Fondamenti di informatica e programmazione I - Appunti prima parte

Informatica

L'informatica non è lo studio dei computer, non è lo studio di come scrivere i programmi pur composti e non è neanche lo studio degli usi e delle applicazioni dei computer e del software.

La parola Informatica significa: informazione + automatica.

Due aspetti dell'informatica

• Computer Science: (scienza) basata su modellizzazione, formalizzazione e verifica sperimentale (teoria degli automi, logica formale, teoria del linguaggio).
• Information and Communication Technology: risultati fisico-matematici e ingegneristici del calcolo automatico (teorie e tecniche di comunicazione, HCI).

L'informatica è lo studio degli algoritmi che comprende:

• Le loro proprietà formali e matematiche.
• Le loro realizzazioni hardware (progettare e realizzare computer per eseguire gli algoritmi).
• Le loro realizzazioni linguistiche (progettare linguaggi di programmazione per scrivere ed eseguire algoritmi).
• Le loro applicazioni (progettare applicazioni software).

Algoritmo

La definizione generica la coniò un matematico arabo intorno al 700: una sequenza finita di operazioni elementari che, preso un valore in ingresso, ne genera uno in uscita.

Informatica

L'informatica non è lo studio dei computer, non è lo studio di come scrivere programmi per i computer, e nemmeno lo studio degli usi e delle applicazioni dei computer e del software.

La parola Informatica significa: Informazione + Automatica.

Due aspetti dell'informatica

• Computer Science = basata su modellizzazione, formalizzazione e verifica sperimentale (teoria degli insiemi, logica formale, teoria del linguaggio).
• Information and Communication Technology = risultati fisico-matematici e ingegneristici del calcolo automatico (teorie e tecniche di comunicazione, HCI).

L'informatica è lo studio degli algoritmi che comprende:

• Le loro proprietà formali e matematiche.
• Le loro realizzazioni hardware (progettare e realizzare computer per eseguire gli algoritmi).
• Le loro realizzazioni linguistiche (progettare linguaggi di programmazione per scrivere ed eseguire algoritmi).
• Le loro applicazioni (progettare applicazioni software).

Algoritmo

La definizione generica la coniò un matematico arabo intorno al 700: “Una sequenza finita di operazioni elementari che, preso un valore in ingresso, ne genera uno in uscita”.

L'algoritmo è quindi una sequenza di passaggi che serve per fare qualcosa.

Si dividono in:

• Operazioni sequenziali: esegue un'attività ben definita.
• Operazioni condizionali: algoritmo che pone una domanda.
• Operazioni iterative: un algoritmo che ha un ciclo.

Anche le istruzioni per montare un gioco o fare una torta sono algoritmi. I matematici li hanno sempre usati (es. algoritmo di Euclide).

Nell'informatica gli algoritmi sono fondamentali perché: se siamo in grado di specificare un algoritmo per risolvere un problema allora possiamo automatizzare la risoluzione del problema.

Agente di calcolo = colui che svolge l'algoritmo.

L'agente di calcolo lavora su segni, con un linguaggio formale semplice, di cui prende i loro significati, ovvero non agisce sulle cose in sé.

Esistono problemi però irrisolvibili o troppo lunghi da svolgere o ancora da capire come svolgere.

La definizione rigorosa di algoritmo

“Un insieme ordinato di operazioni non ambigue ed effettivamente computabili che, quando eseguito, produce un risultato e si arresta in un tempo finito”.

Analisi della definizione

• Un insieme ordinato: la sequenza deve essere estremamente precisa e puntuale. Si deve sapere il punto d'inizio e quello di fine.
• Non ambigue ed effettivamente computabili: ogni algoritmo deve essere capito dall'agente di calcolo e possibilmente portato al termine. Ogni agente di calcolo è differente e le operazioni da eseguire, anche per lo stesso algoritmo, sono diverse. Si dice operazione primitiva. “Effettivamente computabile” significa che deve poter essere eseguita dall'agente di calcolo.
• Produce un risultato: serve per sapere se l'algoritmo è stato eseguito e se lo è stato fatto in modo giusto o sbagliato.
• In un tempo finito: nell'algoritmo bisogna specificare il momento in cui deve terminare, sennò va avanti all'infinito. Questo è un errore e si chiama “ciclo infinito”.

Un sistema algoritmico quindi permette di ideare, scrivere ed eseguire gli algoritmi:

• Insieme di istruzioni di taglia finita.
• Esiste un agente di calcolo che esegue le istruzioni.