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Dal Problema all’algoritmo
Un problema è un quesito che attende una risposta detta soluzione. Il
processo risolutivo che porta alla soluzione di un problema è definito da
una serie di passi che terminano con il risultato finale, che è l’obiettivo
che vogliamo raggiungere.
Per poter risolvere un problema sono necessarie alcune informazioni
iniziali e indispensabili che chiameremo dati iniziali.
Chi risolve il problema?
Entrano in gioco due “attori”:
Il risolutore , è colui che attraverso una fase di analisi sviluppa il
processo risolutivo necessario per risolvere il problema.
L’ esecutore è colui che esegue le azioni descritte dal risolutore per
giungere concretamente alla soluzione del problema.
Il risolutore è colui dotato di intelligenza che sviluppa il processo
risolutivo, l’esecutore è colui che senza esperienza esegue le azioni
elementari suggerite dal risolutore. Nel nostro caso l’esecutore sarà
identificato dal PC.
Il processo risolutivo è quindi composto da una serie di azioni elementari.
Ma cos’è un’azione?
L’azione è un qualunque evento che ha un tempo di inizio e una fine.
Le azioni devono avvenire in sequenza, una dopo l’altra.
L’algoritmo: E’ una sequenza finita e ordinata di azioni elementari che
descrivono il processo risolutivo che porta alla soluzione del problema.
Le proprietà degli algoritmi:
Affinché un algoritmo possa definirsi tale deve rispettare alcune
caratteristiche fondamentali. Deve essere:
Finito: il processo risolutivo deve essere composto da un numero
finito di azioni elementari
Non ambiguo: ogni azione deve essere rigorosamente definita nei
suoi effetti (che produce) e non deve creare ambiguità all’esecutore
Generale: l’algoritmo non deve essere valido solo per un particolare
problema, ma deve essere applicato a tutti i problemi della stessa
classe.
Completo: Deve considerare tutti i casi possibili
Osservabile nei risultati: L’algoritmo deve portare ad un risultato
oggettivo.
Deterministico: Partendo sempre dagli stessi dati iniziali,
l’esecuzione dell’algoritmo deve fornire sempre gli stessi risultati
finali.
La rappresentazione degli algoritmi
Per descrivere gli algoritmi il linguaggio naturale non si presta bene,
poiché contiene ambiguità, sinonimi, allegorie e metafore che non sono
utili per descrivere i comandi da impartire ad un PC.
Un modo per rappresentare gli algoritmi è ricorrere ai Diagrammi a
Blocchi o Flow-Chart che utilizza la rappresentazione grafica, l’utilizzo di
variabili, operatori relazionali, strutture condizionali e iterative per
sviluppare gli algoritmi.
Assegnazione
Un comando di assegnazione, calcola una espressione e registra il risultato in una variabile.
Condizione
Il comando If controlla una espressione booleana e passa al ramo del Vero o del Falso a seconda se è verificata o meno la condizione.
Mentre
Prima viene testata la condizione e dopo sono eseguite le istruzioni del ciclo.
Fai
Prima sono eseguite le istruzioni del ciclo e dopo viene testata la condizione.
Le strutture di ITERAZIONE
PREREQUISITI
Strutture di controllo sequenziali e di selezione.
OBIETTIVI
Descrivere un problema risolvibile con le strutture iterative.
Riconoscere il tipo di iterazione (a condizione iniziale e finale) da applicare ad un determinato contesto reale.
ARGOMENTI
L’utilità dei cicli iterativi.
Tipologie di iterazione.
Elementi fondamentali di un ciclo.
Ciclo iterativo a condizione iniziale (WHILE o MENTRE)
Ciclo iterativo a condizione finale (DO … WHILE o FAI)
L’UTILITA’ DEI CICLI ITERATIVI
Quando una sequenza di istruzioni viene ripetuta fino a quando non si verifica una certa condizione prende il nome di struttura iterativa. Un algoritmo avente una struttura iterativa è una tipologia di algoritmo costituito da una sequenza di azioni che viene ripetuta, finché è necessaria la ripetizione stessa (un ciclo). Tutte le operazioni che richiedono la ripetizione di una stessa azione più volte, ma in numero finito sono dette procedure iterative. Ad ogni iterazione, l'esecutore svolge un compito. Al termine verifica se tale compito vada ripetuto mediante una condizione di ripetizione.
ITERAZIONI
In un algoritmo può capitare di dover eseguire un insieme di istruzioni, in modo identico, più volte. Si parla allora di cicli iterativi ( LOOP ).
Le iterazioni indefinite possono essere:
Precondizionale , o iterazione per vero, se il controllo per l’arresto dell’iterazione è posto prima del gruppo di istruzioni da ripetere.
Postcondizionale , o iterazione per falso, se il controllo per l’arresto dell’iterazione è posto dopo del gruppo di istruzioni da ripetere. In definitiva i tipi di ciclo iterativi sono i seguenti tre:
Ciclo iterativo a condizione iniziale (WHILE / MENTRE) o precondizionale.
Ciclo iterativo a condizione finale (DO … WHILE / RIPETI … MENTRE) o postcondizonale.
NB Il cosiddetto "ciclo infinito", o " loop infinito ", è spesso dovuto ad un errore di programmazione che manda in stallo l’esecuzione del programma, ed è quindi un grave errore logico nello sviluppo di un applicativo.
ELEMENTI FONDAMENTALI DI UN CICLO
Gli elementi fondamentali che contraddistinguono un ciclo iterativo sono: PASSO INIZIALE: Inizializzazione di una o più variabili utilizzabili nella condizione di test: la prima volta che si esegue il test la condizione deve avere un valore sensato.
TEST DI FINE: Test che verifica una condizione: è la condizione di entrata/uscita dal ciclo (condizione del ciclo).
PASSO ITERATIVO: Istruzioni da iterare, ovvero le istruzioni (gruppo di istruzioni) che vengono eseguite ad ogni iterazione (corpo del ciclo).
Tra le istruzioni da iterare occorre un’ istruzione di modifica che possa modificare l’esito del test, al fine di permettere l’uscita dal ciclo.
