Minicorso tematico:
“Elementi di Programmazione: con Java dal Computer,
al Web, al Cellulare”
Dott. Francesco Ricca
Dipartimento Di MatematicaUniversità della Calabria
Presentiamoci
Mi chiamo Francesco Ricca
Ricercatore presso il Dip. Di Matematica
Mi occupo di: Intelligenza Artificiale Programmazione Logica
Insegno: Introduzione all’Informatica Ingegneria del SoftwareProgrammazione 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:FacoltativoChi lo supera consegue un attestato per riscattare
1CFUL’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’informazionerappresentazionememorizzazioneelaborazione e trasmissione dell’informazione
Parente stretta della Matematica2 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 esistenteNuovi programmi applicativiNuovi 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 conCPU, RAMMemoria Centrale
Fisso Unità per Dischi - CD/DVD
Monitor
Tastiera
Ecc.
Hardware
Unità di Elaborazione (Processore o CPU):Svolge le elaborazioniCoordina il trasferimento dei datiCioè ‘esegue’ i programmi
Memoria Centrale Memorizza dati e programmi per l’elaborazioneVolatileAccesso rapidoCapacità limitata
Hardware
Memoria Secondaria (es. Harddisk,floppy)Grande capacitàPersistenteAccesso piu lento della RAM
Unità Periferiche Interfaccia verso l’esternoTerminali (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
applicativeEsempio: 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
AlgoritmoDati(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 212x12=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:ImperativiDichiarativiAd 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 compilator
e 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 titoloun numero di pagineun 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’assistenteMostrereste 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 + 3X 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 ProgrammiL’ambiente di sviluppo Eclipse
Tanti, tanti esempi
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