DAL PROBLEMA ALL'ALGORITMO Problemi e Programmi Paolo Amico

Presentazione sul tema: "DAL PROBLEMA ALL'ALGORITMO Problemi e Programmi Paolo Amico"— Transcript della presentazione:

1 DAL PROBLEMA ALL'ALGORITMO Problemi e Programmi Paolo Amico
Informatica generale Scienza della Comunicazione

2 CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DI UN ESECUTORE
Un’azione fondamentale presente in un processo eseguito da un calcolatore è l’assegnamento. V  9 V  E Espressione, cioè una formula che specifica sempre un valore. Ogni espressione è composta da operandi e operatori E Gli operandi possono essere costanti, espressioni o variabili Gli operatori possono essere di tre tipi: aritmetici, di relazione e logici

3 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE
Operatori aritmetici + addizione - sottrazione * moltiplicazione div Divisione tra numeri interi / Divisione tra numeri reali mod Calcolo del resto della divisione tra interi ^ Elevamento a potenza

4 CARATTERISTICHE FONDAMENTALE DI UN ESECUTORE
Operatori di relazione < Minore di <= Minore o uguale di > Maggiore >= Maggiore o uguale di <> Diverso

5 CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DI UN ESECUTORE
Operatori logici And Per il prodotto logico (congiunzione) Or Per la somma logica (disgiunzione) Not Per la negazione Xor Per l’OR esclusivo

6 Diagrammi di flusso Per la descrizione degli algoritmi si utilizzano particolari rappresentazioni grafiche denominate diagrammi di flusso, schemi a blocchi o flowchart Questa descrizione costituisce un efficace strumento per la descrizione degli algoritmi, più valido di una esposizione di tipo discorsivo (troppo generica e ambigua) Qualsiasi algoritmo può essere decomposto in poche funzioni elementari Trasferimento dati Blocco operativo Blocco decisionale Inizio o fine Simbolo di connessione

7 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 chiave che aprono e chiudono il testo di un algoritmo sono INIZIO e FINE. Altre parole chiave 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 un’espressione 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 all’utente per acquisire i dati necessari all’elaborazione può essere indicata con chiedi(lista dei dati che servono) Le variabili, le costanti vengono indicate da parole in minuscolo dette identificatori

8 ESEMPIO Algoritmo rettangolo h b A= b  h Dati input
Base e altezza del rettangolo INIZIO Chiedi(base, altezza) Leggi(base, altezza) Area  base * altezza Scrivi area Dati output Area del rettangolo FINE

9 ESEMPIO Inizio h b A= b  h Dati input Base e altezza del rettangolo
Chiedi base, altezza Leggi base altezza Dati input Base e altezza del rettangolo Area base * altezza Dati output Scrivi area Area del rettangolo Fine

10 Programmazione Strutturata
La programmazione strutturata è una tecnica di programmazione che ha lo scopo di semplificare la struttura di un algoritmo disciplinando l'organizzazione di uno schema a blocchi In particolare prevede l'uso di un numero limitato di strutture di controllo fondamentali Struttura di controllo: flowchart parziale da assumere come modello di computazione, con un ingresso ed una uscita La programmazione strutturata vincola quindi l'utilizzo delle strutture di controllo, ma offre i seguenti vantaggi: rende possibile una progettazione di tipo Top-Down permette la definizione di algoritmi più leggibili, essendo più facile individuare i moduli corrispondenti alle varie parti di cui si compone l'algoritmo test, correzione e manutenzione del programma sono perciò più semplici

11 Programmazione strutturata
Si assumono come strutture di controllo fondamentali: A Sequenza B Vero Falso p A B Selezione binaria Vero p A While do (ripeti mentre)

12 Istruzioni per il controllo di flusso
Forniscono al programmatore il meccanismo per decidere se e come eseguire blocchi di istruzioni condizionatamente a meccanismo decisionali definiti all’interno della applicazione Istruzioni per il controllo di flusso Istruzione Descrizione if Esegue o no un blocco di codice a seconda del valore restituito da una espressione booleana if-else Esegue permette di selezionare tra due blocchi di codice quello da eseguire a seconda del valore restituito da una espressione booleana while Esegue ripetutamente un blocco di codice controllando il valore di una espressione booleana do-while

13 somma l’inverso del cubo di i ad s Incrementa il contatore
Sequenza Flowchart della struttura sequenza Due azioni eseguite in ordine somma l’inverso del cubo di i ad s Incrementa il contatore

14 Ciclo while Esegue una istruzione mentre una condizione è verificata
Vero p A Esegue una istruzione mentre una condizione è verificata

15 Ciclo do-while A p Vero Falso Esegue una istruzione finché una condizione diventa falsa

16 La selezione binaria if
È usata per scegliere fra due alternative Pseudocodice Se il voto è maggiore di 18 allora l’esame è superato Vero Falso voto>=18 Esempio di flowchart della struttura if if è una struttura con un solo punto di uscita stampa

17 La selezione binaria if/else
Strutture di selezione if Esegui una singola operazione se la condizione è vera if/else Esegui operazioni diverse quando la condizione è vera o quando è falsa Pseudocodice Se il voto è maggiore o uguale di 18 Stampa “Esame superato” altrimenti Stampa “Esame non superato”

18 Stampa “Esame non superato” Stampa “Esame superato”
La selezione binaria if/else falso vero voto >= 18 Stampa “Esame non superato” Stampa “Esame superato”

19 Ciclo controllato da un contatore
stampa 30 volte la parola TRE START END C := 1 C := C + 1 stampa “TRE” C = 30 V F

20 Ciclo controllato da un contatore
Media dei voti: Descrizione del problema: Una classe di 10 studenti affronta un quiz. I risultati sono interi fra 0 e 100. Calcolare la media complessiva. È una iterazione controllata da un contatore Il ciclo viene ripetuto finché un contatore non raggiunge un determinato valore Il numero di iterazioni è noto: si usa un contatore

21 azzera somma parziale - accumulatore
Descrizione a parole: azzera somma parziale - accumulatore azzera il contatore dei numeri già introdotti leggi un dato somma il dato all’accumulatore incrementa il contatore se il numero di dati letti (contatore) è minore di 10 torna a 3, altrimenti continua stampa la media Inizio I = 0 S = 0 I contatore S accumulatore I = I + 1 Vero Falso I<10 Lettura dato Di Stampa media S: = S + Di Fine

22 START END dati A B RIS := A; CON := 1 stampa RIS CON := CON + 1 CON = B V F RIS := RIS + 1 A e B > 0 somma due numeri avendo a disposizione solo l’operazione di incremento unitario (macchina a strati)

23 START END dati A B RIS := 0; CON := 1 stampa RIS CON := CON + 1 CON = B V F RIS := RIS + A A e B > 0 moltiplica due numeri avendo a disposizione solo l’operazione di somma (macchina a strati)

24 Ciclo controllato da una sentinella
Problema: costruire un algoritmo che, assegnati N dati numerici A1, A2, A3, …, AN Con N non noto a priori, sia capace di: Contare i dati, ossia determinare N Calcolare la somma S dei Dati Occorre un contatote Ct che, inizialmente azzerato, viene incrementato di una unità ogni volta che uno dei dati viene introdotto in memoria Occorre una sentinella (flag) adibita a segnalare il momento in cui si realizza L’evento: “la lettura dei dati è terminata”

25 A tale scopo si usa una variabile che chiameremo spia e che manterremo
Spenta (spia=0) per tutta la durata della lettura dei dati eche accenderemo (spia=1) subito dopo l’immissione dell’ultimo dato Algoritmo INIZIO Spia:=0 Ct:=0 S:=0 Ripeti Introduzione del dato in A Introduzione di 0 o 1 in spia a seconda che la lettura dei dati non sia, o sia terminata Incrementa il contatore Incrementa la somma Finché (spia=1) Visualizza contatore Visualizza somma FINE

26 falso vero Inizio Spia: = 0 Ct: = 0 S:=0 Lettura dato A, spia
Ct: = Ct+1 S:=S+A falso Spia=1 vero N=Ct Somma=S Fine

27 MCD(m,n) m,n >0 Leggi m r1m mod min r2n mod min Stampa min
Leggi n si m>n minn minm 1. Leggi m e n; 2. considera il minore tra i due numeri (min) 3. verifica se min è divisore sia di m che di n. In caso positivo min è il MCD cercato altrimenti 3.1 sottrai 1 a min e torna al punto 3 r1m mod min r2n mod min (r1=0 and r2=0) si minmin-1 Stampa min