I linguaggi di programmazione

Transcript

1 I linguaggi di programmazione 1

2 Lessico, sintassi e semantica Lessico: l insieme di regole formali per la scrittura di parole in un linguaggio Sintassi: l insieme di regole formali per la scrittura di frasi in un linguaggio, che stabiliscono cioè la grammatica del linguaggio stesso Semantica: l insieme dei significati da attribuire alle frasi (sintatticamente corrette) costruite nel linguaggio Nota: una frase può essere sintatticamente corretta e tuttavia non avere significato! Sento il micino che cinguetta e annaffio nel giardino le mie mimose blu 2

3 Esempio: la sintassi di un numero naturale <cifra-non-nulla> := <cifra> := 0 <cifra-non-nulla> <naturale> := 0 <cifra-non-nulla>{<cifra>} Diagramma sintattico 3

4 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 1 Benché siano macchine in grado di compiere operazioni complesse, i calcolatori devono essere guidati per mezzo di istruzioni appartenenti ad un linguaggio specifico e limitato, a loro comprensibile Un linguaggio di programmazione è costituito, come ogni altro tipo di linguaggio, da un alfabeto, con cui viene costruito un insieme di parole chiave (il vocabolario) e da un insieme di regole sintattiche per l uso corretto delle parole del linguaggio A livello hardware, i calcolatori riconoscono solo comandi semplici, del tipo copia un numero, addiziona due numeri, confronta due numeri 4

5 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 2 I primi linguaggi di programmazione coincidevano con l insieme delle istruzioni eseguibili dall hardware Le istruzioni hardware sono codificate in codice binario: ogni informazione è rappresentata, all interno della macchina, come una sequenza di bit Enorme sforzo programmativo richiesto per codificare algoritmi semplici I comandi realizzati in hardware definiscono il set di istruzioni macchina e i programmi che li utilizzano direttamente sono i programmi in linguaggio macchina 5

6 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 3 In linguaggio macchina ogni operazione richiede l attivazione di numerose istruzioni base qualunque entità, istruzioni, variabili, dati, è rappresentata da numeri binari: i programmi sono difficili da scrivere, leggere e manutenere Il linguaggio macchina riflette l organizzazione della macchina più che la natura del problema da risolvere Dalla nascita dei primi calcolatori, si è cercato di diminuire lo sforzo ed aumentare la produttività dell utente, anche a costo di caricare la macchina di maggiori compiti 6

7 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 4 La prima evoluzione dei linguaggi di programmazione ha portato ad una codifica di tipo simbolico, anziché binaria, dei programmi Tali versioni simboliche dei linguaggi hardware sono note come linguaggi assemblatori, dal termine usato per indicare i programmi traduttori che, ricevendo come dato la versione simbolica di un programma, producono come risultato la corrispondente forma binaria direttamente eseguibile dalla macchina Per la prima volta, con la nascita degli assembler, fu applicato il principio che è meglio risparmiare il tempo dell uomo anche a costo di sprecare tempo macchina (una parte del tempo è dedicata alla traduzione di programmi, non alla loro esecuzione) 7

8 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 5 Negli anni 50, tutti i programmi erano scritti in linguaggio macchina o in assembly In assembly le istruzioni corrispondono univocamente alle istruzioni macchina, ma vengono espresse tramite nomi simbolici (parole chiave) piuttosto che mediante codici numerici il riferimento alle variabili viene effettuato per mezzo di nomi piuttosto che con indirizzi di memoria I programmi scritti in assembly necessitano di un apposito programma assemblatore per tradurre le istruzioni tipiche del linguaggio in istruzioni macchina 8

9 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 6 Il passo successivo nell evoluzione dei linguaggi di programmazione tese a rendere la codifica degli algoritmi il più possibile vicina al problema da risolvere, anziché all architettura della macchina destinata all esecuzione del programma I primi due linguaggi di alto livello, FORTRAN e COBOL, hanno costrutti fortemente ispirati alla notazione usata, negli anni 50, per l elaborazione numerica e gestionale 9

10 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 6 Il passo successivo nell evoluzione dei linguaggi di programmazione Formula Translation tese (o Translator), a rendere la codifica degli algoritmi cioè traduzione/traduttore il più possibile di vicina al problema da risolvere, formule (matematiche) anziché all architettura in algoritmi della macchina computazionali destinata all esecuzione del programma I primi due linguaggi di alto livello, FORTRAN e COBOL, hanno costrutti fortemente ispirati alla notazione usata, negli anni 50, per l elaborazione numerica e gestionale COmmon Business-Oriented Language, ossia, letteralmente, "linguaggio comune orientato alle applicazioni commerciali" 10

11 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 7 Negli anni 70: Si diffondono i linguaggi strutturati, quali il SIMULA 67, capostipite dei linguaggi Object Oriented, l ALGOL 68, ma soprattutto il PASCAL, primo esempio di prodotto di origine accademica che abbia conosciuto vasto successo ed applicazione nel mondo dell industria In modo simile, il C, concepito come un assembler strutturato per trasportare facilmente UNIX, ha finito per diventare il linguaggio più affermato nella programmazione di sistema 11

12 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 8 Nel periodo a cavallo tra gli anni 70 ed 80: Si moltiplicano i nuovi linguaggi tesi a rendere più gradevole ed efficiente la programmazione tradizionale e si ha l affermarsi definitivo dei linguaggi object oriented (C++ ++, Visual BASIC, Java) 12

13 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 9 Python è un potente linguaggio di programmazione (paragonabile al C++ e Java) orientato agli oggetti e pseudocompilato. Nacque verso la fine degli anni 80 nell'istituto di matematica e informatica (CWI) di Amsterdam e fu il frutto del lavoro di alcuni ricercatori tra cui spicca particolarmente Guido van Rossum (creatore, ideatore del linguaggio e capo del team), ispirandosi al "Monty Python's Flying Circus" (una serie televisiva del periodo) Guido decise di dare un tocco di misteriosità al linguaggio e infatti lo chiamò Python (in italiano Pitone). 13

14 I linguaggi di programmazione: Cenni storici 9 Python è free Python è portabile Python è veloce Python gestisce la memoria automaticamente Python ha una sintassi chiara Python è ricco di librerie La NASA usa python per implementare i sistemi di controllo delle proprie missioni 14

15 Da basso verso alto livello In informatica si parla di programmazione di basso livello quando si utilizza un linguaggio molto vicino alla macchina Si parla invece di programmazione di alto livello quando si utilizzano linguaggi più sofisticati ed astratti, slegati dal funzionamento fisico della macchina Si viene così a creare una gerarchia di linguaggi, dai meno evoluti (il linguaggio macchina o l assembler) ai più evoluti (Pascal, Perl, Java, Python, etc.) 15

16 Linguaggi di programmazione di alto livello 1 Consentono al programmatore di trattare oggetti complessi senza doversi preoccupare dei dettagli della particolare macchina sulla quale il programma viene eseguito Richiedono un compilatore o un interprete che sia in grado di tradurre le istruzioni del linguaggio di alto livello in istruzioni macchina di basso livello, eseguibili dal calcolatore Un compilatore è un programma traduttore complesso, infatti mentre esiste una corrispondenza biunivoca fra istruzioni in assembler ed istruzioni macchina ogni singola istruzione di un linguaggio di alto livello corrisponde a molte istruzioni in linguaggio macchina: quanto più il linguaggio si discosta dal linguaggio macchina, tanto più il lavoro di traduzione del compilatore è difficile 16

17 Linguaggi di programmazione di alto livello 2 I linguaggi che non dipendono dall architettura della macchina offrono due vantaggi fondamentali: i programmatori non devono cimentarsi con i dettagli architetturali di ogni calcolatore i programmi risultano più semplici da leggere e da modificare portabilità, leggibilità, manutenibilità 17

18 Linguaggi di programmazione di alto livello 3 Eventuale svantaggio dell uso dei linguaggi di alto livello è la riduzione di efficienza È possibile utilizzare successioni di istruzioni macchina diverse per scrivere programmi funzionalmente equivalenti: il programmatore ha un controllo limitato sulle modalità con cui il compilatore traduce il codice Tuttavia i compilatori attuali ricorrono a trucchi di cui molti programmatori ignorano l esistenza La ragione fondamentale per decretare la superiorità dei linguaggi di alto livello consiste nel fatto che la maggior parte dei costi di produzione del software è localizzata nella fase di manutenzione, per la quale leggibilità e portabilità sono cruciali 18

19 Linguaggi di programmazione di alto livello 4 Sulla base dell ambito in cui si colloca il problema da risolvere, è opportuno adottare un linguaggio piuttosto che un altro: Calcolo scientifico: Fortran, python Intelligenza artificiale: Prolog, Lisp, python Applicazioni gestionali: Cobol, SQL, python 19

20 I programmi traduttori 1 Affinché un programma scritto in un qualsiasi linguaggio di programmazione sia comprensibile (e quindi eseguibile) da parte di un calcolatore, occorre tradurlo dal linguaggio originario al linguaggio della macchina Ogni traduttore è in grado di comprendere e tradurre un solo linguaggio Il traduttore converte il testo di un programma scritto in un particolare linguaggio di programmazione (sorgente) nella corrispondente rappresentazione in linguaggio macchina (eseguibile) 20

21 I programmi traduttori 2 Compilatore: opera la traduzione di un programma sorgente (scritto in linguaggio di alto livello) in un programma direttamente eseguibile dal calcolatore PRIMA si traduce tutto il programma POI si esegue la versione tradotta Interprete: traduce ed esegue il programma sorgente, istruzione per istruzione Traduzione ed esecuzione sono intercalate 21

22 I programmi traduttori 3 22

23 Il compilatore Eseguire un programma scritto in un linguaggio compilato Il programma P scritto in linguaggio L viene dato in ingresso a un programma P Comp P Comp è il programma compilatore del linguaggio L (ad esempio il programma compilatore del C) L esecuzione da parte di un calcolatore di P Comp su P (dove P è il dato di ingresso) produce P exe FASE di COMPILAZIONE (compile time) L esecuzione da parte di un calcolatore di P exe su particolari dati in input produce i relativi risultati FASE di ESECUZIONE (run time) 23

24 LINGUAGGIO MACCHINA e ASSEMBLER Una CPU MINIMA Il linguaggio macchina di MINIMA Il linguaggio Assembler per MINIMA

25 Istruzioni di una CPU minima Insieme minimale di istruzioni Ogni istruzione memorizzata in una parola di memoria

26 CPU ALU C I R 0 R 1... R 7 RC PC IR ALU riconosce la prossima istruzione e chiama il C I corrispondente BUS RAM Dati Programma in linguaggio macchina

27 3 tipi di istruzioni macchina: 1) di trasferimento tra RAM e registri di calcolo della CPU 2) aritmetiche: somma,differenza, moltiplicazione, e divisione 3) di controllo (confronto, salto e stop)

28 Attenzione: Le istruzioni vengono eseguite una di seguito all'altra nell'ordine in cui esse sono memorizzate nella RAM Il terzo gruppo di istruzioni (confronto e salto) permette di modificare questo ordine.

29 Istruzioni di trasferimento: registri RAM ALU R 0 R 1 R LOAD STORE PC IR STORE LOAD LOAD STORE STOP

30 in binario! Formato: codice-op n. registro indirizzo parola RAM Codici: Esempio: 8 bit 4 bit 20 bit 1 parola LOAD STORE

31 ARITMETICHE eseguono somma, differenza, moltiplicazione e divisione usando i registri come operandi C I R i R j INTADD FLOATADD INTSUB FLOATSUB INTMULT FLOATMULT INTDIV FLOATDIV

32 FORMATO: codice-op reg 1 reg 2 8 bit 4 bit 4 bit inutilizzati 1 parola Esempio: xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx

33 Confronto paragona il contenuto di 2 registri R ed R e: i j se R < R mette -1 nel registro RC i j se R = R mette 0 in RC i j se R i > R j mette 1 in RC C Cf R i R j RC Codici: INTCOMPARE FLOATCOMPARE

34 FORMATO codice-op reg 1 reg 2 8 bit 4 bit 4 bit inutilizzati 1 parola Esempio: xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx

35 Salto istruzioni che permettono di saltare ad un altra istruzione del programma a seconda del contenuto di RC (cioè a seconda del risultato di un confronto) BRLT BRNE BRLE BRGE BREQ BRGT BRANCH Anche salto incondizionato!

36 FORMATO codice-op indirizzo RAM 8 bits inutilizzati 20 bit 1 parola Esempio: xxxx xxxx

37 BRLT J: se RC=-1 pone P=J altrimenti incrementa P di 1 BRLE J:se RC<1 pone P=J altrimenti incrementa P di 1 BREQ J:se RC=0 pone P=J altrimenti incrementa P di 1 BRGT J:se RC=1 pone P=J altrimenti incrementa P di 1 BRGE J:se RC>-1 pone P=J altrimenti incrementa P di 1

38 STOP termina il programma Codice: STOP

39 codice-op FORMATO 8 bits inutilizzati 1 parola Esempio: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

40 esempio scriviamo un programma in linguaggio macchina che: trasferisce il contenuto delle 2 parole della RAM di indirizzi 64 e 68 nei registri R ed R 0 1 somma i contenuti dei registri R 0 ed R 1 trasferisce il risultato nella parola della RAM all indirizzo 60

41 byte byte parola Copia 64 in R0 Copia 68 in R1 Somma R0 e R1 Copia R0 in RAM RAM

42 Problemi del linguaggio macchina: i programmi in binario sono difficili da scrivere, capire e modificare. il programmatore deve occuparsi di gestire la RAM (visto che I loro indirizzi devono far parte del programma) : difficile ed inefficiente. primo passo Assembler

43 Caratteristiche dell Assembler codici mnemonici per le operazioni nomi mnemonici (identificatori) al posto degli indirizzi RAM dei dati nomi mnemonici (etichette) al posto degli indirizzi RAM delle istruzioni (usati nei salti) avanzate: tipi dei dati INT e FLOAT (normalmente non presenti)

44 codice-op mnemonici: trasferimento: LOAD (RAM CPU) e STORE (CPU RAM) aritmetiche: INTADD,INTSUB,INTMULT,INTDIV,FLOA TADD,FLOATSUB,FLOATMULT,FLOATDIV test: INTCOMPARE,FLOATCOMPARE salto: BREQ,BRGT,BRLT,BRGE,BRLE, BRANCH terminazione: STOP

45 stesso esempio del linguaggio macchina Z : INT ; X : INT 38; Y : INT 8 ; LOAD R0 X; LOAD R1 Y; INTADD R0 R1; STORE R0 Z; dichiarazioni degli identificatori dei dati Riga vuota istruzioni assembler

46 Il programma scritto in assembler rispecchia molto da vicino il programma scritto in linguaggio macchina Inoltre è facile riconoscere la sua struttura e rappresentarla con un diagramma di flusso ATTENZIONE: il programma assembler non può essere eseguito direttamente dall'hardware di un computer!!!!!!

47 esempio carica due valori dalla RAM, li somma e mette il risultato al posto del maggiore dei 2 numeri sommati (nel caso siano uguali, non importa in quale dei due si mette la somma)

48 X: INT 38; Y: INT 8; LOAD R0 X; LOAD R1 Y; LOAD R2 X; INTADD R2 R1; INTCOMPARE R0 R1; BRGE maggiore; STORE R2 Y; STOP; maggiore: STORE R2 X; STOP;

49 flowchart LOAD R0 X; LOAD R1 Y; LOAD R2 X; INTADD R2 R1; SI R0 R1? NO STORE R2 X; STORE R2 Y; test STOP

50 esempio Caricato in memoria un valore reale x ne calcola il valore assoluto e lo stampa.

51 ZeroF : FLOAT 0; X: FLOAT ; AbsX: FLOAT; LOAD R0 ZeroF; LOAD R1 X; FLOATCOMPARE R1 R0; BRGE maggiore; FLOATSUB R0 R1; STORE R0 AbsX; BRANCH fine; maggiore: STORE R1 AbsX; fine: STOP; RAM ZeroF: 0 X: ? Absx: ? R0: ? 0 R1: ? RC: CPU -1?

52 flowchart LOAD R0 ZeroF; LOAD R1 X; NO R1 R0? SI FLOATSUB R0 R1; STORE R0 AbsX; maggiore: STORE R1 AbsX; STOP;

53 NO R1 R0? SI FLOATSUB R0 R1; STORE R0 AbsX; STORE R1 AbsX; condizione o test

54 Cicli e complessità Leggere un reale x ed un intero positivo n e calcolare la potenza x n Esempio potenza

55 X: FLOAT 3; N: INT 4; Ris: FLOAT ; Uno : INT 1; Unofl: FLOAT 1.0; LOAD R0 Uno; INTSUB R0 R0; LOAD R1 Uno; LOAD R2 X; LOAD R3 N; LOAD R4 Unofl; X: 3,0 N: 4 Ris:? Uno: 1 Unofl: 1,0 R0: 0 R1: 1 R2: 3,0 R3: 4 R4: 1,0 RC:?

56 All inizio del ciclo: R4 = X N-R3 Ciclo: INTCOMPARE R3 R0; BREQ Esci; FLOATMULT R4 R2; INTSUB R3 R1; BRANCH Ciclo; Esci: STORE R4 Ris; STOP; Durante il ciclo: R4 = X N-R3 Alla fine del ciclo: R3=0 ed R4 = X N X: 3,0 N: 4 Ris: 81,0? Uno: 1 Unofl: 1,0 R0: 0 R1: 1 R2: 3,0 R3: R4: 27,0 81,0 3,0 9,0 RC:? 10

57 flowchart LOAD R0 Uno; LOAD R1 Uno; LOAD R2 X; LOAD R3 N; LOAD R4 Unofl; INTSUB R0 R0; Ciclo: R3 = R0? NO SI FLOATMULT R4 R2; INTSUB R3 R1; Esci: STORE R4 Ris; STOP

58 Nel programma precedente, per calcolare x n, il ciclo viene ripetuto n volte. Il numero di operazioni eseguite, e quindi il tempo calcolo richiesto, aumenterà proporzionalmente con l aumentare di n. Diciamo che il programma ha complessità tempo O(n). Vediamo un altro modo per calcolare x n.

59 Useremo un metodo più veloce che usa la rappresentazione binaria b k-1 b k-2 b 1 b 0 di N per scomporre la potenza come segue b b b b b b b b N X X X X X X k k k k k k k k = = dove = = = 1 se 0 se i i b b X b X i i i

60 Per calcolare: = b b b b N X X X X X k k k k R2 R2 R = = X X R2 R2 R = = X X R2 R2 R = = X X = = = 1 se R2 R4 0 se R4 R b b X b X X X = = R2 1.0 R4 = = = 1 se R2 R4 0 se R4 R b b X X b b = = = 1 se R2 R4 0 se R4 R b b X X X b b b

61 Il registro R3 ha inizialmente il valore N Ad ogni esecuzione viene diviso per 2 (per assumere alla fine il valore 0 che fa uscire dal ciclo) Ad ogni iterazione viene calcolato in R5 il resto della divisione per 2 di R3 (il bit b i ) Il registro R4 viene moltiplicato per R2 solo se R5 è diverso da zero

62 X: FLOAT 3; N: INT 5; Ris: FLOAT ; Due : INT 2; Unofl: FLOAT 1.0; App: INT; LOAD R0 Due; INTSUB R0 R0; LOAD R1 Due; LOAD R2 X; LOAD R3 N; LOAD R4 Unofl; LOAD R5 Due; X: 3,0? N:? 5 Ris:? Due: 2 Unofl: 1,0 R0:? 20 R1:? 2 R2: 3,0? R3:? 5 R4: 1,0? R5:? 2 RC:?

63 Ciclo:INTCOMPARE R3 R0; BREQ Esci; INTSUB R5 R5; INTADD R5 R3; MOD R5 R1; INTCOMPARE R5 R0; BREQ Pari; FLOATMULT R4 R2; Pari: FLOATMULT R2 R2; INTDIV R3 R1; BRANCH Ciclo; X: 3,0 N: 5 Ris:? Due: 2 Unofl: 1,0 R0: 0 R1: 2 R2: 6561,0 81,0 3,0 9,0 R3: R4: 243,0 1,0 R5: RC:? 10

64 Ciclo:INTCOMPARE R3 R0; BREQ Esci; INTSUB R5 R5; INTADD R5 R3; MOD R5 R1; INTCOMPARE R5 R0; BREQ Pari; FLOATMULT R4 R2; Pari: FLOATMULT R2 R2; INTDIV R3 R1; BRANCH Ciclo; X: 3,0 N: 5 Ris:? Due: 2 Unofl: 1,0 STORE R3 APP; LOAD R6 APP; INTDIV R6 R1; INTMULT R6 R1; INTSUB R5 R6; R2: 6561,0 81,0 3,0 9,0 R0: 0 R1: 2 R3: R4: 243,0 1,0 R5: RC:? 10

65 Esci: STORE R4 Ris; STOP; X: 3,0 N: 5 Ris: 243,0? Due: 2 Unofl: 1,0 R0: 0 R1: 2 R2: 6561,0 R3: 0 R4: 243,0 R5: 1 RC: 0

66 flowchart LOAD R0 Due; LOAD R1 Due; LOAD R2 X; LOAD R3 N; LOAD R4 Unofl; LOAD R5 Due; INTSUB R0 R0; Quante volte viene ripetuto il ciclo? R3 = R0? NO INTSUB R5 R5; INTADD R5 R3; MOD R5 R1; R5 = R0? NO FLOATMULT R4 R2; FLOATMULT R2 R2; DIV R3 R1; SI SI STORE R4 Ris; STOP;

67 All inizio R3 = n (intero), ad ogni iterazione R3 è diviso per 2 e ci si ferma quando R3 = 0, ossia quando il un numero di iterazioni k eseguite è tale che 2 k n ma 2 k+1 > n. Quindi il ciclo viene ripetuto k log n volte. 2 Il tempo calcolo richiesto aumenterà proporzionalmente a log n. 2 Diciamo che il programma ha complessità tempo O(log n). 2

68 Come aumenta il tempo al variare di n. Tabelle complessità (Processore a 1 Mips (milioni di istruzioni al secondo).) NumIstr(n) n=10 n=100 n=1000 n=10 6 n=10 9 log 2 n 3 µs 6 µs 9 µs 18 µs 27 µs n 10 µs 100 µs 1 ms 1 s 17 m n µs 10 ms 1 s 278 ore > anni n 3 1 ms 1 s 17 m > anni 2 n 1 ms >10 16 anni 10 n 17 min >10 92 anni

69 Complessità Problemi INTRATTABILI: problemi computazionali la cui complessità è espressa da una funzione esponenziale o più che esponenziale

70 La CPU non capisce l assembler!! il programma assembler deve essere tradotto in un programma macchina programma assembler assemblatore macchina hardware

71 Programma assembler P Dati D interprete Gli stessi risultati che si otterrebbero eseguendo il programma P con i dati D Siccome la CPU MINIMA è una CPU virtuale noi usiamo un interprete per eseguire i programmi assembler.

72 OSSERVAZIONE Esistono quindi programmi che hanno programmi come dati.

73 Ha senso quindi cercare un programma Test che sia in grado di leggere un qualsiasi programma P e i relativi dati D e dire se, eseguendo il programma P con i dati D, esso termina oppure entra in un ciclo infinito e quindi non termina. Test READ INP P READ INP D P(D) termina? WRITE OUT SI WRITE OUT NO

74 Il programma Coppia legge un programma P e stampa due copie dello stesso programma P. Componendolo con un interprete Iterpr otteniamo il programma Riflex che con input un programma P lo esegue con dati il programma stesso P. P P Coppia READ INP P WRITE OUT P Riflex Coppia P P WRITE OUT P P P Interpr P(P)

75 Usando il programma ipotetico Test ed il programma Riflex costruiamo un programma Assurdo nel modo seguente. P READ INP P Assurdo Prefix Invert WRITE OUT Riflex WRITE OUT P Riflex P Si o No READ INP RISP Si RISP? No Prefix Test P Invert Riflex P Si o No

76 Quindi il programma Assurdo, con input un qualsiasi programma P, si comporta nel modo seguente: Se P con input P non termina allora Assurdo con input P termina. Se P con input P termina allora Assurdo con input P non termina. Se Assurdo con input Assurdo non termina allora Assurdo con input Assurdo termina. Se Assurdo con input Assurdo termina allora Assurdo con input Assurdo non termina.

77 COMPUTABILITA' Problemi computazionali INSOLUBILI: problemi per i quali non esiste alcun programma che li risolva

78 L arte della programmazione 1 La soluzione di un problema tramite un programma è un procedimento che non si esaurisce nello scrivere codice in un dato linguaggio di programmazione, ma comprende una fase di progetto, che precede, e di verifica, che segue, la scrittura del codice Definizione del problema Algoritmo per la soluzione del problema Analisi Codifica Debugging Validazione Programmazione Documentazione Manutenzione 78

79 L arte della programmazione 2 Definizione del problema Definizione degli ingressi e delle uscite quali variabili quale dominio per ogni variabile Risoluzione delle ambiguità Scomposizione in (sotto )problemi più semplici Definizione dell algoritmo Soluzione in pseudocodice Soluzione mediante diagramma a blocchi strutturato 79

80 L arte della programmazione 3 Codifica Traduzione dell algoritmo in istruzioni del linguaggio di programmazione Debugging, correzione degli errori sintattici e semantici Errori sintattici Espressioni non valide o non ben formate nel linguaggio di programmazione Errori semantici Comportamento non aderente alle aspettative/alla intenzionalità del programmatore 80

81 L arte della programmazione 4 Validazione Test su tutte le condizioni operative del programma Test su input estremi (es., vettori di dimensione 0 o 1, variabili nulle) Documentazione Inserimento di commenti esplicativi nelle varie parti del programma per facilitarne la comprensione (dopo molto tempo dalla stesura o per terze persone) Manutenzione Modifica del programma per soddisfare al cambiamento delle specifiche con cui deve operare 81

82 I commenti 1 Perché commentare e documentare i programmi? I programmi vengono utilizzati più volte nel corso di tempi lunghi (mesi, anni) per fare cambiamenti (aggiunta di caratteristiche) risolvere errori Commentare il programma serve a rendere chiaro ed evidente lo scopo delle diverse parti del codice 82

83 I commenti 2 Inoltre: Si devono evitare commenti inutili Si deve evitare di inserirne troppo pochi Un buon metodo per verificare il livello di documentazione è quello di leggere solo i commenti (e non il codice) ed ottenere una chiara idea su cosa fa un programma e come lo fa 83