Introduzione all’Analisi dei Dati
L06 –Dall’algoritmo al
programma
Università degli Studi “Suor Orsola Benincasa”
Facoltà di Scienze della Formazione
Corso di Laurea in Scienze e Tecniche di Psicologia Cognitiva
A.A. 2017/2018
Prof. Roberta Presta
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Introduzione all'analisi e progettazione di algoritmi, Appunti di Lingua Inglese
Una introduzione alle istruzioni di base per la descrizione e la progettazione di algoritmi. Viene discusso il concetto di raffinamento, la progettazione top-down, la differenza tra linguaggi di alto e basso livello, e la struttura dei programmi. Inoltre, vengono presentati costrutti condizionali a più vie e iterativi, nonché la modularità e l'uso di sottoprogrammi.
Tipologia: Appunti
2017/2018
1 / 36
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Introduzione all’Analisi dei Dati
L06 – Dall’algoritmo al
programma
Università degli Studi “Suor Orsola Benincasa” Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze e Tecniche di Psicologia Cognitiva A.A. 2017/ Prof. Roberta Presta
Argomenti
u La descrizione degli algoritmi
u Linguaggi di programmazione di alto e basso livello
u Caratteristiche fondamentali dei linguaggi di programmazione
u I concetti di variabile e tipo
u I costrutti di sequenza, selezione, iterazione
u L’Ora del codice da Programma il Futuro
La descrizione degli algoritmi
u Un programma è la descrizione di un algoritmo in un linguaggio di
programmazione comprensibile all’esecutore
u Per realizzare un programma, dato un problema bisogna …
u … capire preliminarmente se il problema ammette soluzioni u … nel caso ne ammetta, individuare un metodo risolutivo (algoritmo) u …. esprimere tale metodo in un linguaggio comprensibile all'esecutore a cui è rivolto
La descrizione degli algoritmi: un
esempio
Descrivere l’algoritmo per correggere gli errori lessicali presenti
nel testo in ingresso
Costrutti
u Per esprimere un algoritmo in linguaggio naturale, si usano dei costrutti che
determinano l'ordine in cui le diverse azioni devono essere svolte
u Il più semplice tra essi è quello che stabilisce che le azioni devono essere svolte una dopo l'altra ( sequenza ) u Un altro costrutto comune ci consente di indicare che alcune azioni devono essere svolte solo se si verificano determinate condizioni ( selezione ) u Esempio: la frase "se la parola è sbagliata, allora correggi, altrimenti non fare niente" prescrive la correzione soltanto in presenza di un errore. u Un ultimo costrutto ci dice che alcune azioni devono essere ripetute un certo numero di volte ( iterazione ) u Esempio: «per ogni parola del rigo, fai le seguenti operazioni», «ripeti le operazioni da 1 a 4 fino alla terminazione del testo»
Istruzioni
u Un’altra componente fondamentale della descrizione dell’algoritmo è
costituita dalle istruzioni
u Le istruzioni sono le frasi che prescrivono l’esecuzione di determinate
operazioni
u Si dividono in:
u Elementari: istruzioni note all’esecutore (l’esecutore è direttamente in grado di eseguirle); u non elementari: quelle non note all'esecutore (devono essere scomposte in istruzioni semplici per poter essere eseguite dall’esecutore)
u Il procedimento che trasforma una istruzione non elementare in un insieme di
istruzioni elementari, prende il nome di raffinamento
Dall’algoritmo al programma
u Per rendere un algoritmo eseguibile da un certo esecutore:
u Si parte dalla sua descrizione in linguaggio naturale u Si esegue il processo di raffinamento in modo da esprimere tutte le istruzioni non elementari in termini di istruzioni appartenenti al “repertorio” dell’esecutore u Si traduce quindi l’algoritmo in un linguaggio di programmazione comprensibile all’esecutore, ottenendo così il programma vero e proprio
Linguaggio di programmazione
u Il linguaggio di programmazione è una notazione formale per descrivere gli
algoritmi
u Come ogni linguaggio, è dotato di una sua grammatica …
- un alfabeto
- un lessico
- una sintassi
- una semantica
u …cioè di regole rigide per la composizione di programmi
u Si possono distinguere linguaggi di programmazione di alto livello e di basso
livello
Linguaggi di alto livello
u Leistruzioni dei linguaggi di basso livello esprimono funzionalità molto elementari
u la costruzione di ogni algoritmo in tali linguaggi richiede un gran numero di comandi ed è particolarmente onerosa
u Per superare queste ed altre difficoltà esistono i linguaggi cosiddetti di alto livello
u Linguaggi di alto livello
- rendono l'attività di programmazione più semplice
- usano istruzioni “più sintetiche”
- Le istruzioni sono più vicine al tradizionale modo di esprimere i procedimenti di calcolo da parte di un essere umano - Sono espresse in uno pseudo-linguaggio umano, utilizzando parole-chiave o codici operativi ispirati alla lingua inglese
- Opportuni programmi (“compilatori” e “interpreti”) traducono i programmi in linguaggio macchina
Realizzazione dei programmi di piccole
dimensioni
u Fasi
u Analisi del problema : comprensione del “cosa” si deve fare e definizione dei requisiti della soluzione u Progettazione della soluzione : comprensione del «come» si deve costruire la soluzione (algoritmo) u Programmazione: implementazione della soluzione nel linguaggio di programmazione scelto u Verifica: fase di test in cui si controlla che la soluzione costruita soddisfi i requisiti!
Frasi di un linguaggio di
programmazione di alto livello
- Tutti i linguaggi di alto livello prevedono quattro tipologie di frasi diverse:
- le istruzion i, che tradotte in linguaggio macchina indicano al processore le operazioni da svolgere;
- le strutture di controllo che definiscono l’ordine di esecuzione delle istruzioni;
- le frasi di commento che permettono l’introduzione di frasi in linguaggio naturale utili a rendere più comprensibili i programmi ad un lettore umano
- le dichiarazioni rivolte al traduttore con le quali il programmatore da ordini al traduttore del linguaggio di programmazione;
Il concetto di variabile e di tipo
u Questi concetti sono fondamentali in tutti i linguaggi di programmazione:
u Variabile
u Rappresenta l’informazione da manipolare tramite il programma u Ad essa vengono associati: u un nome identificativo u un tipo u un’area di memoria atta a contenere un valore di quel tipo u la dimensione di tale area e le relative regole d’uso di tale area dipendono dal tipo della variabile
u Tipo
u Insieme di valori a cui sono associati delle operazioni definite su essi u Esempio: il tipo «numero intero», il tipo «carattare», il tipo «numero reale», …
Commenti
- Frasi in linguaggio naturale che non vengono tradotte in linguaggio macchina
- Consentono di migliorare la leggibilità^ e la chiarezza del programma
- Per indicare le frasi di commento, si usano delle sequenze di caratteri
speciali ( “marcatori” )
- Esempi:
- Java, Swift: // questo è un commento
- R: # commento in R Code for readability “Always code as if the guy who ends up maintaining your code will be a violent psychopath who knows where you live”
Costrutti di controllo
u I costrutti di controllo indicano all'esecutore l'ordine in cui le operazioni
devono essere eseguite
u Si distingue tra:
u Costrutti di sequenza u Costrutti di selezione o costrutti condizionali u A due vie o a più vie u Costrutti di iterazione