problemi algoritmi e programmazione

PROBLEMI
ALGORITMI
E
PROGRAMMAZIONE
SCIENZE E TECNOLOGIE APPLICATE
CLASSE SECONDA D
PROGRAMMARE =
SPECIFICARE UN PROCEDIMENTO CAPACE DI FAR
SVOLGERE AD UNA MACCHINA UNA SERIE
ORDINATA DI OPERAZIONI AL FINE DI
RAGGIUNGERE IL RISULTATO FINALE PREFISSATO
TALE
PROCEDIMENTO
ALGORITMO.
PRENDE
IL
NOME
DI
L’ALGORITMO VIENE SCRITTO IN FORMA DI
PROGRAMMA.
PROBLEMA
PROCEDIMENTO
(ALGORITMO)
RISULTATI
PROGRAMMA
COMUNICARE
• LINGUAGGI NATURALI
• LINGUAGGI ARTIFICIALI
– LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE
LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE
• AD ALTO LIVELLO (PIU’ VICINI AL MODO DI
RAGIONARE DELL’UOMO)
• A BASSO LIVELLO (PIU’ VICINI AL MODO DI
RAGIONARE DELLA MACCHINA)
• LINGUAGGIO MACCHINA (E’ IL LINGUAGGIO
COMPRESO DAL COMPUTER)
COMPILATORI
• SONO PROGRAMMI CHE PERMETTONO DI
TRADURRE UN PROGRAMMA SCRITTO IN
LINGUAGGIO AD ALTO LIVELLO, IN UN
PROGRAMMA IN LINGUAGGIO MACCHINA
PROGRAMMA IN
LINGUAGGIO AD
ALTO LIVELLO
COMPILATORE
PROGRAMMA IN
LINGUAGGIO
MACCHINA
LE FASI DI REALIZZAZIONE DI UN
PROGRAMMA
• CAPIRE IL PROBLEMA ED INDIVIDUARE LA
SOLUZIONE (ALGORITMO)
• PROGETTARE E CODIFICARE IL PROGRAMMA
• CREARE IL PROGRAMMA IN LINGUAGGIO
MACCHINA (ESEGUIBILE)
• ESEGUIRE E PROVARE IL PROGRAMMA SUL PC
• DOCUMENTARE IL PROGRAMMA
PRINCIPALI LINGUAGGI DI
PROGRAMMAZIONE
•
•
•
•
•
•
•
ASSEMBLY
BASIC
COBOL
FORTRAN
PASCAL
C ++, C#
JAVA
TROVARE L’ALGORITMO
PRIMA DI TUTTO OCCORRE CAPIRE BENE :
• COSA VIENE CHIESTO NEL PROBLEMA
• QUALI SONO I DATI DI INPUT
• QUALI SONO I RISULTATI ATTESI (DATI DI
OUTPUT)
QUINDI IN DEFINITIVA….
UN ALGORITMO E’ UNA SEQUENZA DI
PASSI ELEMENTARI CHE DEVONO ESSERE
ESEGUITI SECONDO UN ORDINE
PREFISSATO PER RAGGIUNGERE IL
RISULTATO VOLUTO
ALGORITMO PER IL CALCOLO
DELL’AREA DI UN QUADRATO
• RICEVI IN INPUT LA LUNGHEZZA DEL LATO
• CALCOLA AREA USANDO LA FORMULA
LATO*LATO
• COMUNICA IL RISULTATO IN USCITA (AREA)
CARATTERISTICHE DI UN ALGORITMO
• FINITO
– DEVE ESSERE COMPOSTO DA UN NUMERO FINITO DI PASSI, ESEGUITI
IN UN NUMERO FINITO DI VOLTE
• DETERMINISTICO
– FORNENDO SEMPRE GLI STESSI DATI IN INPUT, L’ALGORITMO DEVE
FORNIRE SEMPRE LO STESSO RISULTATO
• NON AMBIGUO
– I PASSI DA ESEGUIRE DEVONO POTER ESSERE
INTERPRETATI IN MODO UNIVOCO DAL COMPUTER
• GENERALE
– DEVE POTER ESSERE APPLICABILE A QUALUNQUE VALORE
DEI DATI DI INPUT APPARTENENTI AD UN CERTO INSIEME
RAPPRESENTAZIONE DEGLI ALGORITMI
IL FLOW CHART O DIAGRAMMA DI FLUSSO
CONSISTE NELLA RAPPRESENTAZIONE DELLE
VARIE OPERAZIONI DELL’ALGORITMO MEDIANTE
UNA SERIE DI SIMBOLI
INIZIO DELL’ALGORITMO
INIZIO
FINE DELL’ALGORITMO
FINE
GENERICA OPERAZIONE DI CALCOLO
<<OPERAZIONE>>
LETTURA DI UN DATO IN INGRESSO
I
SCRITTURA DI UN DATO IN USCITA
O
DIAGRAMMA DI FLUSSO PER IL
CALCOLO DELL’AREA DI UN QUADRATO
INIZIO
LATO
I
AREA = LATO * LATO
AREA
FINE
O
PSEUDOCODIFICA
PROGRAMMA area_del_quadrato
INIZIO
LEGGI (lato)
area lato * lato
SCRIVI (area)
FINE.
CHE COSA SONO I DATI ?
Per dato si intende un qualunque fatto o elemento fornito da
qualcuno, oppure raccolto tramite osservazioni o misurazioni.
Un dato è, per esempio, il numero 5, oppure il nome «Andrea".
Nell'algoritmo per il calcolo dell’area di un quadrato, i dati
dell'algoritmo sono il lato e l’area.
Esistono diversi modi per classificare i dati, in funzione per
esempio del tipo (cioè di come vengono rappresentati
nell'elaboratore) o in base all'uso che se ne deve fare.
A ogni dato è sempre associato un nome che lo identifica in modo
univoco, come AREA, LATO, COGNOME, ed è sempre buona norma
assegnare ai dati nomi significativi che permettano di
comprenderne immediatamente il significato.
Rappresentazione dei dati
I dati, in base agli oggetti che rappresentano, possono essere classificati come segue:
• Numerici: sono i dati che contengono numeri, sui quali è possibile effettuare Ie
operazioni aritmetiche (somma, sottrazione, divisione e così via).
I numeri si suddividono in :
interi: dati numerici che non prevedono cifre decimali;
reali: dati numerici che prevedono cifre decimali.
Per esempio, il numero di allievi di una classe è rappresentato da un dato numerico
intero, la temperatura media registrata a ottobre e un dato numerico decimale.
•
Alfanumerici (detti anche stringhe): sono i dati che contengono caratteri alfabetici
(A, B, C,,,. Z), caratteri speciali ($, %, !, 7, &".) e cifre (1, 2, 3".) sulle quali non
è possibile effettuare Ie operazioni aritmetiche.
Per esempio il nome di un abbonato, l’indirizzo, il codice fiscale sono dati di
tipo alfanumerico .
Anche il numero di un autobus, o il numero di telefono, seppur formati da cifre,
sono in genere da considerare di tipo alfanumerico, in quanto qualsiasi operazione
aritmetica su di essi sarebbe priva di significato.
Dati di input, di output, di lavoro
Un altro modo di considerare i dati è quello di classificarli in base al modo in cui sono
utilizzati prevalentemente nell'algoritmo:
•
Dati di input: sono i dati forniti dall'esterno dell'elaboratore, necessari all'elaborazione e
che devono essere noti al momento dell'esecuzione (per esempio la base e I'altezza di un
triangolo).
•
Dati di output: sono i risultati calcolati dall'elaboratore e comunicati all'esterno
(per esempio l'area di un triangolo).
•
Dati di lavoro o Interni: sono dati temporanei utilizzati per gestire risultati intermedi.
Si tratta di dati di lavoro che non vengono forniti in output.
•
Dati di input/output: sono dati forniti per l'elaborazione e che vengono successivamente
forniti anche in output. Possono essere restituiti in output così come sono stati introdotti
(per esempio il nome di una persona mantenuto inalterato), oppure possono essere
modificati durante l'elaborazione (per esempio un prezzo da pagare che viene scontato
dal programma).
VARIABILI
Si può pensare ad una variabile come
ad un CONTENITORE identificato da
un nome a cui si possono introdurre
dei valori.
Per esempio RAGGIO è una variabile che contiene la
misura del raggio di un cerchio.
COSTANTI
Le costanti sono particolari dati il cui valore non
cambia mai durante l’esecuzione dell’algoritmo.
Per esempio, se si deve calcolare l’area di un cerchio
di cui si conosce il raggio, i dati su cui opera
l’algoritmo sono: RAGGIO, AREA, PIGRECO
utilizzando la seguente formula:
AREA = RAGGIO*RAGGIO*PIGRECO
AREA e RAGGIO sono variabili.
PIGRECO è invece una costante.
Definizioni dei dati per gli algoritmi
La prima cosa da fare per creare un algoritmo è:
• individuare quali sono le variabili di input, quelle
di output e quelle usate per i valori intermedi.
• Definire il TIPO per ognuna della variabili
• Verificare se esistono delle costanti ed indicarle
Per comodità, si può usare la seguente tabella:
• Variabili:
NOME
TIPO
UTILIZZO
DESCRIZIONE
A
INTERO
OUTPUT
VARIABILE DA INCREMENTARE
• Costanti:
NOME
VALORE
DESCRIZIONE
PIGRECO
3,14
COSTANTE DA USARE PER LE CIRCONFERENZE