrato che per certi problemi non esiste un algoritmo risolutivo. Prima il grassetto, poi compare il resto

Ruolo nel pensiero razionale Matematica…. Latino… perché non l’informatica? È universalmente riconosciuto il valore di alcune discipline per esercitare e stimolare il ragionamento: l’informatica si presta molto bene. Computational thinking! Prima grassetto poi il resto

Relazione con altre Scienze Al giorno d’oggi l’informatica assume un ruolo centrale tra le scienze. Algoritmi di ogni genere sono usati da fisici, matematici, biologi, ingegneri, architetti, ecc.

Importanza in informatica Gli algoritmi sono come il prezzemolo!! Gli algoritmi sono tra i fondamenti dell’informatica. Hanno dato vita a molti studi teorici (teorie della complessità e della calcolabilità). Sono presenti, oramai, in ogni settore.

RELATORE: PROF.SSA ANGELA NARDELLI angela.nardelli@istruzione.it

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!!!