Informatica. appunti dalle lezioni del 20/09/2011 e del 27/09/2011

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1 Informatica appunti dalle lezioni del 20/09/2011 e del 27/09/2011

2 Definizioni Informatica: scienza per lʼelaborazione automatica dellʼinformazione Informatica = Informazione + Automatica Informazione: sequenza di simboli a cui associamo un significato Automatica: creazione di dispositivi artificiali a cui delegare compiti normalmente attribuiti a persone

3 Contesto Il compito di un ingegnere è di trovare la soluzione a un problema Lʼinformatica tratta solo di problemi di elaborazione dellʼinformazione Una soluzione con particolari caratteristiche prende il nome di algoritmo

4 Algoritmo Un algoritmo è una sequenza finita di istruzioni comprensibili allʼesecutore ed eseguibili La sequenza deve essere deterministica, ossia ogni volta che unʼistruzione viene eseguita, è determinata lʼistruzione successiva Il caso e le scelte sono esclusi dagli algoritmi

5 Computer Escludendo il caso e la scelta, gli algoritmi sono soluzioni che possono essere automatizzate Il computer, in origine concepito come persona che fa di conto, diventa il calcolatore come lo conosciamo oggi, perché sostituibile da una macchina

6 Raffinamento di algoritmi Un algoritmo può illustrare le azioni da eseguire a un livello arbitrario di dettaglio Il livello giusto è quello che rende le azioni comprensibili allʼesecutore La riscrittura di un algoritmo con un maggiore dettaglio prende il nome di raffinamento

7 Diagramma di flusso Notazione grafica per esprimere algoritmi inizio sì condizione? no istruzione fine

8 Algoritmo per cuocere la pasta acqua in pentola pentola sul fuoco attendi sì bolle? no sale no pasta attendi cotta? scola sì

9 Considerazioni Quando ci sono ripetizioni nellʼalgoritmo, tipicamente si formano cicli (anelli, loop) nel diagramma di flusso Il determinismo degli algoritmi vieta che vi siano due freccie uscenti da unʼistruzione

10 Programmi Un algoritmo può essere espresso in diversi modi: in un linguaggio naturale (es. italiano) con una notazione grafica (es. diagramma) in un linguaggio comprensibile al calcolatore (es. C++) Si definisce programma un algoritmo scritto in un linguaggio comprensibile al calcolatore

11 Soluzioni a un problema Se esiste una soluzione a un problema, ne esistono molte altre Il problema della ricerca di un nome nellʼelenco telefonico, ad esempio, ha due possibili algoritmi: ricerca sequenziale ricerca binaria

12 Ricerca sequenziale Si parte dallʼinizio e si scorre lʼelenco fino a che non si trova il nome cercato. Caso migliore: il nome cercato è allʼinizio dellʼelenco Caso pessimo: il nome cercato è alla fine dellʼelenco

13 Ricerca binaria Si apre lʼelenco a metà, se il primo nome presente viene prima di quello cercato, si considera la seconda metà dellʼelenco, altrimenti si prende la prima metà Si ripete finché non si trova il nome cercato

14 Confronto tra algoritmi In media la ricerca binaria fornisce risultati più rapidi (ma non sempre: se il nome è allʼinizio dellʼelenco la ricerca sequenziale è la migliore) Per un confronto completo tra algoritmi bisogna considerare il caso ottimo, il caso pessimo, e il caso medio Molti algoritmi si basano inoltre su importanti ipotesi: se lʼelenco non è in ordine alfabetico, ad esempio, la ricerca binaria non può essere applicata, e quella sequenziale è lʼunica scelta possibile

15 Proprietà degli algoritmi Correttezza Un algoritmo è corretto quando fornisce la soluzione che ci si aspetta, quella per cui lʼalgoritmo è stato creato Efficienza Un algoritmo è efficiente quando ottiene il risultato con un consumo minimo di risorse (energia, tempo, etc.) La correttezza è generalmente più importante

16 Ricordarsi che... Il computer fa quello che gli dite di fare, NON quello che volete che lui faccia.

17 Altro problema: MCD Dati due numeri x, y, trovarne il massimo comun divisore Un algoritmo molto semplice cerca il MCD a partire dal più piccolo tra x e y, e diminuendo ogni volta di unʼunità, finché non si trova un numero che li divide entrambi (caso migliore: uno dei due è il MCD, caso peggiore: il MCD vale 1)

18 : input Algoritmo 1 : output x,y : assegnamento di valore sì x y? no m y m x sì m divide sia x sia y? no m m m 1

19 Assegnamento e variabili la scrittura x y rappresenta lʼoperazione che copia il valore di y in x, chiamata assegnamento x e y si chiamano variabili (perché il loro valore può variare) attenzione: il vecchio valore di x viene sovrascritto (e quindi perso)

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