INFORMATICA GENERALE. Prof Alberto Postiglione Dipartim. Scienze della Comunicazione Univ. Salerno. Università degli Studi di Salerno

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1 INFORMATICA GENERALE Prof. Alberto Postiglione Dipartimento Scienze della Comunicazione Università degli Studi di Salerno : Introduzione alla Programmazione Bibliografia 14 apr 2010 Dia 2 Curtin, (vecchie edizioni) 12.1 Curtin (IV edizione): 11.1 Questi lucidi 1

2 Il concetto di programma memorizzato 14 apr 2010 Dia 3 Gli elettrodomestici di uso quotidiano ed il computer sono dispositivi elettromeccanici complessi Gli elettrodomestici di uso quotidiano sono adatti ad un uso specifico (es lavatrice, TV, HIFI, ) il loro comportamento è guidato dalla interazione tra i componenti fisici e meccanici Il concetto di programma memorizzato 14 apr 2010 Dia 4 Un computer èuna macchina universale (general purpose) in grado cioè di svolgere compiti molto diversi tra di loro Scrivere lettere Gestire il proprio Conto Corrente Bancario Giocare a scacchi il suo comportamento è guidato da un insieme di istruzioni elementari, chiamate programma (o software) Per far cambiare funzione al computer è sufficiente cambiare il programma che risiede nella memoria RAM. Il software èla mente del computer 2

3 Il S.O. e i programmi applicativi 14 apr 2010 Dia 5 Il Sistema Operativo permette poi ai programmi applicativi di interagire con l hardware del computer tramite il BIOS I Programmatori 14 apr 2010 Dia 6 Il Software è scritto da specialisti informatici detti programmatori (anche se l intero processo di progettazione e sviluppo di un software prevede la presenza di altri specialisti, quali l analista ecc ) Un analista/programmatore deve Descrivere passo per passo la procedura logica di soluzione al problema, cioè l Algoritmo Descrivere la tipologia e l organizzazione dei dati, cioè le Strutture Dati Progettare le modalità di interazione dell utente con il programma, cioè la cosiddetta Interfaccia Utente. 3

4 I Programmatori 14 apr 2010 Dia 7 La programmazione è una combinazione di arte e scienza e richiede una particolare attenzione all analisi di tutte le possibili situazioni nelle quali potrà trovarsi l elaborazione (completezza) ai dettagli descrittivi dei singoli compiti che deve svolgere l elaboratore (accuratezza) All assenza di conflitti computazionali tra le varie parti del programma (linearità) Un analista/programmatore è un esperto molto qualificato che progetta e costruisce computer e sistemi software I Programmi 14 apr 2010 Dia 8 I programmi sono di gran lunga il prodotto più complesso concepito dalla mente umana Ad esempio il Sistema Operativo XP è composto da 40 Milioni di istruzioni Stampate su fogli A4, con interlinea singola, occuperebbero pagine (750 volumi da 500 pagine l uno, stampate fronte/retro) 4

5 Dal problema al programma (I) 14 apr 2010 Dia 9 Bisogna, preventivamente, analizzare il problema, scomporlo, eventualmente, in sottoproblemi e verificare la risolubilità di ogni singola parte. Bisogna poi formulare una strategia di soluzione del problema (algoritmo). Nel caso, molto comune, di problemi scomponibili in più sottoproblemi bisogna dare un algoritmo per ogni sottoproblema. Dal problema al programma (II) 14 apr 2010 Dia 10 Un algoritmo, per poter essere eseguito da un computer, deve essere scritto in un linguaggio formale e non ambiguo, detto linguaggio di programmazione. In questa fase viene cioè prodotto il programma corrispondente all algoritmo. Si noti che il programma non è ancora in un formato direttamente eseguibile dal computer, ma le sue istruzioni, espresse in un linguaggio ancora molto simile ad una lingua naturale, devono essere trasformate in una successione di simboli binari. 5

6 Dal problema al programma (III) 14 apr 2010 Dia 11 Infine bisogna chiedere alla macchina di tradurre (si dice compilare o interpretare) i programmi scritti nel linguaggio di programmazione in una successione di istruzioni espresse come successioni di 0 e 1, l unico alfabeto che è comprensibile al computer aggregare i vari programmi, corrispondenti ai singoli algoritmi, in un unico programma eseguirlo (cioè mandarlo in esecuzione) Errori Sintattici 14 apr 2010 Dia 12 Un errore sintattico è quando si costruiscono istruzioni che contravvengono alle regole formali di costruzione delle frasi del linguaggio di programmazione Ad esempio quando, in Pascal, si scrive : invece che := per indicare un istruzione di assegnazione oppure si scrive Wrote invece che Write. In tal caso il programma non può essere eseguito perché il compilatore non lo traduce in linguaggio macchina, permettendoci così di sapere che c è stato un errore. 6

7 Errori Logici (o algoritmici) 14 apr 2010 Dia 13 Un errore logico (spesso di difficile individuazione) è quando si scrive una frase sintatticamente corretta, ma algoritmicamente sbagliata. Ad esempio se devo sommare 2 numeri e sbaglio operatore scrivendo il invece che il + In tal caso il programma viene eseguito perché il compilatore lo traduce in linguaggio macchina. Il programma quindi gira, ma il risultato sarà differente da quello corretto. I Programmi 14 apr 2010 Dia 14 Ogni programma èsicuramente esente da errori sintattici, ma deve anche essere ESENTE DA ERRORI logici, perché a volte anche un solo errore algoritmico potrebbe rendere il software inutilizzabile. 7

8 Competenze di un Buon Programmatore 14 apr 2010 Dia 15 Informatica è una disciplina scientifica complessa e richiede competenze approfondite di logica, matematica e altro quali, ad esempio: Analisi matematica (derivate, integrali, equazioni differenziali) Matematica Discreta (calcolo di somme, teoria dei numeri, coefficienti binomiali, numeri speciali, funzioni generatrici, probabilità discreta) Algoritmi e paradigmi algoritmici Strutture Dati statiche e dinamiche. Complessità computazionale (per poter paragonare le prestazioni di algoritmi con prestazioni teoriche e per individuare se un problema può presentare o meno un algoritmo conveniente o se esso è praticamente intrattabile ) 14 apr 2010 Dia 16 Competenze di un Buon Programmatore Architettura di un elaboratore (i principi logici alla base dell elaborazione dei dati, ma anche i suoi principi progettuali) Linguaggi di programmazione di basso livello e di alto livello e Metodologie di programmazione Linguaggi Formali Teoria dell Informazione Sistemi operativi Modelli di rappresentazione di databases e sistemi di gestione di basi di dati ecc, ecc, ecc 8

9 Bibliografia minima 14 apr 2010 Dia 17 Un testo contenente la matematica necessaria per un informatico è: Graham, Knuth, Patashnik Concrete Mathematics a foundation for Computer Science Addison Wesley, 1989 (623 pagine) (trad. italiana Hoepli 1992) Un buon testo di introduzione agli algoritmi e alle Strutture dati è: Cormen, Leiserson, Rivest, Stein "Introduzione agli Algoritmi e alle Strutture Dati McGraw-Hill, 2005 (2 a edizione) (960 pagine) Un buon testo di introduzione all architettura di un computer è: D.A. Patterson e J.L. Hennessy, "Struttura, organizzazione e progetto dei calcolatori: interdipendenza tra hardware e software", Jackson libri, 1999 (2 a edizione) (861 pagine) 9