Informatica per la comunicazione" - lezione 6 Abbiamo visto qualche limite (importante) del computer: si esamina un problema p, e si mostra che un computer non è in grado di risolvere p. ! Tipico esempio: capire il significato di una parola. Eppure i computer sono in grado di eseguire molte operazioni, e di risolvere un gran numero di problemi.! E’ arrivato il momento di delineare esplicitamente il campo di lavoro dei computer.! Esaminiamo che cosa hanno in comune tutte le soluzioni che un computer è in grado di offrire. ! Software Si definisce software il complesso di comandi che fanno eseguire al computer delle operazioni.! Il termine si contrappone ad hardware, che invece designa tutto ciò che è materiale e tangibile in un computer.! Un computer è un insieme di dispositivi elettronici: un computer è hardware.! Un computer diventa però utile solo quando fornisce un servizio, e ciò è possibile solo quando l’hardware è controllato mediante il software.! Senza il software, l’hardware è un inutile agglomerato di plastica, silicio e metalli.! Senza l’hardware, il software è solo un’idea che potrebbe essere messa in pratica.! Tale idea dovrebbe essere la soluzione a un problema.! E’ facile vedere che non tutti i problemi possono essere risolti mediante il software di un computer.! La natura stessa dei computer stabilisce il tipo di problemi che essi sono in grado di risolvere.! VS." Se c’è una differenza nell’hardware, ci sarà probabilmente una differenza anche nello spettro dei problemi che si possono risolvere.! Anche il software è coinvolto, perché comunque l’hardware deve essere controllato in maniera adeguata.! Ricordatevi che la “matica” in “informatica” viene da “automatica”: il funzionamento dell’accoppiata hardware-software deve avvenire col minor intervento umano possibile.! Tutte queste considerazioni ci aiutano a definire ciò che un computer è in grado di eseguire.! I concetti base ?" Problema" Un ostacolo, un impedimento, una " difficoltà che desideriamo eliminare." " " " " !" Soluzione" Eliminazione del problema." " " " " " Computer" Elaboratore automatico di simboli." " " " " " ?" !" Il problema si dice risolvibile quando esiste un modo per raggiungere la soluzione." Se vogliamo che sia il computer a raggiungere la soluzione, il problema deve essere espresso sotto forma di simboli che il computer può elaborare. " ?" !" Algoritmo" Un modo per raggiungere la soluzione " che ha le seguenti caratteristiche: 1) è una sequenza finita di operazioni " ben definite; 2 ) d o p o l ’ e s e c u z i o n e d i o g n i operazione, " è chiaro qual è la successiva (determinismo)." Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī (780 – 850) Il termine “algoritmo” deriva dal nome del matematico persiano al-Kwarizhmi." " " Tra i suoi numerosi meriti, il più grande è forse quello di aver importato in occidente il sistema numerico decimale dall’India. (Come saprete, gli antichi Romani non avevano un simbolo per lo zero.)" " Un altro termine che ha le sue radici nel nome di questo matematico è “algebra”." " " " "La figura nella slide precedente si trova su un francobollo s o v i e t i c o , c h e n e l 1 9 8 0 "festeggiava il 1200° anniversario della nascita di al-Kwarizhmi." ?" !" Programma" Un algoritmo scritto in maniera tale da " poter essere eseguito da un computer: 3) tutte le operazioni consistono in " elaborazioni di simboli; 4) tutte le operazioni sono eseguibili dal computer." " " ?" !" Processo" Un programma in esecuzione su un " computer. " " Solitamente i programmi risiedono nell’hard disk di un computer, " ed i processi nella RAM. " " ?" !" Attenzione: il computer non è in grado di trovare una soluzione da solo. L’algoritmo deve essere concepito prima, e poi trasferito nel computer sotto forma di programma, per essere eseguito e fornire la soluzione. " Diagrammi di flusso Diagramma di flusso" Notazione grafica per esprimere gli algoritmi." " Esiste" un elemento grafico (chiamato blocco) per ogni "passaggio fondamentale negli " algoritmi." " I blocchi sono tra loro collegati "d a d e l l e f r e c c i e , c h e " simboleggiano il flusso di esecuzione, ossia la sequenza di " operazioni che vengono svolte una dopo l’altra." " " inizio dell’algoritmo " input" " operazione" " " " "controllo di condizione" " " no! sì! " " output" " fine dell’algortimo" " " La freccia entrante in un blocco rappresenta l’istante in cui l’operazione descritta dal blocco All’interno di ogni blocco, sta per essere eseguita." l’operazione da eseguire è descritta in un linguaggio a scelta, purché compreso dal destinatario del diagramma di " flusso." " La freccia uscente da un blocco rappresenta l’istante in cui l’operazione descritta dal blocco " " Tutti i blocchi hanno una o più è stata eseguita e si passa a frecce in ingresso e una sola in " quella successiva. uscita, tranne il blocco di inizio " (zero entranti, una sola uscente), "il blocco di fine (una o più " entranti, zero uscenti) e il blocco di controllo (una o più entranti, " due uscenti: una per ciascun possibile esito del controllo). " Algoritmo per cuocere la pasta" acqua, pentola, sale, pasta " acqua in pentola! " pentola sul fuoco! " attendi! sì! bolle?! no! sale! no! attendi! pasta! cotta?! sì! pasta! scola! Ta l e a l g o r i t m o n o n p u ò diventare un programma." " " " Perché?" " Innanzitutto l’algoritmo è descritto in italiano. Per diventare un programma dovrebbe essere riscritto in un linguaggio comprensibile al computer. " Tale traduzione risulta molto difficile da realizzare, a causa delle descrizioni molto approssimative delle varie operazioni, che solo un essere umano riesce a gestire. (Ad es.: dove si prende l’acqua? Su " Inoltre, l’algoritmo non è quale fuoco va messa la " e s p r i m i b i l e i n t e r m i n i d i pentola? Come va messa la elaborazione di simboli: si tratta pentola sul fuoco?)" di " vera acqua e vere pentole, e un computer non ha l’hardware Forse un robot con telecamere, per manipolare tali oggetti." sensori, e braccia meccaniche adeguate potrebbe risolvere il problema della pasta, ma serve " comunque il software per comandarlo." " Esercizio" Disegnare il diagramma di flusso dell’algoritmo del calcolo della " media degli esami di un libretto. " " " " "