Question 1: introduction to computer programming and Linux/gvim/gcc/make/gdb

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1 Question 1: introduction to computer programming and commands Question 1: introduction to computer programming and Linux/gvim/gcc/make/gdb What is a compiler? (2 points) Cos è un compilatore? (2 punti) o What is the Linux command man for? (2 points) A cosa serve il comando man di Linux? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 1/22

2 Question 1: introduction to computer programming and commands A compiler is a software tool that translates a program written in a high level programming language into an equivalent machine language program. It is composed of a lexical analyzer, a parser, a static semantic checker (usually implementing a type system), an intermediate code generator, a code optimizer, and a code generator. Un compilatore è uno strumento software che traduce un programma scritto in un linguaggio di programmazione ad alto livello di astrazione in un programma equivalente in linguaggio macchina. Si compone di un analizzatore lessicale, un riconoscitore sintattico, un controllore semantico statico (che di solito implementa un sistema di tipi), un generatore di codice intermedio, un ottimizzatore di codice e un generatore di codice. o The Linux command man provides information about the command specified as argument. Il comando man di Linux fornisce informazioni sul comando specificato come argomento. c 2015 Marco Bernardo 2/22

3 Question 2: introduction to the language ANSI C Question 2: introduction to the language ANSI C What is the role of placeholders within format strings? (2 points) Qual è il ruolo dei segnaposto all interno delle stringhe formato? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 3/22

4 Question 2: introduction to the language ANSI C Placeholders stand for data to be read or to be written. In the case of a scanf-like function, they represent data to be read and then to be assigned to the variables whose addresses are contained in the function invocation. In the case of a printf-like function, they represent data to be written on the basis of the evaluation of the expressions contained in the function invocation. The placeholders and the variables/expressions must coincide by number, order, and type. I segnaposto stanno per dati da leggere o da scrivere. Nel caso di una funzione come scanf, essi rappresentano dati da leggere e poi da assegnare alle variabili i cui indirizzi sono contenuti nell invocazione della funzione. Nel caso di una funzione come printf, essi rappresentano dati da scrivere sulla base della valutazione delle espressioni contenute nell invocazione della funzione. I segnaposto e le variabili/espressioni debbono coincidere per numero, ordine e tipo. c 2015 Marco Bernardo 4/22

5 Question 3: ANSI C expressions Question 3: ANSI C expressions Explain the difference between symbolic constants and literal constants. (2 points) Spiegare la differenza tra costanti simboliche e costanti in senso letterale. (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 5/22

6 Question 3: ANSI C expressions A symbolic constant is defined via a #define directive, which provides an int/double/char/string value with a symbolic name that can be used wherever in the rest of the program. A literal constant is just an int/double/char/string value with no symbolic name associated with it. The use of symbolic constants increases program readability and maintainability. Una costante simbolica è definita attraverso una direttiva #define, la quale dota un valore di tipo int/double/char/stringa di un nome simbolico che può essere usato ovunque nel resto del programma. Una costante in senso letterale è semplicemente un valore di tipo int/double/char/stringa senza nessun nome simbolico associato ad esso. L uso di costanti simboliche incrementa la leggibilità e la mantenibilità dei programmi. c 2015 Marco Bernardo 6/22

7 Question 4: ANSI C statements and correctness Question 4: ANSI C statements and correctness of procedural programs Describe syntax and semantics of the multiple assignment statement. (2 points) Descrivere sintassi e semantica dell istruzione di assegnamento multiplo. (2 punti) o How is the meaning of a sequential program formalized? (2 points) Come viene formalizzato il significato di un programma sequenziale? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 7/22

8 Question 4: ANSI C statements and correctness The syntax of this statement is var 1 = var 2 =... = var n = expr;. The meaning is that first expression expr is evaluated, then its value is stored into the memory locations associated with the variables var n,..., var 2, var 1 considered in this order. La sintassi di questa istruzione è var 1 = var 2 =... = var n = espr;. Il significato è che prima viene valutata l espressione espr, poi il suo valore viene collocato nelle locazioni di memoria associate alle variabili var n,..., var 2, var 1 considerate in questo ordine. o The meaning of a sequential program is formalized as a mathematical function that describes the input/output effect of the execution of the program by ignoring the intermediate computation states. By computation state we mean the memory contents at a certain point of the execution of the program. Il significato di un programma sequenziale viene formalizzato mediante una funzione matematica che descrive l effetto ingresso/uscita dell esecuzione del programma ignorando gli stati intermedi della computazione. Per stato della computazione si intende il contenuto della memoria ad un certo punto dell esecuzione del programma. c 2015 Marco Bernardo 8/22

9 Question 5: ANSI C functions Question 5: ANSI C functions Explain the difference between argc and argv. (2 points) Spiegare la differenza tra argc e argv. (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 9/22

10 Question 5: ANSI C functions They represent the parameters of function main. While argc stores the number of strings (executable file name and possible options) occurring in the command given to start the execution of the program, argv stores the strings themselves. Essi rappresentanto i parametri della funzione main. Mentre argc contiene il numero di stringhe (nome del file eseguibile ed eventuali opzioni) presenti nel comando dato per avviare l esecuzione del programma, argv contiene le stringhe stesse. c 2015 Marco Bernardo 10/22

11 Question 6: ANSI C data types What is a type constructor? (2 points) Cos è un costruttore di tipo? (2 punti) Question 6: ANSI C data types c 2015 Marco Bernardo 11/22

12 Question 6: ANSI C data types A type constructor is a mechanism through which a new type can be constructed on the basis of already existing types. The type constructors provided by the language ANSI C are enum, [ ] (for array types), struct, union, and (for pointer types). Un costruttore di tipo è un meccanismo tramite il quale un nuovo tipo può essere costruito sulla base di tipi già esistenti. I costruttori di tipo forniti dal linguaggio ANSI C sono enum, [ ] (per i tipi array), struct, union e (per i tipi puntatori). c 2015 Marco Bernardo 12/22

13 Question 7: propositional logic Question 7: propositional logic What is a proposition and how is it interpreted? (2 points) Cos è una proposizione e come viene interpretata? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 13/22

14 Question 7: propositional logic A proposition is a statement related to a single fact of which we can establish the truth. It is interpreted through a truth assignment, which is a set of propositions. If that proposition belongs to the truth assignment, then it is true, otherwise it is false. Una proposizione è un affermazione relativa ad un singolo fatto di cui può essere stabilita la verità. Essa viene interpretata attraverso un assegnamento di verità, che è un insieme di proposizioni. Se quella proposizione appartiene all assegnamento di verità, allora è vera, altrimenti è falsa. c 2015 Marco Bernardo 14/22

15 Question 8: predicate logic Question 8: predicate logic What is a predicate and how is it interpreted? (2 points) Cos è un predicato e come viene interpretato? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 15/22

16 Question 8: predicate logic A predicate is formed by a predicate symbol applied to a number of terms each composed of symbols of constant, variable, and function. Given a domain, a predicate symbol is interpreted as a relation over that domain and hence the application of a predicate symbol to a number of terms is true if and only if the tuple of domain values resulting from the interpretation of the various terms belongs to the relation. Un predicato è formato da un simbolo di predicato applicato ad un numero di termini ciascuno composto da simboli di costante, variabile e funzione. Dato un dominio, un simbolo di predicato viene interpretato come una relazione su quel dominio e quindi l applicazione di un simbolo di predicato ad un numero di termini è vera se e soltanto se la tupla di valori del dominio derivanti dall interpretazione dei vari termini appartiene alla relazione. c 2015 Marco Bernardo 16/22

17 Question 9: Prolog language and gprolog Question 9: Prolog language and gprolog What is a resolution strategy? (2 points) Cos è una strategia di risoluzione? (2 punti) c 2015 Marco Bernardo 17/22

18 Question 9: Prolog language and gprolog During the execution of a Prolog program, Robinson resolution method is used many times. In order to limit the number of unimportant or redundant clauses that are produced along the process, the Prolog interpreter resorts to a resolution strategy that suitably chooses at each step the clauses from which to generate a resolvent. Durante l esecuzione di un programma Prolog, il metodo di risoluzione di Robinson viene utilizzato parecchie volte. Al fine di limitare il numero di clausole irrilevanti o ridondanti che vengono man mano prodotte, l interprete Prolog ricorre ad una strategia di risoluzione che sceglie ad ogni passo in modo mirato le clausole da cui generare una risolvente. c 2015 Marco Bernardo 18/22

19 Exercise 1: ANSI C programming/verification Exercise 1: ANSI C programming/verification Write a recursive function in ANSI C that takes as input parameters a string and a character and returns as result the number of occurrences of the character within the string. (6 points) Scrivere una funzione ricorsiva in ANSI C che ha come parametri di ingresso una stringa e un carattere e restituisce come risultato il numero di occorrenze del carattere all interno della stringa. (6 punti) o Prove that the following ANSI C function computes the maximum even number not greater than x. (6 points) int compute_max_even(int x) { int z; } if (x % 2 == 0) z = x; else z = x - 1; return(z); Dimostrare che la precedente funzione ANSI C calcola il massimo numero pari non maggiore di x. (6 punti) c 2015 Marco Bernardo 19/22

20 Exercise 1: ANSI C programming/verification int count(char *s, char c) { int n; } if (s[0] == \0 ) n = 0; else { n = (s[0] == c)? 1: 0; n += count(s + 1, c); } return(n); o Postcondition: z = max{n N n = n 2 n x}. (x = x 2 (z = max{n N n = n 2 n x}) z,x ) (x = x 2 (x = max{n N n = n 2 n x})) true. (x = x (z = max{n N n = n 2 n x}) z,x 1 ) (x = x (x 1 = max{n N n = n 2 n x})) true. (true true) true. c 2015 Marco Bernardo 20/22

21 Exercise 2: propositional logic/predicate logic/prolog Exercise 2: propositional logic/predicate logic/prolog Establish whether the following propositional logic formula is a tautology. (6 points) (p (p q)) p Stabilire se la seguente formula di logica proposizionale è una tautologia. (6 punti) (p (p q)) p o Write a predicate in Prolog that computes the maximum of a set of integer numbers. (6 points) Scrivere un predicato in Prolog che calcola il massimo di un insieme di numeri interi. (6 punti) c 2015 Marco Bernardo 21/22

22 Exercise 2: propositional logic/predicate logic/prolog It is a tautology because: p q p q p (p q) (p (p q)) p o max([x], X) :- integer(x). max([x L], X) :- integer(x), max(l, Y), X >= Y. max([x L], Y) :- integer(x), max(l, Y), Y > X. c 2015 Marco Bernardo 22/22