Corso di Calcolatori Elettronici Un computer è un dispositivo in grado di eseguire dei calcoli e di prendere delle decisioni logiche.

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1 Corso di Calcolatori Elettronici Un computer è un dispositivo in grado di eseguire dei calcoli e di prendere delle decisioni logiche. APPUNTI SUL LINGUAGGIO C I computer elaborano i dati sotto il controllo di insiemi di istruzioni chiamati programmi per computer. Introduzione al C Lezione I I vari dispositivi che compongono un sistema sono chiamati hardware, i programmi che possono essere eseguiti sono software. Linguaggi macchina, assembley e di alto livello Il linguaggio C Linguaggi macchina: lingua naturale di un particolare computer, esso consiste di sequenze di numeri (1 o 0) e dipende dalla macchina Linguaggi assembly: abbreviazioni simili all inglese, per rappresentare le operazioni elementari del computer LOAD ADD N X Linguaggi ad alto livello: singole istruzioni contenenti notazioni matematiche utilizzate comunemente Il C fu progettato ed implementato da Dennis Ritchie ed è un linguaggio imperativo ad alto livello, sviluppato nei laboratori della AT&T Bell Laboratories, adatto per lo sviluppo dei sistemi operativi. Benché implementato su un sistema operativo UNIX, questo linguaggio non fu scritto per un particolare sistema operativo ma può essere utilizzato sotto sistemi operativi diversi come UNIX, DOS, OS, POWER PC, ecc Il sistema operativo è un programma di controllo che svolge operazioni fondamentali, risiede in una memoria interna permanente e interpreta i comandi di utente che richiedono varie specie di servizi, come la visualizzazione, la stampa o la copiatura di un file, il raggruppamento logico dei file in una directory o l'esecuzione di un programma. In altre parole il sistema operativo si occupa di gestire tutte le periferiche del nostro pc, tutti i processi, i dati di input/output. x = n + 2;

2 Il linguaggio C Il linguaggio C Il C è un linguaggio di programmazione di tipo imperativo, il programma cioè viene scritto un file in codice sorgente, successivamente viene compilato e, se non ci sono errori, viene eseguito Il problema dei linguaggi imperativi è che sono legati alla piattaforma in cui vengono compilati. Se noi compiliamo un programma sotto Unix, quel programma potra' girare esclusivamente su sistemi operativi Unix. In linguaggi di programmazione come Java, che sono di tipo interpreti, viene analizzato il codice sorgente, viene compilato riga per riga e sarà il web browser a occuparsi di farlo eseguire (es: Explorer, Netscape, Opera, ecc.). Ciò comporta tuttavia che l'esecuzione di un programma interpretato sarà molto più lenta di quella dello stesso programma scritto in linguaggio imperativo ma, d'altro canto, il codice che scrivo sarà portatile cioè potrò eseguirlo in sistemi operativi diversi. La rapida espansione del C su diversi tipi di computer ha prodotto molte varianti (simili ma incompatibili); bisognava sviluppare codice che potesse girare su piattaforme diverse. Versione standard del C: ANSI/ISO 9899 Le librerie in C I programmi scritti in C consistono in moduli chiamati funzioni; esiste una ricca collezione di funzioni già esistenti chiamata libreria standard del C. Riusabilità del software: approccio di costruzione a blocchi per creare programmi; inutile ricostruire funzioni già esistenti, ma riusare ciò che già esiste fondendolo con ciò che viene costruito ex-novo. Obiettivo efficienza: utilizzare le funzioni della libreria ANSI potrà migliorare l efficienza del programma. Il linguaggio C Il C è un tipico linguaggio di programmazione strutturata: scrittura di programmi chiari, dalla correttezza dimostrabile e semplici da modificare. Il linguaggio C permette di scrivere programmi molto compatti Il linguaggio C permette di accedere e gestire direttamente le risorse hardware dell elaboratore (in maniera indipendente dall architettura) Obiettivo portabilità: utilizzare le funzioni ANSI invece di scrivere le proprie versioni.

3 Fase 1 Editor L ambiente C Disk Programma creato con l editor Un semplice programma C Fase 2 Fase 3 Fase 4 Fase 5 Fase 6 Preprocessore Compilatore Linker Loader CPU Disk Disk Disk Memoria Primaria Memoria Primaria Il Preprocessore esegue il codice Compilatore crea il codice oggetto Collega il codice oggetto alle librerie Carica in memoria il programma Esegue una istruzione alla volta /* Programma che stampa un saluto */ printf( Hello World!\n ); Un semplice programma C Un semplice programma C /* Programma che stampa un saluto */ printf( Hello World!\n ); /* Programma che stampa un saluto */ printf( Hello World!\n ); L istruzione è chiamata direttiva di compilazione e serve ad includere informazioni relative a una libreria predefinita del C che contiene le funzioni di input/output. La parola main() identifica il programma principale e rappresenta il punto di ingresso del programma all inizio della sua esecuzione

4 Un semplice programma C Un semplice programma C /* Programma che stampa un saluto */ printf( Hello World!\n ); Si possono specificare commenti racchiudendoli tra i simboli /* e */ /* Programma che stampa un saluto */ printf( Hello World!\n ); Per la stampa su video printf e tra apici la stringa costante Ogni istruzione è conclusa dal simbolo <<;>> Le parentesi graffe delimitano un blocco Esistono sequenze nelle stringhe che indicano caratteri speciali: per esempio \n indica il carattere di new line che quando viene incontrato sposta il carattere successivo alla riga seguente Variabili in C Caratteri speciali /* Programma per il calcolo del fattoriale */ Tipo di opzione \n Ritorno a capo \t Tabulazione orizzontale \b Tabulazione verticale \a Torna indietro di uno spazio \f Salto pagina int n,fat; printf( Calcolo del fattoriale di: ); scanf( %d,&n); fat = 1; while (n>1) { fat = fat * n; n = n-1; printf( Risultato = ); printf( %d,fat); printf( \n ); /* si poteva stampare il risultato con una sola istruzione: printf( Risultato = %d\n, fat); */

5 Variabili in C /* Programma per il calcolo del fattoriale */ int n,fat; Tipi di dato elementari Tipi di dichiarazione Rappresentazione Char Carattere (es. 'à) Int Numero intero (es. 3) printf( Calcolo del fattoriale di: ); scanf( %d,&n); fat = 1; Short Long Numero intero corto Numero intero lungo Float Numero reale "corto" (es 14.4) Una variabile viene dichiarata scrivendo il tipo seguito dal nome della variabile. Una variabile può essere inizializzata all atto della sua dichiarazione (int a=1). Double Numero reale "lungo" In C non esiste il tipo boolean: Si usa la convenzione che lo zero rappresenta il valore falso e l uno il valore vero (tutti i valori diversi da zero rappresentano il vero) Input/Output /* Programma per il calcolo del fattoriale */ int n,fat; printf( Calcolo del fattoriale di: ); scanf( %d,&n); fat = 1; Argomenti di printf e scanf Il primo è una stringa di caratteri (da stampare per la printf) nella quale ogni % indica il punto in cui vanno sostituiti, nell ordine, gli argomenti che seguono; Il carattere che segue il simbolo % indica il tipo dell argomento (d indica un valore intero); La lettura e la stampa di variabili richiede spesso la specifica del loro formato: le istruzioni printf, scanf hanno in genere più argomenti. Gli altri argomenti specificano le variabili di input/output (quelle di input sono precedute dal simbolo speciale &).

6 Argomenti di printf e scanf Assegnazione in C /* Programma per il calcolo del fattoriale */ Sintassi da utilizzare %d Dati di tipo int int n,fat; %lf %l %f Dati di tipo double Dati di tipo long Dati di tipo float printf( Calcolo del fattoriale di: ); scanf( %d,&n); fat = 1; %c Dati di tipo char %s Dati di tipo stringhe L istruzione di assegnazione si indica con il simbolo = while (n>1) { fat = fat * n; n = n-1; printf( Risultato = ); printf( %d,fat); printf( \n ); Blocchi in C /* si poteva stampare il risultato con una sola istruzione: printf( Risultato = %d\n, fat); */ Operazioni con gli int (interi) Operatori ed espressioni in C delle operazioni * moltiplicazione 4*5=20. Moltiplica i numeri inseriti + addizione 2+10=12 Somma i numeri inseriti - sottrazione 3-2=1 Sottrae i numeri inseriti / divisione 5/4=1 Divide e il risultato è senza resto Un istruzione composta è delimitata da un blocco % divisione con modulo 10%7=3 Divide e come risultato abbiamo il resto

7 Operatori ed espressioni in C Operatori ed espressioni in C Operazioni con i double (reali) delle operazioni Operatori relazionali * moltiplicazione 4.5*2.0=9.0 Moltiplica i numeri inseriti X == y Testa se il valore di x è uguale a y + addizione =12.2 Somma i numeri inseriti - sottrazione =0.9 Sottrae i numeri inseriti X > y X >= y Testa se x è maggiore di y Testa se x è maggiore uguale di y / divisione 3.0/2.0=1.5 X < y Testa se x è minore di y Tipo di espressione X <= y Testa se x è minore uguale di y x++ Incremento della variabile x di 1 y-- Decremento della variabile y di 1 X!= y Testa se x è diverso da y a+=b e a*=b a=a+b e a=a*b Operatori ed espressioni in C Istruzioni di controllo condizionali Operatori logici Istruzione condizionale if && AND OR! NOT if ( <espr> ) <istr1> else <istr2> Se <espr> è vera viene eseguito <istr1> altrimenti verrà eseguito <istr2> Operatore condizionale <op1>?<op2>:<op3> Vale <op2> se <op1> è vero altrimenti <op3> Es. (a>b)?a:b calcola il massimo tra a e b Es. if (a>b) printf( il maggiore è %d, a); else printf( il maggiore è %d, b);

8 Istruzioni di controllo condizionali Istruzioni di controllo condizionali Istruzione condizionale switch switch ( <espr> ) { case <costante1> : <istr1> [break] case <costante2> : <istr2> [break]. default : <istr> Se <espr> vale <costante n> vera viene eseguito <istr n>; in tutti gli altri casi (caso di default) verrà eseguito <istr>. Es. Vogliamo impostare il numero di giorni n di cui è fatto ogni mese: switch ( mese ) { case 2: n=28; case 4 : case 6: case 9 : case 11: n=30; default : n=31; Per convenzione dopo l istruzione che si vuole eseguire si usa il comando break per uscire dall istruzione condizionale. Istruzioni di controllo iterative Istruzioni di controllo iterative Istruzione while while ( <espr> ) <istr> oppure do <istr> while ( <espr> ) Fino a che <espr> è vera viene eseguito <istr>. Es. Calcoliamo il fattoriale di un numero i: while ( i>1 ) { fat *= i; i--; do { fat *= i; i--; while ( i>1 );

9 Istruzione for Istruzioni di controllo iterative for ( <espr_init>; <espr_test>; <espr_incr> ) <istr> corrisponde a: <espr_init> while ( <espr_test> ) { <istr> <espr_incr>; Es. for ( i=n; i>1; i-- ) fat *= i; Costanti simboliche in C #define <nome> <valore> Si definiscono facendo uso della direttiva define che va messa nell intestazione del programma. Es. #define PIGRECO 3.14 #define N 100 #define TRUE 1 #define FALSE 0. Esempio di programma C Esempio di programma C Lettura ed analisi del problema: deduzione dei dati di input Costruzione di un procedimento risolutivo: algoritmo Lettura ed analisi del problema: deduzione dei dati di input Scrivere un programma C che calcoli le quattro operazioni sui numeri interi. Traduzione delle istruzioni dell algoritmo in linguaggio C Input: a op b, in cui a e b sono due interi e op è una delle quattro operazioni [+,-,*,/] Oss. La divisione sui numeri interi emette anche il resto

10 Esempio di programma C Esempio di programma C Costruzione di un procedimento risolutivo: algoritmo Traduzione delle istruzioni dell algoritmo in linguaggio C a,b op op =? Un programma C consta di tre parti fondamentali: Intestazione: spazio dedicato agli include per includere librerie + - * / a+b a-b a*b a/b,a%b Dichiarazioni : funzioni,costanti, macro Blocco principale : il main() in cui elencare le istruzioni Esempio di programma C Esempio di programma C Traduzione delle istruzioni dell algoritmo in linguaggio C /* Programma che calcola le quattro operazioni sui numeri interi */ main () { int a,b; char op; printf( Operazione su interi: ); scanf( %d %c %d, &a,&op,&b); printf( Risultato:\t ); Traduzione delle istruzioni dell algoritmo in linguaggio C /* Calcolo e stampa */ switch (op) { case + : printf( %d,a+b); case - : printf( %d,a-b); case * : printf( %d,a*b); case / : printf( %d con resto di %d,a/b,a%b); default: printf( Operatore sconosciuto );

11 /* Programma che calcola le quattro operazioni sui numeri interi */ Corso di Calcolatori Elettronici main () { int a,b; char op; APPUNTI SUL LINGUAGGIO C printf( Operazione su interi: ); scanf( %d %c %d, &a,&op,&b); printf( Risultato:\t ); /* Calcolo e stampa */ switch (op) { case + : printf( %d,a+b); case - : printf( %d,a-b); case * : printf( %d,a*b); case / : printf( %d con resto di %d,a/b,a%b); default: printf( Operatore sconosciuto ); Introduzione al C FINE