Caratteristiche di un calcolatore elettronico

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1 Prof. Emanuele Papotto Caratteristiche di un calcolatore elettronico È una macchina, costituita da circuiti elettronici digitali e da componenti elettromeccaniche, ottiche e magnetiche. È velocissimo, essendo una macchina elettronica è molto rapido nel compiere le operazioni per cui è stato progettato. È puntuale nell applicare le regole che conosce (è preciso, ma non nel senso matematico del termine). È duttile e si adatta bene ad eseguire nuove tecniche, purché questo gli venga spiegato in modo dettagliato e privo di ambiguità. Ha una buona memoria, estremamente ampia ed organizzata in modo razionale, ma parcellizzato. 1

2 Caratteristiche di un calcolatore elettronico Non è intelligente: qualunque sia l accezione di questo termine, non è adatta a descrivere le caratteristiche di un computer. Non è in grado di compiere deduzioni o ragionamenti di altro tipo in modo autonomo. Non è in grado di capire un problema. Non è in grado di capire la soluzione di un problema, né è in grado di capire in modo autonomo se il risultato raggiunto è la soluzione del problema. Compiti del programmatore Analizzare il problema riducendolo in termini astratti, Analizzare il problema riducendolo in termini astratti, eliminando ogni componente non indispensabile e formulando un modello del problema. Un modello è una forma semplificata della realtà che tienecontodituttiesoliglielementideterminantiperla risoluzione di un problema. Ogni modello è frutto di un processo di astrazione (estraggo da tutte le informazioni di una realtà quelle che servono alla risoluzione del problema) e formalizzazione: sostituisco oggetti reali con i simboli che li rappresentano. 2

3 Compiti del programmatore Risolutore = programmatore Esecutore = PC Algoritmo: successione ordinata e finita di tutte le operazioni da compiere per raggiungere l obiettivo di un problema Codificare l algoritmo in modo tale da renderlo comprensibile al calcolatore (PC). Analizzare il risultato dell elaborazione evidenziando eventuali errori nella formulazione del problema, nella strategia risolutiva, nella codifica dell algoritmo. 3

4 per scrivere un algoritmo occorre nomi dei dati di input e di output e loro tipologia successione ordinata delle operazioni da compiere sui dati per produrre i risultati La rappresentazione degli algoritmi: diagrammi di flusso o flow chart Per poter descrivere un algoritmo non è necessario conoscere un linguaggio di programmazione (es. java, c++, ecc.); la sequenza delle istruzioni può essere rappresentata con un linguaggio semiformale mediante i diagrammi a blocchi che consentono all utente di seguire il flusso dell esecuzione delle istruzioni, per questo motivo questi diagrammi sono chiamati diagrammi di flusso o flow chart. I flow chart sono formati da SIMBOLI di forma diversa, ciascuno con il proprio significato, all interno di ogni simbolo è presente un breve testo. Le LINEE con FRECCE che uniscono i vari simboli indicano il flusso delle operazioni. 4

5 Simboli dei diagrammi di flusso Ovali per inizio e fine diagramma Inizio Fine Il Parallelogrammo indica acquisizione dati in ingresso e in uscita (input output) Dato in input/output p Il rettangolo indica un operazione o un calcolo operazione/calcolo Simboli dei diagrammi di flusso Il rombo indica la scelta tra due possibilità (vero/falso; si/no) si condizione no 5

6 Es.: ascoltiamo un cd Esempio : algoritmo a+b+c=d Pseudocodifica leggi a leggi b input leggi c Somma a+b+c+=d elaborazione Diagramma di flusso Start Leggi a Leggi b Leggi c Stampa d output Somma a+b+c+=d Stampa d End 6

7 Teorema di Böhm Jacopini Qualsiasi algoritmo può essere scritto utilizzando esclusivamente le tre strutture di controllo fondamentali: SEQUENZA SELEZIONE ITERAZIONE Nel 1966 due matematici italiani Corrado Böhm e Giuseppe Jacopini hanno formulato uno dei più importanti teoremi dell informatica informatica. La domanda è: «Quali algoritmi sono codificabili con i tre costrutti sequenza, selezione e iterazione?». Risposta: «Con i tre costrutti fondamentali è possibile codificare tutti gli algoritmi». Struttura di sequenza Le istruzioni sono una di seguito alla altra Istruzione S1 Istruzione S2 Istruzione S3 7

8 Struttura di selezione 1 Se si verifica la condizione P esegui l istruzione S1 oppure S2 if P then S1 else S2 Struttura di selezione 2 Se si verifica la condizione P esegui l istruzione S1 if P then S1 8

9 Struttura di iterazione Si deve eseguire un blocco di istruzioni finché non si verifica una determinata dt t condizione. i F Istruzione S1 condizione P V La condizione è un espressione che rappresenta un valore Vero o Falso. Ilciclo viene ripetuto finché l espressione non diventa Vera. Repeat S1 until P Struttura di iterazione precondizionale condizione P V Istruzione S1 F La condizione è un espressione che rappresenta un valore Vero o Falso. Il ciclo viene ripetuto finché l espressione non diventa falsa. While P do S1 9

10 Confronto tra le strutture di iterazione Iterazione Finché (Until) Iterazione Mentre (While) F Istruzione S1 condizione P V condizione P V Istruzione S1 F Struttura contatore Ripetizione con contatore è una struttura derivata da quelle di iterazione. Permette di ripetere un certo gruppo di istruzioni un determinato numero di volte. For condizione Istruzione S1 Next (incrementa) 10

11 Esempio di algoritmo Calcolo del massimo fra 2 numeri pseudocodifica 1. Leggi un numero dall esterno e mettilo nella variabile X. 2. Leggi un numero dall esterno e mettilo nella variabile Y. 3. Calcola la differenza d fra x e y (d X Y) 1. Se (d > 0) allora stampa il massimo è X, altrimenti stampa il massimo è Y. Il diagramma di flusso 11

12 Max fra 3 numeri 12

13 Esercitazioni 1 Introdotti da tastiera 2 numeri x e y calcolare la loro media aritmetica. Calcola il doppio di un numero fornito da tastiera. Dato il lato, calcolare il perimetro e l area del quadrato. Calcolare l ipotenusa di un triangolo rettangolo, noti i cateti. Dato il prezzo di un prodotto e l aliquota IVA, calcolare il prezzo totale. Introdotti in un rettangolo l area e l altezza, determinare la diagonale. Introdotto il perimetro di un triangolo equilatero, determinare l area. Esercitazioni 2 Scrivere un programma che acquisisca da tastiera la quantità e l importo della merce venduta, lo sconto da applicare se la quantità venduta supera le 100 unità, lo sconto da applicare in caso contrario, l aliquota IVA: calcolare l importo da pagare. Noto un numero intero, determinare se è divisibile per 5 e comunicarlo solo in caso positivo. Introdotto un numero intero, scrivere se è pari o dispari. Calcolala somma dei primi 12 numeri naturali. Sommare i numeri naturali da 10 a 20 estremi inclusi. Noto un numero intero, verificato che sia divisibile per 2 o per 3, calcolare il triplo del numero, altrimenti la sua metà. Noto un numero intero, verificare se è divisibile sia per 3 che per 7, e comunicare il risultato sia in caso positivo che negativo. 13