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Informatica 3
LEZIONE 1: Introduzione
• Modulo 1: Introduzione al corso
• Modulo 2: Introduzione ai linguaggi di
programmazione
Politecnico di Milano - Prof. Sara Comai
1
Informatica 3
Lezione 1- Modulo 1
Introduzione al corso
Politecnico di Milano - Prof. Sara Comai
2
Introduzione
• Corso di Informatica 3 suddiviso in 2 parti:
concetti e problematiche dei linguaggi di
programmazione
algoritmi e strutture di dati
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3
Concetti di linguaggi di
programmazione
• Concetti di linguaggi di programmazione
–
–
–
–
–
Sintassi e semantica
Tipi di dati
Strutturazione della computazione
Programmazione orientata agli oggetti
Linguaggi di programmazione funzionali
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Algoritmi e strutture di dati
• Algoritmi e strutture di dati:
–
–
–
–
–
–
–
–
Analisi degli algoritmi
Liste, code e pile
Alberi binari e alberi generici
Grafi
Strutture di dati avanzate
Algoritmi di ordinamento
Algoritmi di ricerca
Progettazione di macchine a stati e Statecharts
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Linguaggio di programmazione
• Linguaggio di programmazione adottato:
C++
• Revisione critica delle caratteristiche del
linguaggio
• Introduzione di nuovi concetti:
–
–
–
–
ereditarietà
polimorfismo
classi astratte e funzioni virtuali
template
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Informatica 3
Lezione 1- Modulo 2
Introduzione ai linguaggi di
programmazione
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Introduzione
• Linguaggi di programmazione
– Strumento per scrivere software
• Esempi di influenza (reciproca) tra LP e altri aspetti dello
sviluppo SW
– processo di sviluppo del software
– ambienti di sviluppo
– metodologie di progettazione
– Evoluzione dei concetti dei linguaggi
programmazione
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Linguaggi e processo di sviluppo del
software
Analisi dei requisiti
e specifica
Progettazione del
software
Implementazione
(codifica)
Linguaggi di
programmazione
Verifica e
validazione
Manutenzione
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Linguaggi e ambienti di sviluppo del
software
• Per supportare tutte le fasi di sviluppo del
software:
Strumenti CASE (Computer-Aided Software
Engineering) che integrano
– editor
– compilatori
– simulatori
– interpreti
– linker
– strumenti di debugging
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Linguaggi e metodi di progettazione
• Esempi di metodi di progettazione:
– top-down: scomposizione del sistema in moduli
– orientata agli oggetti: scomposizione del sistema
in classi di oggetti
– ...
• Linguaggi diversi supportano metodi di
progettazione diversi
– lo stile di programmazione indotto dal linguaggio
prende il nome di
PARADIGMA DI PROGRAMMAZIONE
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Paradigmi dei linguaggi
• Programmazione procedurale
– programmi decomposti in passi di computazione
– unità di modularizzazione: procedure
• Programmazione funzionale
– computazione di valori attraverso espressioni e funzioni
– elementi di base: funzioni
• Programmazione basata su tipi di dati astratti
– unità di modularizzazione: tipo di dato astratto (ADT)
• Programmazione basata su moduli
– unità di modularizzazione: gruppo di entità (variabili,
procedure, funzioni, tipi)
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Paradigmi dei linguaggi
• Programmazione orientata agli oggetti
– unità di modularizzazione: classi (organizzate in gerarchie)
– moduli istanziati a tempo di esecuzione
• Programmazione generica
– moduli generici che si possono istanziare a tempo di
compilazione o esecuzione
• Programmazione dichiarativa
– descrizione dichiarativa del problema (specifica)
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Linguaggi e architettura del
calcolatore
• Architettura di von Neumann
I/O
Memoria
CPU
fetch
execute
store
• Linguaggi di von Neumann (o imperativi o basati su
stati o basati su istruzioni): astrazione della macchina
di von Neumann
– esecuzione sequenziale delle istruzioni che modifica lo stato
della computazione (variabili)
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Paradigmi dei linguaggi
Linguaggi di
programmazione
Linguaggi di
Von Neumann
(Procedurali,
operazionali, ...)
Linguaggi non di
Von Neumann
Linguaggi
funzionali
(LISP, ML)
Linguaggi logici
(PROLOG)
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Qualità dei linguaggi di
programmazione
• Il software deve essere
– affidabile
•
•
•
•
•
Semplicità di scrittura
Leggibilità
Semplicità di apprendimento
Sicurezza
Robustezza
– manutenibile
• fattorizzazione
• località delle modifiche
– eseguibile in modo efficiente
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Storia del linguaggi di
programmazione
‘50
‘60
‘70
‘80
‘90
– Primi linguaggi ad alto livello
• FORTRAN: (applicazioni scientifiche) compilazione
separata di sottoprogrammi, formule
• ALGOL 60: (applicazioni scientifiche) struttura a blocchi,
ricorsione, strutture dati
• COBOL: (applicazioni orientate ai dati) file, I/O
– Altri linguaggi non convenzionali: non efficienti ma
adatti in aree di applicazione particolari
• LISP: (applicazioni IA) un’unica struttura dati (lista),
operazioni semplici, codice/dati uniformi (liste)
• APL: (prototipazione rapida) array, molte operazioni
• SNOBOL4: (manipolazione testi) stringhe, pattern
matching
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Storia del linguaggi di
programmazione
‘50
‘60
‘70
‘80
‘90
• ALGOL 68: ortogonalità di concetti, specifica formale
(applicazioni accademiche)
• SIMULA 67: simulazione, esecuzione parallela molto
semplice, primo concetto di classe (routine + strutture
dati)
• PASCAL: programmazione strutturata, semplicità
• BASIC: interattività
‘50
‘60
‘70
‘80
‘90
– Sperimentazione con nuovi paradigmi
• Linguaggi orientati agli oggetti: Smalltalk, Eiffel, ...
• Linguaggi logici: PROLOG
• Concorrenza e modularità: Mesa, Modula-2
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Storia del linguaggi di
programmazione
‘50
‘60
‘70
‘80
‘90
• Linguaggi funzionali: ML, Miranda
• Linguaggi orientati agli oggetti: C++, Ada, Eiffel
‘50
•
•
•
•
•
‘60
‘70
‘80
‘90
Interfacce visuali: Visual Basic
Parallelismo: FORTRAN 90
Linguaggi per sistemi esperti: CLIPS, OPS5
Linguaggi di script: Tcl/tk, Perl, Python
Programmazione di rete: Java
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