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Capitolo 2. La metafora dell'ufficio
Riassunto strutturato completo con tabelle, schemi e diagrammi di flusso
Il Capitolo 2 introduce una potente metafora concettuale ideata per illustrare in modo semplice, intuitivo e
formalmente rigoroso le relazioni tra i componenti fondamentali dell'informatica: utente , calcolatore
(hardware), programmatore e programma (software).
2.1 Struttura e Dotazione dell'Ufficio
L'ufficio è modellato come una stanza singola in cui opera un impiegato (l'esecutore materiale/CPU) sotto la
guida e le direttive di un direttore (il programmatore). L'ufficio comunica con l'esterno (l' utente )
esclusivamente tramite uno sportello.
La dotazione strumentale dell'ufficio comprende i seguenti elementi chiave:
Sedia: Dove l'impiegato siede in stato di inattività in attesa di istruzioni.
Lavagna di lavoro (Memoria Centrale / RAM): Una lavagna a quadretti organizzata in M righe (posizioni
o variabili) e N colonne (caselle per le cifre). La cornice sinistra (larga 5 quadretti) ospita i nomi univoci
delle variabili. Può memorizzare numeri naturali compresi tra 0 e 10
N
- 1.
Modulo IN e Certificato OUT (Dispositivi di Input/Output): Posti sullo sportello. Il modulo IN (compilato
dall'utente) contiene i dati in ingresso ordinati in posizioni standard (IN-1, IN-2, ...). Il certificato
OUT (compilato dall'impiegato) contiene i risultati finali dell'elaborazione (OUT-1, OUT-2, ...).
Gesso e cancellino: Strumenti per scrivere e modificare i dati sulla lavagna di lavoro. La scrittura cancella
sempre il valore precedente.
Lavagna di programma (Memoria di Programma): Una lavagna magnetica dove il direttore scrive le
istruzioni operative dell'algoritmo sotto forma di diagramma di flusso.
Segnalino magnetico (Program Counter): Una freccia posizionata sulla lavagna di programma per
indicare l'istruzione corrente in fase di esecuzione.
Segnalatore acustico: Un campanello che l'utente può attivare dall'esterno per richiedere l'avvio del
lavoro.
Rappresentazione Strutturale della Memoria (Tabella della Figura 2.1)
LAVAGNA DI LAVORO (Cornice +
Variabili)
MODULO IN (Dati Utente) CERTIFICATO OUT (Risultati)
NOMI (max 5 car.) | VALORE (N cifre)
- Riga 1: [N][O][M][E] | [ ][ ][ ][1]
[2][4][1][7]
- Riga 2: [ ] | [ ][ ][ ][ ][ ][ ][ ]
[ ]
VALORE (Input)
• IN-1: [ ][ ][ ][ ][ ]
[1][2][7]
• IN-2: [ ][ ][ ][ ][ ][
][ ][ ]
= 4 righe
VALORE (Output)
• OUT-1: [ ][ ][ ][ ][1]
[4][2][4]
• OUT-2: [ ][ ][ ][ ][ ][
][ ][ ]
= 4 righe
Figura 2.1 - Organizzazione logica della memoria di lavoro, dell'input e dell'output.
Figura 2.2 - Schema d'insieme dell'ufficio e interazione dei componenti.
2.2 Il Funzionamento Ciclico dell'Ufficio
Il ciclo di elaborazione segue una sequenza rigorosa di passi operativi:
Fase di Attesa: L'impiegato è inattivo sulla sedia. L'utente all'esterno compila il modulo IN con i dati del
problema.
Fase di Inizializzazione: L'utente suona il campanello. L'impiegato si alza, cancella interamente la
lavagna di lavoro con il cancellino e posiziona la freccia magnetica sul blocco ( INIZIO ) della
lavagna di programma.
Fase di Esecuzione: L'impiegato esegue sequenzialmente le istruzioni indicate dal segnalino,
spostandolo di volta in volta. Al termine, compila il certificato OUT e torna a sedersi.
| DISPOSIZIONE DELL'UFFICIO |
| | LAVAGNA DI PROGRAMMA | | LAVAGNA DI LAVORO | |
| | ( INIZIO ) | | [Cornice] [Quadretti] | |
| | | | | [ Vari- ] [ Valori ] | |
| | [Leggi] <--- [◄]| | [ abili ] [ ] | |
| | | |
| | / \ | SPORTELLO |
| | (V) (F) | +------------------------+ |
| +--------------------------+ | MODULO IN (Utente) | |
| |___| | CERTIFICATO OUT | |
| (Sedia) +------------------------+ |
2.4 Esempio Pratico: Calcolo della Potenza Intera (A
B )
Consideriamo il caso in cui l'utente voglia calcolare la terza potenza di quattro ( 4
). L'utente inserisce 4 in
IN-1 (BASE) e 3 in IN-2 (ESPONENZIALE).
Figura 2.4 - Diagramma di flusso per il calcolo della potenza tramite moltiplicazioni ripetute.
( INIZIO )
v
[ LEGGI IN-1 BASE ]
v
[ LEGGI IN-2 ESP ]
v
[ 1 -> VAL ]
+--->v
| < ESP = 0 >
| / (F) (V) (V)
| | +---> [ SCRIVI VAL OUT-1 ] ---> ( FINE )
| v
| [ VAL · BASE -> VAL ]
| v
| [ ESP - 1 -> ESP ]
Traccia dell'Esecuzione Passo-Passo (Evoluzione della Lavagna)
Passo
Operativo
Istruzione
Eseguita
Variabile
BASE
Variabile
ESP
Variabile
VAL
Note di Esecuzione
Inizializzazione - (^) Non
allocata
Non
allocata
Non
allocata
Lavagna pulita, freccia su
INIZIO
Passo 1 (^) LEGGI IN-
BASE
(^4) Non
allocata
Non
allocata
Allocazione di BASE
Passo 2 (^) LEGGI IN-
ESP
4 (^3) Non
allocata
Allocazione di ESP
Passo 3 (^) 1 -> VAL 4 3 1 Allocazione di VAL a 1
Iterazione 1 (^) VAL · BASE
-> VAL
4 3 (^4) Condizione ESP=0 è Falsa. 1 ·
Decremento 1 (^) ESP - 1 ->
ESP
Iterazione 2 (^) VAL · BASE
-> VAL
4 2 (^16) Condizione ESP=0 è Falsa. 4 ·
Decremento 2 (^) ESP - 1 ->
ESP
Iterazione 3 (^) VAL · BASE
-> VAL
4 1 (^64) Condizione ESP=0 è Falsa. 16 ·
Decremento 3 (^) ESP - 1 ->
ESP
Uscita Ciclo (^) SCRIVI VAL
OUT-
4 0 64 Condizione ESP=0 è Vera. Il
valore 64 viene scritto in
OUT-1.
Conclusione - 4 0 64 Arrivo al blocco FINE,
impiegato alla sedia.
Tabella 2.1 - Tracciamento passo-passo dell'esecuzione (corrispondente alle Fig. 2.5 - 2.20).
