La formalizzazione dell informazione: Dati e Diagrammi di Flusso

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1 La formalizzazione dell informazione: Dati e Diagrammi di Flusso

2 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) - 2 -

3 Algoritmo = dati + istruzioni Composto da Dati Iniziali Algoritmo Dati Finali (soluzione) Dati Istruzioni che operano sui dati - 3 -

4 Dati e istruzioni 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 ( ) Istruzioni Operazioni di Input/Output (es. leggi, scrivi) Operazioni Aritmetico-logiche (es. max = A + B) Strutture di controllo (es. SE, RIPETI ) - 4 -

5 Criteri di classificazione dei dati Visibilità da parte dell utente visibile (di ingresso o uscita) trasparente (dati temporanei di supporto) Variabilità nel tempo costanti variabili (acquisizione dall esterno o assegnazione) Struttura elementari o scalari (interi, alfanumerici, booleani, ) strutturati (array, matrici, ) - 5 -

6 Operazioni elementari Operazioni aritmetiche e assegnamenti di valori a singole variabili Es. C (A + B) Condizioni sul valore di singole variabili se (A > B) allora altrimenti Lettura e scrittura di variabili Leggi A oppure Stampa B - 6 -

7 Rappresentazione degli Algoritmi 1. Linguaggio naturale 2. Diagramma di flusso 3. Pseudo-codice 4. Linguaggio di programmazione - 7 -

8 Rappresentare gli algoritmi Linguaggio naturale - Sollevare il ricevitore - Attendere il segnale di linea libera - Comporre il numero - DF Inizio Lettura a e b c a b Passo P0 Passo P1 Pseudo codice Input A,B Tot 0 Ling. programmazione Sì Scrittura max è a c> 0? No Scrittura max è b Passo P2 While A!=0 Do #include <stdio.h> Fine Tot Tot + B Int main (void){ A A 1 puts( ciao mondo! ); Output Tot return Exit_success; } - 8 -

9 Diagrammi di flusso Inizio Fine Operazioni di ingresso/uscita Sì predicato No Elaborazione Selezione a due vie Sottoprogramma - 9 -

10 Diagrammi di flusso I blocchi sono collegati fra loro da archi orientati: L arco identifica la sequenza delle operazioni La freccia identifica il flusso della esecuzione I circoletti indicano la ricongiunzione di diversi percorsi, MAI una biforcazione (lo fa la selezione a due vie) SI NO

11 Il maggiore fra 2 numeri interi x, y 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

12 Diagramma di Flusso di max Inizio Leggi x e y d = x - y Si d > 0? No Scrivi max è x Scrivi max è y Fine

13 Diagramma di Flusso di max Inizio Leggi x e y Passo 1 d = x - y Passo 2 Si d > 0? No Passo 3 Passo 5 Scrivi max è x Scrivi max è y Passo 4 Fine Passo

14 Determinare il massimo fra N numeri interi Algoritmo max_n 1. Leggi il valore di N dall esterno 2. Leggi i primi due numeri 3. Trova il maggiore m fra i primi due numeri (con max) 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 5. Stampa il massimo è ed il valore di m e termina

15 DF per il massimo di N numeri (versione 1) Supponiamo N fissato Inizio Leggi i primi due numeri x1 e x2 e memorizzali nelle variabili a e b sottoprogramma m = max(a,b) Si Ancora numeri da esaminare? Leggi il nuovo numero in a Scrivi max è m No m = max(a,m) Fine

16 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

17 DF per il massimo di N numeri (versione 2) Supponiamo N >= 2 Inizio Leggi N e i primi due numeri a e b I = 2 m = max(a,b) I = I + 1 Si I < N No Leggi il nuovo numero in a Scrivi max è m m = max(a,m) Fine

18 DF e programmi (2) Per ottenere una codifica interpretabile direttamente dalla macchina dobbiamo anche : decidere come codificare l informazione non banale in esempi più complessi del nostro, ad esempio se voglio codificare un immagine o un video scrivere il tutto con una codifica leggibile dalla macchina ma la macchina lavora molto a basso livello (linguaggio macchina, codificato mediante bit)!!!!

19 DF e programmi (3) 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