Pag. 1. La formalizzazione dell informazione: Dati e Diagrammi di Flusso. Codifica degli algoritmi

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1 1 Università degli studi di Parma Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Informatica a.a. 2012/13 Informatica Facoltà di Medicina Veterinaria a.a. 2012/13 prof. Stefano Cagnoni La formalizzazione dell informazione: Dati e Diagrammi di Flusso Codifica degli algoritmi Algoritmo formulato per essere comunicato tra esseri umani chiaro, sintetico e intuitivo codificato in linguaggi informali o semi-formali (linguaggio naturale, diagrammi di flusso, ) Algoritmo formulato per essere eseguito automaticamente preciso ed eseguibile codificato in linguaggi formali comprensibili dagli esecutori automatici (linguaggio macchina o linguaggio di programmazione di alto livello) Algoritmo = dati + istruzioni Dati e istruzioni Composto da Dati Iniziali Algoritmo Dati Finali (soluzione) Tipi di dati Numeri naturali, interi, reali (1, -2, 0.34) Caratteri alfanumerici (A, B, -,^,3) Dati logici o booleani (Vero, Falso) Array o vettori di n elementi ({1,2,3) Matrici di mxn elementi ( ) Dati Istruzioni che operano sui dati Istruzioni Operazioni di Input/Output (es. leggi, scrivi) Operazioni Aritmetico-logiche (es. max = A + B) Strutture di controllo (es. SE, RIPETI ) Pag. 1

2 2 Criteri di classificazione dei dati Operazioni elementari Visibilità da parte dell utente visibile (di ingresso o uscita) trasparente (dati temporanei di supporto) Operazioni aritmetiche e assegnamenti di valori a singole variabili Es. C (A + B) Variabilità nel tempo costanti variabili (acquisizione dall esterno o assegnazione) Condizioni sul valore di singole variabili se (A > B) allora altrimenti Struttura elementari o scalari (interi, alfanumerici, booleani, ) strutturati (array, matrici, ) Lettura e scrittura di variabili Leggi A oppure Stampa B Rappresentazione degli Algoritmi Rappresentare gli algoritmi 1. Linguaggio naturale 2. Diagramma di flusso 3. Pseudo-codice 4. Linguaggio di programmazione Linguaggio naturale - Sollevare il ricevitore - Attendere il segnale di linea libera - Comporre il numero - Pseudo codice Input A,B Tot 0 While A!=0 Do Output Tot Tot Tot + B A A 1 Ling. programmazione #include <stdio.h> Int main (void){ DF puts( ciao mondo! ); return Exit_success; Sì Scrittura max è a Lettura a e b c a b c> 0? Scrittura max è b Passo P0 Passo P1 Passo P Pag. 2

3 3 Diagrammi di flusso Diagrammi di flusso I blocchi sono collegati fra loro da archi orientati: L arco identifica la sequenza delle operazioni Operazioni di ingresso/uscita La freccia identifica il flusso della esecuzione Sì predicato I circoletti indicano la ricongiunzione di diversi percorsi, MAI una biforcazione (lo fa la selezione a due vie) SI NO Elaborazione Selezione a due vie Sottoprogramma Il maggiore fra 2 numeri interi x, y Diagramma di Flusso di max Algoritmo max 1. Leggi i valori di x e y dall esterno 2. Calcola la differenza d fra x e y (d=x-y) 3. Se d è maggiore di 0 vai al passo 5 altrimenti prosegui in sequenza 4. Stampa il massimo è seguito dal valore di y e vai a 6 5. Stampa il massimo è seguito dal valore di x 6. Termina l esecuzione Leggi x e y d = x - y d > 0? Scrivi max è x Scrivi max è y Pag. 3

4 4 Diagramma di Flusso di max Determinare il massimo fra N numeri interi Algoritmo max_n Leggi x e y Passo 1 1. Leggi il valore di N dall esterno 2. Leggi i primi due numeri d = x - y Passo 2 3. Trova il maggiore m fra i primi due numeri (con max) Passo 3 d > 0? Passo 5 Scrivi max è x Scrivi max è y Passo 4 4. Finchè (hai esaminato meno di N numeri) a. Leggi un nuovo numero x b. Trova il maggiore fra m e x con l algoritmo max c. Assegna il valore del maggiore a m Passo 6 5. Stampa il massimo è ed il valore di m e termina DF per il massimo di N numeri (versione 1) Supponiamo N fissato sottoprogramma Ancora numeri da esaminare? Leggi il nuovo numero in a Scrivi max è m m = max(a,m) Leggi i primi due numeri x1 e x2 e memorizzali nelle variabili a e b m = max(a,b) DF e programmi (1) I DF sono un primo passo verso la formalizzazione di un algoritmo in modo non ambiguo Per ottenere una codifica interpretabile direttamente dalla macchina dobbiamo però specificare molti più dettagli: trasformare tutte le frasi in variabili e modifiche su di esse: es : ancora numeri da esaminare deve essere tradotto in qualcosa di calcolabile dalla macchina usando solo le operazioni elementari Pag. 4

5 5 DF per il massimo di N numeri (versione 2) DF e programmi (2) Supponiamo N >= 2 Leggi N e i primi due numeri a e b Per ottenere una codifica interpretabile direttamente dalla macchina dobbiamo anche : I = 2 decidere come codificare l informazione I = I + 1 m = max(a,b) I < N non banale in esempi più complessi del nostro, ad esempio se voglio codificare un immagine o un video Leggi il nuovo numero in a Scrivi max è m m = max(a,m) scrivere il tutto con una codifica leggibile dalla macchina ma la macchina lavora molto a basso livello (linguaggio macchina, codificato mediante bit)!!!! DF e programmi (3) Diagrammi di flusso e programmi: max in C soluzione. usare linguaggi di livello più alto (linguaggi di programmazione ad alto livello) usare dei programmi appositi per far tradurre i nostri programmi in linguaggio macchina (i compilatori) Importante: I tipici linguaggi (C, Java, Fortran, Basic ) permettono di definire sequenze di operazioni e strutture di controllo del tutto analoghe a quelle contenute nei diagrammi di flusso che abbiamo visto finora main() /* calcola max */ { int x, y, d; scanf ("%d %d, &x, &y) ; d = x - y ; if (d > 0) printf ( il max è %d, x) ; else printf ( il max è %d, y) ; return ; Leggi x e y d = x - y d > 0? Scrivi max è x Scrivi max è y Pag. 5

6 6 DF e programmi : max_n in C (1) DF e programmi : max_n in C (2) main() /* calcola max_n */ { unsigned int m, i, a, b; i = 2 ; scanf ("%d %d, &a, &b); m = max(a,b); while (i < N) { scanf ("%d, &a) ; m = max(a,m); i=i+1; printf ( il max è %d, m) ; return ; int max(int x, int y) /* sottoprogramma che calcola max */ { int d; d = x - y ; if (d > 0) return x; else return y; per oggi Pag. 6