Indice generale Prefazione...xiii Capitolo 1 Introduzione...1 Capitolo 2 Sviluppo del software, tipi di dati ed espressioni...31

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1 Indice generale Prefazione...xiii Capitolo 1 Introduzione Due concetti fondamentali dell informatica: algoritmi ed elaborazione delle informazioni Algoritmi Elaborazione delle informazioni...4 Esercizi La struttura di un moderno sistema di computer Hardware Software... 7 Esercizi La lunga storia dei sistemi di calcolo Prima dei computer digitali elettronici I primi calcolatori digitali elettronici ( ) I primi linguaggi di programmazione ( ) Circuiti integrati, interazione e time-sharing ( ) Personal computer e reti ( ) Consultazione, comunicazione e ubiquitous computing (1990-oggi) Introduzione alla programmazione in Python Eseguire il codice nella shell interattiva Input, elaborazione e output Creare, salvare ed eseguire uno script Dietro le quinte: come funziona Python Esercizi Scoprire e correggere gli errori di sintassi Esercizi Bibliografia Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 2 Sviluppo del software, tipi di dati ed espressioni Processo di sviluppo del software Esercizi Caso di studio: calcolatrice fiscale Richiesta del cliente Analisi... 35

2 vi Indice generale Progettazione Implementazione (codifica) Test Stringhe, assegnamenti e commenti Tipi di dati Stringhe di caratteri Sequenze di escape Concatenamento di stringhe Variabili e istruzione di assegnamento Commenti dei programmi Esercizi Tipi di dati numerici e set di caratteri Numeri interi Numeri decimali Set di caratteri Esercizi Espressioni Espressioni aritmetiche Aritmetica mista e conversioni di tipo Esercizi Funzioni e moduli Chiamate di funzioni: argomenti e valori restituiti Il modulo math Il modulo main Formato e struttura di un programma Eseguire uno script dal prompt di un terminale Esercizi Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 3 Istruzioni di controllo Iterazione definita: il ciclo for Eseguire un istruzione per un determinato numero di volte Cicli controllati da contatori Assegnamento incrementale Errori di ciclo: errore off-by-one Attraversare il contenuto di una sequenza di dati Specificare il passo del range Cicli per il conto alla rovescia Esercizi Formattare il testo per l output Esercizi Caso di studio: rendimento degli investimenti Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Test Selezione: istruzioni if e if-else Tipo booleano, confronti ed espressioni booleane Istruzione if-else Istruzioni di selezione a una via Istruzioni if a più vie... 75

3 Indice generale vii Capitolo Operatori logici ed espressioni booleane composte Valutazione di cortocircuito Verifica delle istruzioni di selezione Esercizi Iterazione condizionale: il ciclo while La struttura e il comportamento di un ciclo while Ciclo controllato da contatore con un ciclo while Il ciclo while True e l istruzione break Numeri casuali Logica, errori e test dei cicli Esercizi Caso di studio: approssimazione delle radici quadrate Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Test Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Stringhe e file di testo Accedere ai caratteri e alle sottostringhe delle stringhe La struttura delle stringhe L operatore subscript Estrazione delle sottostringhe Cercare una sottostringa con l operatore in Esercizi Crittografia dei dati Esercizi Stringhe e sistemi numerici Il sistema posizionale per rappresentare i numeri Conversione di un numero binario in decimale Conversione di un numero decimale in binario Scorciatoie per convertire i numeri Numeri ottali ed esadecimali Esercizi Metodi di elaborazione delle stringhe Esercizi File di testo File di testo e loro formato Scrivere testi in un file Scrivere numeri in un file Leggere i testi da un file Leggere i numeri da un file Accedere e manipolare file e cartelle su disco Esercizi Caso di studio: analisi dei testi Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Test Riepilogo

4 viii Indice generale Domande di riepilogo Progetti Capitolo 5 Liste e dizionari Liste Operatori di lista Sostituire un elemento di una lista Metodi di lista per inserire ed eliminare gli elementi Ricerca all interno di una lista Ordinare una lista Metodi mutator e valore None Aliasing ed effetti collaterali Uguaglianza: identità degli oggetti ed equivalenza strutturale Esempio: usare una lista per calcolare la mediana Tuple Esercizi Definire semplici funzioni La sintassi per definire semplici funzioni Parametri e argomenti L istruzione return Funzioni booleane Definire una funzione main Esercizi Caso di studio: generare frasi Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Test Dizionari I literal di un dizionario Aggiungere chiavi e sostituire valori Accedere ai valori Eliminare le chiavi Attraversare un dizionario Esempio: sistema esadecimale rivisitato Esempio: calcolare la moda di una lista di valori Esercizi Caso di studio: psicoterapia non direttiva Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Test Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 6 Progettare con le funzioni Le funzioni come meccanismo di astrazione Funzioni per eliminare le ridondanze Funzioni per nascondere la complessità Funzioni supportano metodi generali con variazioni sistematiche

5 Indice generale ix Funzione che supportano la divisione del lavoro Esercizi Risoluzione dei problemi con la progettazione top-down Progettazione del programma di analisi dei testi Progetto del programma che genera frasi Progettazione del programma doctor Esercizi Progettare con le funzioni ricorsive Definizione di una funzione ricorsiva Tracciare una funzione ricorsiva Utilizzare le definizioni ricorsive per costruire funzioni ricorsive Ricorsione nella struttura delle frasi Ricorsione infinita Costi e benefici della ricorsione Esercizi Caso di studio: acquisire informazioni da un sistema di file Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codice) Gestire il namespace di un programma Variabili e parametri Visibilità di una variabile (scope) Vita delle variabili Argomenti di default (parole chiave) Esercizi Funzioni di ordine superiore (argomento avanzato) Funzioni come dati di prima classe Mappatura Filtraggio Riduzione Usare lambda per creare funzioni anonime Creare una tabella di salti Esercizi Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 7 Semplici grafici ed elaborazione delle immagini Semplici grafici Grafica della tartaruga Operazioni della tartaruga Istanze degli oggetti e modulo turtle Disegnare figure bidimensionali Percorso casuale (random walk) Colori e sistema RGB Esempio: disegno a colori casuali Esaminare gli attributi di un oggetto Manipolare la finestra di un oggetto turtle Preparare un file cfg ed eseguire un IDLE Esercizi Caso di studio: pattern ricorsivi nei frattali Richiesta

6 x Indice generale Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Elaborazione delle immagini Informazioni analogiche e digitali Campionamento e digitalizzazione delle immagini Formati di file per le immagini Operazioni di manipolazione delle immagini Proprietà delle immagini Il modulo images Un ciclo per attraversare una griglia Una parola sulle tuple Convertire un immagine in bianco e nero Convertire un immagine in scala di grigio Copiare un immagine Sfocare un immagine Individuazione dei bordi Ridurre le dimensioni di un immagine Esercizi Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 8 Progettare con le classi Analisi di oggetti e classi Primo esempio: la classe Student Docstring Definizioni dei metodi Il metodo init e le variabili di istanza Il metodo str Accessor e mutator La vita degli oggetti Regole per definire una semplice classe Esercizi Caso di studio: gioco d azzardo con i dadi Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Esempi di modellazione dei dati Numeri razionali Operazioni aritmetiche con i numeri razionali e sovraccarico degli operatori Metodi di confronto Uguaglianza e metodo eq Conti correnti di risparmio e variabili di classe Aprire un conto corrente bancario Usare pickle per memorizzare permanentemente gli oggetti Input di oggetti e istruzione try-except Giocare a carte Esercizi Caso di studio: programma per ATM Richiesta Analisi

7 Indice generale xi Progettazione Implementazione (codifica) Strutturare le classi con l ereditarietà e il polimorfismo Gerarchie ereditarie e modellazione Esempio: un conto corrente limitato Esempio: dealer e giocatore nel blackjack Metodi polimorfici Classi astratte Costi e benefici della programmazione orientata agli oggetti Esercizi Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 9 Interfacce grafiche Comportamento dei programmi basati su terminale e dei programmi GUI La versione basata sul terminale La versione basata su una GUI Programmazione controllata da eventi Esercizi Codificare semplici programmi GUI Finestre ed etichette Visualizzare le immagini Pulsanti dei comandi e risposte agli eventi Visualizzare le immagini di un gioco a carte Campi per l input e l output di testi Utilizzare i box di dialogo Esercizi Caso di studio: un ATM basato su una GUI Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Altre utili risorse GUI Colori Attributi di testo Ampiezza e allineamento di un campo Ridimensionare la finestra principale Gli attributi della griglia Annidare i frame per organizzare le componenti Oggetti di testo su più righe Scorrimento delle liste Eventi del mouse Eventi della tastiera Esercizi Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Capitolo 10 Multithreading, reti e client/server Thread e processi Thread Thread nello stato sleep

8 xii Indice generale Produttore, consumatore e sincronizzazione Esercizi Reti, client e server Indirizzi IP Porte, server e client Socket e script per un client day/time Uno script per un server day/time Uno script per una chat in due direzioni Gestire più client contemporaneamente Impostare le conversazioni tra più client Esercizi Caso di studio: una chat per più client Richiesta Analisi Progettazione Implementazione (codifica) Riepilogo Domande di riepilogo Progetti Appendice A Risorse di Python A.1 Installare Python sul computer A.2 Usare il prompt dei comandi del terminale, l IDLE e altri IDE Appendice B Installare la libreria images Appendice C L API per elaborare le immagini Appendice D Passare da Python a Java e C Glossario Indice analitico