Fondamenti di informatica

INDICE

INTRODUZIONE ............................................................................................................................ 6

ARCHITETTURA DI UN ELABORATORE ................................................................................ 6

RAPPRESENTAZIONE E CODIFICA ....................................................................................... 11

RAPPRESENTAZIONE DI IMMAGINI ................................................................................. 12

RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE (NUMERI) ................................................ 13

RAPPRESENTAZIONE DI NUMERI NATURALI ................................................................ 13

RAPPRESENTAZIONE DI NUMERI INTERI ...................................................................... 15

RAPPRESENTAZIONE DI NUMERI REALI ........................................................................ 17

IL SOFTWARE .............................................................................................................................. 18

ALGORITMI E PROGETTI ........................................................................................................ 19

LINGUAGGI ................................................................................................................................. 20

BOOLE ........................................................................................................................................... 20

INTRO PYTHON .......................................................................................................................... 20

HARDWARE E SOFTWARE ................................................................................................... 20

ALGORITMI ............................................................................................................................. 21

PRIMI PASSI ............................................................................................................................. 21

NUMERI E STRINGHE ............................................................................................................... 22

VARIABILI ................................................................................................................................ 22

ARITMETICA ........................................................................................................................... 25

FUNZIONI MATEMATICHE .................................................................................................. 25

STRINGHE ................................................................................................................................ 27

INPUT E OUTPUT .................................................................................................................... 30

GRAFICA ................................................................................................................................... 32

DECISIONI (IF, ELSE, ELIF) ...................................................................................................... 34

“if” STATEMENT ...................................................................................................................... 34

OPERATORI RELAZIONALI ................................................................................................. 36

RAMI ANNIDATI ...................................................................................................................... 38

ALTERNATIVA MULTIPLA .................................................................................................... 41

“elif” STATEMENT ................................................................................................................... 41

USO DEI DIAGRAMMI DI FLUSSO PER SVILUPPARE E PERFEZIONARE GLI

ALGORITMI ............................................................................................................................. 42

CREAZIONE DI CASI DI TEST ............................................................................................. 43

VARIABILI E OPERATORI BOOLEANI ............................................................................... 43

ANALISI DI STRINGHE .......................................................................................................... 44

CONVALIDA DELL'INGRESSO ............................................................................................. 46

CICLI (WHILE, FOR) .................................................................................................................. 47

IL CICLO “while” ..................................................................................................................... 47

VALORI SENTINELLA ............................................................................................................ 50

ALGORITMI DI LOOP COMUNI........................................................................................... 51

Somma e valore medio ........................................................................................................... 51

Conteggio delle uguaglianze (ad esempio, numeri negativi) ................................................ 52

Metodo per convalidare gli input forniti ............................................................................... 52

Massimo .................................................................................................................................. 53

Minimo .................................................................................................................................... 53

Trovare due valori uguali inseriti consecutivamente............................................................ 54

IL CICLO “for” ......................................................................................................................... 54

CICLI ANNIDATI (LOOP ALL’INTERNO DI LOOP) .......................................................... 56

ELABORAZIONE DELLE STRINGHE ................................................................................. 58

Conteggio delle uguaglianze .................................................................................................. 58

Ricerca delle corrispondenze ................................................................................................. 59

FUNZIONI ..................................................................................................................................... 60

FUNZIONI COME SCATOLE NERE ..................................................................................... 60

IMPLEMENTAZIONE E TEST DELLE FUNZIONI ............................................................ 61

La funzione “main” ................................................................................................................ 63

VALORI DI RITORNO ............................................................................................................. 64

FUNZIONI SENZA VALORI DI RITORNO ........................................................................... 65

AMBITO VARIABILE .............................................................................................................. 68

COSTRUIRE UN KIT DI STRUMENTI ................................................................................. 70

FUNZIONI RICORSIVE .......................................................................................................... 70

LISTE ............................................................................................................................................. 71

PROPRIETÀ DI BASE DELLE LISTE ................................................................................... 71

Creare una lista ...................................................................................................................... 71

Accesso agli elementi dell'elenco ........................................................................................... 72

Liste vs Stringhe ..................................................................................................................... 72

Determinazione della lunghezza dell'elenco ......................................................................... 73

Utilizzo delle parentesi quadre .............................................................................................. 73

Eseguire un loop sui valori dell'indice................................................................................... 73

Riferimenti di lista ................................................................................................................. 74

Liste “alias” ............................................................................................................................ 74

Modifica degli elenchi con alias ............................................................................................. 74

Pedici negativi......................................................................................................................... 75

OPERAZIONI CON UNA LISTA............................................................................................. 75

Aggiunta di elementi .............................................................................................................. 75

Trovare un elemento .............................................................................................................. 76

Rimozione di un elemento ...................................................................................................... 76

Unione di due liste .................................................................................................................. 77

Replica .................................................................................................................................... 77

Somma, massimo, minimo ..................................................................................................... 77

Ordinamento .......................................................................................................................... 78

Copiare gli elenchi .................................................................................................................. 78

Dividere una lista ................................................................................................................... 78

ALGORITMI PIU COMUNI PER L’ELABORAZIONE DI UNA LISTA ............................ 80

Compilazione di una lista....................................................................................................... 80

Combinazione di elementi della lista ..................................................................................... 80

Separatori di elementi ............................................................................................................ 81

Massimo e minimo ................................................................................................................. 81

Ricerca lineare ........................................................................................................................ 82

Raccolta e conteggio delle corrispondenze ............................................................................ 82

Rimozione delle corrispondenze ............................................................................................ 83

Scambio delle posizioni tra gli elementi di una lista ............................................................. 83

Ingresso di lettura .................................................................................................................. 84

Esempio: algoritmo che ricerca il valore massimo tra i valori inseriti dall’utente ............. 84

Operazioni integrate per le liste ............................................................................................ 85

UTILIZZO DELLE LISTE CON LE FUNZIONI ................................................................... 85

Tuple ....................................................................................................................................... 87

Esempio: l’algoritmo calcola il punteggio finale del quiz di uno studente viene calcolato

sommando tutti i punteggi tranne i due più bassi. ............................................................... 88

TABELLE DI DATI ................................................................................................................... 90

ECCEZIONI E FILE ..................................................................................................................... 94

LETTURA E SCRITTURA DI FILE DI TESTO..................................................................... 94

Esempio: il codice leggere i valori memorizzati riga per riga in un file e li scrive in un

nuovo file di output, allineati in una colonna e seguiti dal valore totale e dal valore medio

................................................................................................................................................. 95

INPUT E OUTPUT DI TESTO ................................................................................................. 97

ARGOMENTI DELLA RIGA DI COMANDO ...................................................................... 104

ESEMPIO DI ELABORAZIONE DI FILE DI TESTO ........................................................ 104

GESTIONE DELLE ECCEZIONI ......................................................................................... 107

GESTIONE DEGLI ERRORI DI INPUT .............................................................................. 112

GESTIONE DEGLI ERRORI DI INPUT: main() ............................................................. 112

GESTIONE DEGLI ERRORI DI INPUT: readFile() ........................................................ 112

GESTIONE DEGLI ERRORI DI INPUT: readFile() ........................................................ 113

SOMMARIO ............................................................................................................................ 116

Ingresso/uscita file ................................................................................................................ 116

Elaborazione di file di testo ................................................................................................. 116

Argomenti della riga di comando ........................................................................................ 116

Eccezioni ............................................................................................................................... 116

NUMPY ........................................................................................................................................ 116

ARRAYS ................................................................................................................................... 117

Creazione Arrays .................................................................................................................. 117

INSIEMI E DIZIONARI ............................................................................................................. 120

INSIEMI ................................................................................................................................... 120

Operazioni sugli insiemi ....................................................................................................... 121

Esempio: conteggio delle parole uniche .............................................................................. 127

DIZIONARI ............................................................................................................................. 128

Operazioni sui dizionari ....................................................................................................... 129

MODULI .................................................................................................................................. 133

Byte-compilazione ................................................................................................................ 136

Package ................................................................................................................................. 136

CLASSI......................................................................................................................................... 137

CLASSI PYTHON ................................................................................................................... 138

INTERFACCE ......................................................................................................................... 138

IMPLEMENTAZIONE E UTILIZZO DI UNA CLASSE SEMPLICE ................................ 139

VARIABILI D'ISTANZA ........................................................................................................ 139

METODI DI CLASSE ............................................................................................................. 139

ESEMPIO DI INCAPSULAMENTO ..................................................................................... 140

PROGETTAZIONE DI UNA CLASSE .................................................................................. 140

METODI DI ACCESSO E METODI MUTATORI ............................................................... 141

COSTRUTTORI ...................................................................................................................... 143

Costruttori: Self ................................................................................................................... 144

METODI DI ISTANZA ........................................................................................................... 145

Richiamo di un metodo all'interno di un altro ................................................................... 146

VARIABILI DI CLASSE ......................................................................................................... 147

INTRODUZIONE

· MICROCONTROLLORI: applicazioni più semplici, ad esempio un microonde

· MICROPROCESSORI: applicazioni più complesse, ad esempio un termoscanner

L’INFORMATICA (“infor” = ges one dell’informazione, “ma ca” = in modo automa co) è la scienza

della rappresentazione e dell’elaborazione dell’informazione. Il COMPUTER è uno strumento ada o

a compiere queste operazioni.

Alcune aree disciplinari dell’informa ca sono: algoritmi e stru ure da , archite ura dei calcolatori,

sistemi opera vi e re , linguaggi di programmazione.

Il computer, o anche de o ELABORATORE ELETTRONICO, è uno strumento in grado di eseguire insiemi

di azioni elementari (“mosse”), le quali vengono eseguite su ogge (da ) per produrre altri ogge

(risulta ). L’esecuzione di mos