Informatica 1. 4 Programmazione e Sviluppo del software. ing. Luigi Puzone

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1 Informatica 1 4 Programmazione e Sviluppo del software ing. Luigi Puzone Software Software, l insieme di programmi che consentono alla macchina di funzionare e svolgono le funzioni richieste dall utente 2 1

2 Software dati + informazioni istruzioni Schema concettuale del processo elaborativo 3 Linguaggi di programmazione I programmi vengono realizzati al fine di risolvere alcuni problemi pratici; Il linguaggio dell elaboratore, definito anche come linguaggio macchina, è molto lontano dal linguaggio naturale; Il linguaggio di programmazione utilizza, invece, una serie di comandi comprensibili al programmatore che devono poi essere tradotti in linguaggio macchina 4 2

3 Generazioni dei linguaggi di programmazione (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 5 Linguaggio Macchina (Prima generazione) Il linguaggio macchina è definito come linguaggio di programmazione di prima generazione; I primi programmi erano scritti direttamente in linguaggio macchina; In un programma in linguaggio macchina le istruzioni vengono scritte in modo da indicare esattamente all elaboratore la sequenza di operazioni da effettuare sui dati, le istruzioni e sui registri di memoria che li contengono; 6 3

4 Linguaggio Macchina (Prima generazione) Nei programmi in linguaggio macchina sia le istruzioni sia i dati sono scritti sotto forma di stringhe di bit! I programmi in linguaggio macchina variano il loro aspetto in funzione dell elaboratore sul quale dovranno essere eseguiti; 7 Linguaggi di programmazione dalla prima generazione alle successive Il linguaggio macchina viene anche definito linguaggio di basso livello; I linguaggi di programmazione, come il linguaggio umano, hanno una sintassi ossia una grammatica; I linguaggi di programmazione sono anche noti come linguaggi di alto livello 8 4

5 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) Scrivere un programma in linguaggio macchina comporta uno sforzo enorme da parte del programmatore e, soprattutto, vi è un elevata probabilità di errori. Il primo passo per svincolarsi dal linguaggio macchina è l assembler o linguaggio assemblativo. 9 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) In assembler: A ciascuna istruzione numerica viene assegnato un nome convenzionale mnemonico A ciascuna posizione di memoria viene assegnato un nome convenzionale 10 5

6 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) Poiché l assembler è diverso dal linguaggio macchina è comunque necessario un processo di traduzione del programma assembler in una sequenza di istruzioni in linguaggio macchina. 11 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) La traduzione avviene utilizzando una tabella che indica le corrispondenze fra ciascuna istruzione nel codice sorgente (assembler) e nelle corrispondenti istruzioni nel cosiddetto codice oggetto (linguaggio macchina) 12 6

7 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 13 Linguaggi Assemblativi (Seconda generazione) Ricapitolando: L assembler è un linguaggio in cui le istruzioni, formate da brevi combinazioni di lettere e numeri, corrispondono ciascuna ad una singola azione eseguibile dalla macchina. La presenza di un numero maggiore di simboli, anche alfabetici, consente di esprimere un operazione in una forma mnemonica, di più semplice utilizzo rispetto al linguaggio macchina. L assembler è, comunque, un linguaggio molto vicino alla logica della macchina e ancora molto distante da quella dell uomo. Per questo motivo viene usato solo quando bisogna utilizzare al meglio le potenzialità del calcolatore. 14 7

8 Linguaggi Procedurali (terza generazione) I linguaggi procedurali, o di alto livello, nascono con i seguenti obiettivi: Offrire migliori possibilità di programmazione rispetto all assembler o al linguaggio macchina; Realizzare programmi che siano il più possibile indipendenti dall hardware; Permettere la realizzazione di programmi modulari; 15 Linguaggi Procedurali (terza generazione) I linguaggi ad alto livello tentano di avvicinarsi il più possibile al linguaggio e alla logica umana. Sono costituiti da insiemi di simboli e di parole chiave, termini mnemonici in lingua inglese e da un insieme di regole sintattiche molto rigide e definite in modo da evitare ogni ambiguità. 16 8

9 Alcuni Linguaggi Procedurali (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 17 Linguaggi Procedurali: Traduttori Un linguaggio di alto livello ha bisogno di un traduttore che traduca ciascuna istruzione in sequenze di istruzioni in linguaggio di basso livello. 18 9

10 Linguaggi Procedurali: Traduttori I traduttori si occupano di analizzare il programma in linguaggio procedurale e di tradurlo in linguaggio macchina. Due tipi di traduttori Compilatori Interpreti 19 Linguaggi Procedurali: Compilatori (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 20 10

11 Linguaggi Procedurali: Compilatori I compilatori: 1. Analizzano il codice sorgente (cioè il programma scritto nel linguaggio procedurale); 2. Effettuano la traduzione in codice oggetto; 3. Salvano il codice oggetto su una memoria di massa. L elaboratore leggerà dalla memoria di massa il codice oggetto eseguendolo. 21 Linguaggi Procedurali: Interpreti (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 22 11

12 Linguaggi Procedurali: Interpreti Gli interpreti: 1.analizzano il programma, 2.traducono on the fly ciascuna istruzione dal linguaggio procedurale al linguaggio macchina 3.il sistema esegue il programma. La traduzione avviene in modo progressivo e l interprete non salva il codice oggetto. 23 Linguaggi Procedurali: Differenza fra Compilatori e Interpreti Differenza fra Compilatori e Interpreti (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) Il compilatore effettua la traduzione dal codice sorgente in codice oggetto in modalità asincrona rispetto all esecuzione del programma. L interprete effettua la traduzione dal codice sorgente in linguaggio macchina in modalità sincrona rispetto all esecuzione del programma. L interprete e il programma sono entrambi presenti nella memoria dell elaboratore

13 La traduzione dei programmi (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 25 Linguaggi Procedurali: Pseudocodici (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 26 13

14 Linguaggi Procedurali: Pseudocodici L interpretazione di un linguaggio procedurale ad alto livello può determinare, in programmi piuttosto complessi, un rallentamento eccessivo della macchina perché la memoria dell elaboratore viene ad essere occupata contemporaneamente dal codice sorgente, dall interprete e dal codice oggetto. 27 Linguaggi Procedurali: Pseudocodici Gli pseudocodici nascono anche per ovviare al rallentamento per la presenza contemporanea nella memoria dell elaboratore del codice sorgente, dall interprete e del codice oggetto Esempio: Java 28 14

15 Linguaggi Procedurali: Pseudocodici In un linguaggio di programmazione che fa uso di pseudocodici la traduzione avviene in due fasi: 1.Il compilatore traduce il programma in uno pseudocodice intermedio e lo salva; 2. Lo pseudocodice intermedio viene interpretato da un interprete realizzato ad hoc per l elaboratore sul quale dovrà essere eseguito 29 Linguaggi Procedurali: Pseudocodici In questo modo il codice sorgente è completamente hardware independent; Lo pseudocodice intermedio è stesso hardware independent; esso L interprete e il codice oggetto sono hardware dependent; 30 15

16 Linguaggi Procedurali: Java Il linguaggio di programmazione Java viene realizzato dalla Sun Microsystems negli anni 90 come parte di un progetto di ricerca volto a sviluppare programmi per l elettronica di consumo (televisori, videoregistratori, telefoni, forni a microonde ). Gli obiettivi erano allora: programmi di piccole dimensioni, velocità, efficienza e portabilità su una vasta gamma di apparecchi. 31 Linguaggi Procedurali: Java F. Allimant - The Java Tutorial: A practical guide for programmers Sun Microsistems Inc. May

17 Linguaggi Procedurali: Java Il programma in linguaggio Java viene compilato dando origine a un bytecode (lo pseudocodice Java); Il bytecode è portabile ossia indipendente dalla piattaforma; Un interprete, realizzato ad hoc per la piattaforma su cui sarà eseguito l applicazione (o l applet) Java, legge il bytecode e ne permette l esecuzione. 33 Fasi di Sviluppo del Software (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 34 17

18 Prima fase Fasi del Ciclo di Vita Definizione Definire il problema da risolvere e i cosiddetti confini dell applicazione ossia i dati che dovrebbero essere elaborati e il risultato che intendo avere dall elaborazione. 35 Seconda fase Fasi del Ciclo di Vita Progettazione Sulla base del problema da risolvere si definisce il programma in termini di: tecnologie coinvolte linguaggio di programmazione da utilizzare 36 18

19 Fasi del Ciclo di Vita Progettazione Strumenti di progettazione: Diagrammi di flusso Pseudolinguaggi 37 Fasi del Ciclo di Vita Progettazione (Informatica di base 3ed. Curtin D.P. et al McGrawHill) 38 19

20 Terza Fase: Fasi del Ciclo di Vita Codifica del programma La scrittura del programma nel linguaggio di programmazione prescelto 39 Quarta fase: La verifica che il programma realizzato funzioni correttamente: fase di verifica (testing) Fasi del Ciclo di Vita Verifica del programma 40 20

21 Quinta fase: Fasi del Ciclo di Vita Documentazione del programma La documentazione del programma ossia la realizzazione di un manuale d uso