Minicorso tematico:

“Elementi di Programmazione: con Java dal Computer,

al Web, al Cellulare”

Dott. Francesco Ricca

Dipartimento Di Matematica

Università della Calabria

ricca@mat.unical.it

Presentiamoci

!!Mi chiamo Francesco Ricca

!! Ricercatore presso il Dip. Di Matematica

!!Mi occupo di:

!! Intelligenza Artificiale

!! Programmazione Logica

!! Insegno:

!! Introduzione all’Informatica

!! Ingegneria del Software

!! Programmazione ad Oggetti

Programma del Corso

!!Introduzione all’Informatica

!!Problemi, Algoritmi e Programmi

!!Fondamenti di Programmazione

!!… con il linguaggio Java

!!Siti dinamici con Java

!!J2ME: Java per i cellulari

Materiale Didattico

!! Lucidi delle Lezioni

!!Guide rapide

!! http://www.html.it

!! http://java.sun.com

!! Libri

!! L. Nigro, “Introduzione alla programmazione orientata agli

oggetti in Java”, Edizioni Luim

!! L.Cabibbo, “Fondamenti di Informatica: Oggetti e Java”,

McGraw-Hill

!! C.S. Horstmann – G. Cornell, “Core Java 2”, Prentice Hall

Orario ed Esame

!! Esame Finale giorno 9 Maggio:

!! Facoltativo

!! Chi lo supera consegue un attestato per riscattare 1CFU

!! L’attestato di frequenza valido per l’esame di stato

non è connesso all’esame

Introduzione

All’Informatica Nozioni di base

Cosa è l’Informatica?

!!Scienza degli elaboratori elettronici

!! Computer Science

!!Scienza dell’informazione

!! rappresentazione

!!memorizzazione

!!elaborazione e trasmissione dell’informazione

!!Parente stretta della Matematica

!! 2 anime: teorica, tecnico-pratica

Il Computer

!!Elaboratore elettronico (o “calcolatore”)

!!E’ uno strumento per la rappresentazione, la memorizzazione e l’elaborazione delle informazioni.

!!E’ programmabile: può essere predisposto per eseguire un particolare insieme di azioni, allo scopo di risolvere un problema.

Cosa possiamo fare con un

calcolatore?

Cosa possiamo fare con un

calcolatore?

Utilizzo di un elaboratore

!!Come utente:

!!Uso software applicativo esistente per creare documenti e interfacce grafiche, effettuare calcoli, navigare in rete

!!Come sviluppatore:

!!Creo nuovi programmi sullo strato del software esistente

!! Nuovi programmi applicativi

!! Nuovi programmi di sistema (cioè che fanno funzionare il calcolatore)

Cosa possiamo fare con un

calcolatore?

!!Word Processing. Memorizzare, elaborare testi.

!! Basi di Dati. Memorizzare grossi archivi di dati, recupero

veloce, produrre informazioni globali.

!! Accesso Remoto. Trasmissione e recupero di

informazioni.

!!Calcolo. Risolvere problemi matematici.

!! Simulazioni. Rappresentare e elaborare informazioni

che simulano l’ambiente reale.

Parole chiave:

!! Hardware

!! Software

Hardware

!!Contenitore con

!! CPU, RAM

!! Memoria Centrale

!! Fisso

!! Unità per Dischi - CD/DVD

!!Monitor

!! Tastiera

!! Ecc.

Hardware

!!Unità di Elaborazione (Processore o CPU):

!! Svolge le elaborazioni

!! Coordina il trasferimento dei dati

!! Cioè ‘esegue’ i programmi

!!Memoria Centrale

!! Memorizza dati e programmi per l’elaborazione

!! Volatile

!! Accesso rapido

!! Capacità limitata

Hardware

!!Memoria Secondaria (es. Harddisk,floppy)

!! Grande capacità

!! Persistente

!! Accesso piu lento della RAM

!!Unità Periferiche

!! Interfaccia verso l’esterno

!! Terminali (tastiera, video)

!! Stampanti

Software

!!Software di base:

!!Dedicato alla gestione dell’elaboratore

!!Esempio: Sistema Operativo (Windows, Linux, etc)

!!Software applicativo:

!!Dedicato alla realizzazione di specifiche applicative

!!Esempio: programmi per scrittura, gestione

aziendale, navigazione su internet, ecc

Problemi, Algoritmi

e Programmi I concetti fondamentali dell’Informatica

Il problema

!! Abbiamo un problema quando ci poniamo un obiettivo

da raggiungere e per raggiungerlo dobbiamo mettere a

punto una strategia

Problema Strategia Obiettivo

Esempi di problemi

!!Trovare il numero di telefono di una persona

!! Individuare il numero più piccolo di una sequenza

!!Stabilire se una parola precede alfabeticamente un’altra

!!Calcolare il costo totale di un certo numero di prodotti

!!Trovare perimetro e area di una figura geometria

!!…

Risolvere un problema

!!Come si costruisce la soluzione a un problema?

!!Qual è il giusto “punto di partenza” per pensare la soluzione a un problema?

!!Quali metodologie e tecniche usare?

Risolvere un problema

Problema

Interpretazione

Modello Procedimento risolutivo

Esecuzione

Verifica dei risultati

Algoritmo

!!Un algoritmo è una sequenza finita di operazioni elementari che porta alla

risoluzione in un tempo finito una classe di problemi.

!! In generale un algoritmo può essere visto come una funzione da un dominio d’ingresso ad uno d’uscita

Algoritmo Dati(INPUT)

X

Risultati(OUTPUT)

f(X)

Algoritmi: proprietà fondamentali

!!Eseguibilità: ogni azione deve essere eseguibile da parte dell’esecutore dell’algoritmo in un tempo finito

!!Non-ambiguità: ogni azione deve essere univocamente interpretabile dall'esecutore

!!Finitezza: il numero totale di azioni da eseguire, per ogni insieme di dati di ingresso, deve essere finito.

Algoritmi equivalenti

!!forniscono lo stesso risultato

!!ma possono avere diversa efficienza

!!e possono essere profondamente diversi !

!!Esempio: moltiplicare tra loro due numeri

!!Algoritmo 1: Somme successive:

!! 12x12 = 12+12+…+12=144

Algoritmo 2

12x

12=

24

12=

144

Esecuzione

Algoritmi e programmi

!! Algoritmo !! Sequenza finita di passi che risolve in tempo finito un problema.

!! Codifica !! Fase di scrittura di un algoritmo in un qualche linguaggio di

programmazione, che specificano le azioni da compiere.

!! Programma !! Testo scritto in accordo con la sintassi e la semantica di un

linguaggio di programmazione.

PROBLEMA ALGORITMO PROGRAMMA

Linguaggi di Programmazione

!!Linguaggi per esprimere in maniera rigorosa

un algoritmo

!!Linguaggio macchina (seq. Istruzioni)

!!Linguaggi ad alto livello (vicini al ling. naturale)

!!Pascal, C e C++, Basic, Cobol

!!Java

Esempio: potenza

!!Problema: Calcolare an

!!Algoritmo:

Fino a che N>0

Calcola Ris*a e memorizzalo in Ris

Decrementa N

!!Nota che:

!!Al termine Ris=an

Esempio …in Java

int potenza(int a, int n)

{ int ris = 1;

while ( n > 0 ) {

ris = ris * a; n = n-1;

}

return ris;

}

Riassumendo…

!!Un algoritmo è il processo risolutivo di un problema

!!Ogni elaboratore è una macchina in grado di eseguire azioni elementari su dati dette istruzioni

!!Le istruzioni sono espresse attraverso frasi di un opportuno linguaggio di programmazione

!!Un programma è la formulazione testuale di un algoritmo in un linguaggio di programmazione

Esistono problemi che un elaboratore non può risolvere?

!!Sì. Ci sono problemi non calcolabili da nessun modello di calcolo reale o astratto

!!Esempio: data una funzione f : N! N, stabilire se f(x) è costante per ogni valore di x

Fondamenti di

Programmazione …con Java

Linguaggi di Programmazione

!!Linguaggi per esprimere in maniera rigorosa

un algoritmo

!!La “lingua del Computer”

!!Diversi tipi di linguaggi:

!!Imperativi

!!Dichiarativi

!!Ad Oggetti

Linguaggi Imperativi

!! “Comandano” il computer indicando le azioni da

compiere

!! Si specificano le azioni da fare per ottenere il risultato

!! Algoritmo = “insieme di operazioni da compiere sui dati”

Algoritmo = DATI + Controllo

Linguaggi Dichiarativi

!! “Chiedono” al computer di trovare una soluzione

!! Si specifica quello che si vuole e non come deve essere calcolato

!! Linguaggi Funzionali: Lisp

!! Linguaggi Logici: Prolog

!!Questo è stato espresso da Robert Kowalski con la formula:

Algoritmo = Logica + Controllo

Linguaggi ad Oggetti

!! Sono basati sul concetto di oggetto software

!! Un oggetto software rappresenta un oggetto del mondo reale

!! un numero, un archivio, un testo, una matrice, una persona...

!! I dati sono rappresentati come oggetti

!! Le azioni da compiere come operazioni da effettuare sugli oggetti.

!! Di solito sono realizzati come estensione dei linguaggi imperativi.

!! Un programma modella un problema reale come una collezione di oggetti software che interagiscono.

Ma è davvero questa la lingua del computer?

!!Questi sono linguaggi ad alto livello

!! Più simili al nostro modo di esprimerci

!! Il computer “conosce” solo i bit e le operazioni elementari su questi (linguaggio a basso livello)

!!C’è bisogno di un traduttore!!!

!! Il Compilatore traduce un programma scritto in un linguaggio di programmazione ad alto livello in bit e operazioni elementari

!! Si trovano negli ambienti di sviluppo: e.s. JDK e/o Eclipse

Dal programma all’esecuzione…

Scrivo il programma In JAVA

Il compilatore lo traduce

Il Computer lo ESEGUE

Se è scritto male, saranno segnalati gli errori (attenti, è molto pignolo!)

Concetti di base della POO POO = Programmazione Orientata agli Oggetti

Il concetto di Classe

!!Una classe è un insieme di oggetti che hanno le stesse caratteristiche e lo stesso comportamento

!!Definire una classe =

!! Elencarne le caratteristiche (~ definire i dati)

!! Specificarne il comportamento (~ definire le operazioni)

!!Una classe definisce il “progetto” di un oggetto

software

!!Quando un oggetto software appartiene ad una classe

ha tutte le caratteristiche ed il comportamento specificate per questa.

Esempio: la classe dei libri

!!Ogni libro ha:

!! un titolo

!! un numero di pagine

!! un elenco numerato di pagine

!! …

!! Su ogni libro possiamo operare

!! Leggiamo il titolo

!! Vediamo quante pagine ha

!! Cerchiamo una pagina

!! Stampiamo una pagina o tutto il libro

!! …

Comportamento:

Operazioni o Metodi

Caratteristiche:

Dati

Un’altra

classe!!!

La visibilità

!!Un po di “privacy”

!! Non tutti possono vedere tutte le caratteristiche di un oggetto: Information Hiding

!! Il mago Silvan non rivela a tutti il trucco con cui ha fatto comparire un coniglio o sparire l’assistente

!! Mostrereste dove si trova la cassaforte a casa vostra?

!! Dareste a tutti il PIN del vostro cellulare?

!! Tre parole chiave per proteggere o meno le caratteristiche e i metodi di una classe:

!! public, private, protected

La classe libro in Java

class Libro {

// Caratteristiche

private Titolo nomeLibro;

private Numero numeroDiPagine;

private Lista<Pagine> pagine;

// Metodi

public Titolo dammiTitolo();

public Numero dammiNumeroDiPagine();

…

}

class Libro {

// Caratteristiche

private Titolo nomeLibro;

private Numero numeroDiPagine;

private Lista<Pagine> pagine;

// Metodi

public Titolo dammiTitolo();

public Numero dammiNumeroDiPagine();

…

}

Indichiamo la classe ed il nome della proprietà

Indichiamo il nome del metodo e il tipo di oggetti

che calcola

Diamo il nome

Il concetto di variabile

!!Come manipoliamo un oggetto software?

!! Gli oggetti software “vivono” nella memoria del computer

!! Abbiamo bisogno di nomi che riferiscono direttamente gli oggetti per “manipolarli”

!! Es. somma 3 al numero X

!! X = X + 3

!! X è una variabile, che consente di manipolare un certo tipo di oggetti (in questo caso dei numeri)

!! Le variabili associano nome e tipo ad un oggetto nella memoria

Manipolazione di oggetti

!! Se vogliamo ottenere il titolo di un libro dobbiamo chiamare il metodo dammiTitolo()

Supponiamo che la variabile l riferisca un libro

Titolo t = l.dammiLibro();

!! Si usa la notazione col punto (dot notation)

VARIABILE . PROPRIETÀ

VARIABILE . METODO( PARAMETRI )

Pagina p = l.dammiPagina( 33 );

Il mio primo programma

!! Stampiamo “ciao” sullo schermo.

class StampaCiao {

public static void main(String args []) {

System.out.println(“Ciao”);

}

}

Il sistema si aspetta un metodo così fatto:

Main = Principale

Oggetto sistema

Ha la proprietà out

che è lo schermo

Chiamiamo il metodo Println = stampa linea

Scriviamo davvero

i Programmi L’ambiente di sviluppo Eclipse

Tanti, tanti esempi