Progettazione di Progettazione di Programmi Programmi

(1)

Progettazione di Progettazione di

Programmi Programmi

Corso di Programmazione Corso di Programmazione CdS:

CdS: Informatica e Tecnologie Informatica e Tecnologie

per la Produzione di Software

Nicola Fanizzi

(2)

2 2

Obiettivo Obiettivo



Risoluzione di un problema mediante un Risoluzione di un problema mediante un calcolatore

calcolatore

Partire dalla descrizione del problema Partire dalla descrizione del problema

 In linguaggio naturale In linguaggio naturale

per giungere alla stesura di un programma per giungere alla stesura di un programma

 nel linguaggio di programmazione sceltonel linguaggio di programmazione scelto

(3)

3 3

Ciclo di Progettazione Ciclo di Progettazione

Analisi Analisi

Progetto Progetto

Codifica Codifica

(4)

4 4

Fasi di Sviluppo Fasi di Sviluppo

 (Studio di fattibilità)(Studio di fattibilità)

 AnalisiAnalisi

 Chiarifica del problemaChiarifica del problema

 COSA si ha a COSA si ha a disposizione ? disposizione ?

 COSA si deve ottenere ?COSA si deve ottenere ?

 ProgettazioneProgettazione

 Individuazione di una Individuazione di una strategia di soluzione strategia di soluzione

 COME raggiungere COME raggiungere l'obiettivo dato quello l'obiettivo dato quello di cui si dispone ?

di cui si dispone ?

 Scelta delle strutture di datiScelta delle strutture di dati

 CodificaCodifica

 Scrittura del programmaScrittura del programma

 Verifica (e correzione)Verifica (e correzione)

 (Test) del programma(Test) del programma

 Rimanda ad una delle Rimanda ad una delle fasi precedenti

fasi precedenti

 ManutenzioneManutenzione

 Correttiva, Adattativa, Correttiva, Adattativa, Migliorativa

Migliorativa

Analisi Analisi

Progetto Progetto

Codifica Codifica

(5)

5 5

Sviluppo di un Programma Sviluppo di un Programma



Accumulo degli errori Accumulo degli errori

 Gli errori in ciascuna fase si ripercuotono su Gli errori in ciascuna fase si ripercuotono su tutte le fasi successive

tutte le fasi successive

 Più costosi se rinvengono da fasi più lontanePiù costosi se rinvengono da fasi più lontane

 Ciascuna fase può aggiungere errori a quelli Ciascuna fase può aggiungere errori a quelli delle fasi precedenti

delle fasi precedenti



Vari approcci Vari approcci

 Differente sequenza di esecuzione delle fasi di Differente sequenza di esecuzione delle fasi di sviluppo

sviluppo

(6)

6 6

Sviluppo di un Programma Sviluppo di un Programma



Documentazione Documentazione di di ogni ogni fase fase

 Necessaria per chi riprenderà in seguito il Necessaria per chi riprenderà in seguito il programma per modificarlo

programma per modificarlo

 L’autore/gli autori stesso/iL’autore/gli autori stesso/i

 Altri sviluppatoriAltri sviluppatori



La documentazione prodotta in ciascuna La documentazione prodotta in ciascuna fase rappresenta l'input per le fasi

fase rappresenta l'input per le fasi successive

successive

(7)

7 7

Problema Problema

 Comprendere il problemaComprendere il problema

 Il suo significatoIl suo significato

 Il suo scopoIl suo scopo

come un tutt’uno come un tutt’uno

 Vederne molto chiaramente le parti principaliVederne molto chiaramente le parti principali

 IncognitaIncognita/e o /e o ObiettivoObiettivo/i/i

 Ciò che si vuole trovareCiò che si vuole trovare

 DatiDati

 Ciò che è dato o conosciutoCiò che è dato o conosciuto

 Condizione/iCondizione/i

Specifica come l’incognita è connessa ai dati

(8)

8 8

Specifica di Problema Specifica di Problema



insieme di ingresso o parametri insieme di ingresso o parametri

 i parametri del problema i parametri del problema

 dati di ingressodati di ingresso



pre-condizione pre-condizione

 condizione relativa all’insieme di ingresso condizione relativa all’insieme di ingresso



insieme di uscita o risultati insieme di uscita o risultati

 dati di uscitadati di uscita



post-condizione post-condizione

 condizione relativa all’insieme di uscitacondizione relativa all’insieme di uscita

(9)

9 9

Tipi di Problemi Tipi di Problemi



decisionali: decisionali:

 rispondere alla domandarispondere alla domanda dato x input,

dato x input, ∃∃ y y ∋∋' P(x,y) = vero ' P(x,y) = vero ??



ricerca: ricerca:

 trovare y tale che trovare y tale che P(x,y) = veroP(x,y) = vero



ottimizzazione: ottimizzazione:

 trovare y tale che trovare y tale che P(x,y) = vero

P(x,y) = vero ∧∧ ∀∀z P(x,z) = Veroz P(x,z) = Vero:: f(y) ≥ f(z) f(y) ≥ f(z)

(10)

10 10

I Termini del Problema I Termini del Problema



Scopo di un problema che Scopo di un problema che

“chiede di trovare”

 TrovareTrovare

 Trovare, produrre, costruire, identificare, elencare, Trovare, produrre, costruire, identificare, elencare, caratterizzare, …

caratterizzare, …

 un certo oggettoun certo oggetto

 L’incognita del problemaL’incognita del problema

 soddisfacente alla condizione del problemasoddisfacente alla condizione del problema

 Collega l’incognita ai dati del problemaCollega l’incognita ai dati del problema

(11)

11 11

Formulazione del Problema Formulazione del Problema



I problemi reali sono tutt’altro che ben I problemi reali sono tutt’altro che ben formulati

formulati

 I datiI dati

 Sono sufficienti?Sono sufficienti?

 Sono sovrabbondanti?Sono sovrabbondanti?

 La condizioneLa condizione

 È sufficiente, è sovrabbondante?È sufficiente, è sovrabbondante?

 È contraddittoria?È contraddittoria?

(12)

12 12

Formulazione del Problema Formulazione del Problema



Caso di problemi perfettamente Caso di problemi perfettamente determinati (ad es. un teorema) determinati (ad es. un teorema)

 Tutte le affermazioni contenute nell’ipotesi del Tutte le affermazioni contenute nell’ipotesi del teorema sono essenziali per dimostrare la tesi teorema sono essenziali per dimostrare la tesi

 Se la dimostrazione non tiene conto di una Se la dimostrazione non tiene conto di una qualsiasi parte dell’ipotesi è senz’altro errata qualsiasi parte dell’ipotesi è senz’altro errata

 Analogamente se una parte della condizione di un Analogamente se una parte della condizione di un problema che “chiede di trovare” non viene presa problema che “chiede di trovare” non viene presa in considerazione, si finisce col risolvere un

in considerazione, si finisce col risolvere un problema diverso da quello originale

problema diverso da quello originale

(13)

13 13

Formulazione del Problema Formulazione del Problema



Un problema Un problema chiaramente enunciato chiaramente enunciato deve deve specificare

specificare

 La La categoriacategoria a cui appartiene l’incognita a cui appartiene l’incognita

 Che genere di cosa bisogna trovareChe genere di cosa bisogna trovare

Esempio: un numero, una parola, ecc.

 La La condizionecondizione che deve soddisfare l’incognita che deve soddisfare l’incognita

 Il sottoinsieme degli oggetti che soddisfano la Il sottoinsieme degli oggetti che soddisfano la

condizione, tra tutti gli oggetti della categoria a cui condizione, tra tutti gli oggetti della categoria a cui deve appartenere l’incognita, Le soluzioni

deve appartenere l’incognita, Le soluzioni

I dati

(14)

14 14

Formulazione del Problema Formulazione del Problema



Quasi tutti i problemi sono mal formulati Quasi tutti i problemi sono mal formulati

 Non chiaramente enunciatiNon chiaramente enunciati

 OmissioniOmissioni

 AmbiguitàAmbiguità

 ImprecisioniImprecisioni



Possibilità che non si comprendano bene Possibilità che non si comprendano bene le richieste del problema

le richieste del problema

 Necessità di esplicitare le ipotesiNecessità di esplicitare le ipotesi

(15)

15 15

Esempio Esempio

 ProblemaProblema

 Calcolare l’Calcolare l’altezzaaltezza di uno stabile di uno stabile avente n piani di h metri

avente n piani di h metri

 ObiettivoObiettivo

 Trovare il valore dell’Trovare il valore dell’altezza complessivaaltezza complessiva dello stabile dello stabile

 DatiDati

 Numero di pianiNumero di piani dello stabile ( dello stabile (nn))

 Altezza dei pianiAltezza dei piani ( (hh))

(16)

16 16

Imprecisione ed Ambiguità Imprecisione ed Ambiguità

 Nell’obiettivo (incognita)Nell’obiettivo (incognita)

 Nei datiNei dati

Nell'esempio, l’

Nell'esempio, l’incognitaincognita è un valore numerico è un valore numerico

(espressa nella stessa unità di misura dei valori in (espressa nella stessa unità di misura dei valori in

ingresso) e rappresenta l’altezza di uno stabile ingresso) e rappresenta l’altezza di uno stabile

 Cosa si intende per Cosa si intende per altezza complessiva?altezza complessiva?

 La distanza fra suolo e parapetto del terrazzo?La distanza fra suolo e parapetto del terrazzo?

 O questo è escluso?O questo è escluso?

 Cosa si intende per numero di piani?Cosa si intende per numero di piani?

 Il piano terra costituisce un piano?Il piano terra costituisce un piano?

 Ed è compreso nel dato Ed è compreso nel dato n fornitoci?n fornitoci?

 Cosa si intende per Cosa si intende per altezza dei pianialtezza dei piani??

 La distanza che intercorre fra pavimento e soffitto?La distanza che intercorre fra pavimento e soffitto?

 O fra due solai successivi?O fra due solai successivi?

(17)

17 17

Formulazione del Problema Formulazione del Problema



Tutti i problemi enunciati a parole Tutti i problemi enunciati a parole contengono ipotesi semplificatrici contengono ipotesi semplificatrici

sottintese sottintese

 Necessità di un certo lavoro preliminare di Necessità di un certo lavoro preliminare di

interpretazione e di astrazione da parte di colui interpretazione e di astrazione da parte di colui

che risolve il problema che risolve il problema

 In particolare quando si parte da un problema In particolare quando si parte da un problema

relativo ad oggetti reali per ridurlo ad un problema relativo ad oggetti reali per ridurlo ad un problema matematico

matematico

(18)

18 18

Esempio Esempio



Un aeroplano di pattuglia percorre 220 Un aeroplano di pattuglia percorre 220 miglia all’ora in atmosfera tranquilla.

miglia all’ora in atmosfera tranquilla.

Esso trasporta benzina per 4 ore di volo Esso trasporta benzina per 4 ore di volo sicuro. Se decolla in pattuglia contro un sicuro. Se decolla in pattuglia contro un vento di 20 miglia orarie, di quanto può vento di 20 miglia orarie, di quanto può

allontanarsi per ritornare sano e salvo?

 È sottintesoÈ sottinteso

 Che si suppone che il vento continui a soffiare con la Che si suppone che il vento continui a soffiare con la stessa intensità durante tutto il volo

stessa intensità durante tutto il volo

 Che l’aeroplano voli in linea rettaChe l’aeroplano voli in linea retta

 Che il tempo necessario per cambiare direzione nel Che il tempo necessario per cambiare direzione nel

(19)

19 19

Formulazione di un Formulazione di un

Problema Problema



NON iniziare a risolvere un problema NON iniziare a risolvere un problema prima di averlo capito

prima di averlo capito

 Lo si è capito quando si è in grado di Lo si è capito quando si è in grado di

riformulare il problema indicando chiaramente riformulare il problema indicando chiaramente

 Le incogniteLe incognite

 I datiI dati

 e spiegandoe spiegando

 La condizioneLa condizione

(20)

20 20

Chiarifica Chiarifica



Riformulazione del problema – Riformulazione del problema –

considerandolo risolto – cercando di vedere considerandolo risolto – cercando di vedere

con chiarezza, in un ordine conveniente, con chiarezza, in un ordine conveniente, tutte le relazioni che devono intercorrere tutte le relazioni che devono intercorrere fra le incognite ed i dati, in rapporto alla fra le incognite ed i dati, in rapporto alla

condizione condizione

 Se n è il numero delle incognite, Se n è il numero delle incognite, ottenere n equazioni

ottenere n equazioni

(21)

21 21

Esempio Esempio

 Un fattore ha polli e conigli. Un fattore ha polli e conigli.

Questi animali hanno 50 teste e 140 zampe.

Quanti polli e quanti conigli ha il fattore?

 Bisogna trovare 2 numeri, Bisogna trovare 2 numeri, p p e e cc, che rappresentano il , che rappresentano il numero dei polli e il numero dei conigli rispettivamente numero dei polli e il numero dei conigli rispettivamente

 Sono forniti il numero delle teste (50) ed il numero Sono forniti il numero delle teste (50) ed il numero delle zampe (140)

delle zampe (140)

p + c = 50 p + c = 50 2p + 4c = 140 2p + 4c = 140

 2 = nro zampe per ciascun pollo2 = nro zampe per ciascun pollo

 4 = nro zampe per ciascun coniglio4 = nro zampe per ciascun coniglio

(22)

22 22

Chiarifica Chiarifica



Il chiarimento del problema avviene Il chiarimento del problema avviene

 Se il proponente del problema è disponibileSe il proponente del problema è disponibile

 Ponendogli domande puntuali riguardo lo scopo del Ponendogli domande puntuali riguardo lo scopo del problema, i dati e le relazioni intercorrenti tra

problema, i dati e le relazioni intercorrenti tra incognita e dati

incognita e dati

 Altrimenti Altrimenti

 Facendo opportune ipotesiFacendo opportune ipotesi

 Ottenere dei campioniOttenere dei campioni

(23)

23 23

Chiarifica Chiarifica

 La fase di chiarificaLa fase di chiarifica

 PUÒ raffinare e definire meglio, eventualmente ricorrendo a PUÒ raffinare e definire meglio, eventualmente ricorrendo a delle ipotesi semplificative, quanto non esplicitamente presente delle ipotesi semplificative, quanto non esplicitamente presente

nella traccia del problema come fornita dal committente nella traccia del problema come fornita dal committente

 NON DEVE disattendere o contravvenire a quanto NON DEVE disattendere o contravvenire a quanto

esplicitamente riportato nella traccia del problema come fornita esplicitamente riportato nella traccia del problema come fornita

dal committente dal committente

 Generalmente per essere in grado di comprendere il Generalmente per essere in grado di comprendere il problema bisogna avere delle conoscenze pertinenti problema bisogna avere delle conoscenze pertinenti

 Dominio del problemaDominio del problema

 Esempio: problemi geometriciEsempio: problemi geometrici

 Il teorema di Pitagora, la proporzionalità dei lati nei triangoli simili, Il teorema di Pitagora, la proporzionalità dei lati nei triangoli simili, formule per aree e volumi, ecc.

formule per aree e volumi, ecc.

(24)

24 24

Analisi Analisi

 Input:Input: Traccia del problema Traccia del problema

 Processo:Processo: Chiarire con precisione Chiarire con precisione COSACOSA vuole vuole il problema (non

il problema (non COMECOME va risolto) va risolto)

 Obiettivo del problemaObiettivo del problema

 Dati a disposizioneDati a disposizione

 Risultati desideratiRisultati desiderati

 Ambiguità e imprecisioni nella definizione del Ambiguità e imprecisioni nella definizione del problema

problema

 Obiettivo, datiObiettivo, dati

 Possibilità di capire male le richiestePossibilità di capire male le richieste

 Output:Output: Descrizione dettagliata e precisa del Descrizione dettagliata e precisa del problema

problema

(25)

25 25

Analisi Analisi

Punti chiave Punti chiave

 Dati (input)Dati (input)

 Formato o tipo, ordine, limiti sui valori, limiti sul Formato o tipo, ordine, limiti sui valori, limiti sul volume, fine dei dati, ipotesi di ordinamento

volume, fine dei dati, ipotesi di ordinamento

 Risultati (output)Risultati (output)

 Contenuto, formato, ordine, limite sul volumeContenuto, formato, ordine, limite sul volume

 Errori e Casi limiteErrori e Casi limite

 Tipi di errori (di input e/o di elaborazione) Tipi di errori (di input e/o di elaborazione) ed azioni da intraprendere

ed azioni da intraprendere

 Campioni di input e di output corrispondentiCampioni di input e di output corrispondenti

(26)

26 26

Analisi Analisi

Ambiguità Ambiguità



Alcune informazioni su cui è necessario Alcune informazioni su cui è necessario fare delle assunzioni

fare delle assunzioni

 Ordine dell’inputOrdine dell’input

 8/7 = 8 luglio o 7 agosto?8/7 = 8 luglio o 7 agosto?

 Limiti sui valoriLimiti sui valori

 0 < età < 1250 < età < 125

 Errore di elaborazioneErrore di elaborazione

 ∆∆ < 0 nelle equazioni di II grado< 0 nelle equazioni di II grado

(27)

27 27

Analisi Analisi

Esempio Esempio



Data una lista di numeri, stampare il 1° Data una lista di numeri, stampare il 1°

numero della lista, il 2° e così via fino al numero della lista, il 2° e così via fino al

più grande dei valori presenti nella lista più grande dei valori presenti nella lista

33 88 22 2525 1313 19 ...19 ...



Necessità di una fase di chiarifica del Necessità di una fase di chiarifica del problema

problema

(28)

28 28

Analisi Analisi

Esempio Esempio



Input Input : : lista di numeri lista di numeri

 Insieme composto da non più di 100 valori Insieme composto da non più di 100 valori interi positivi (>0).

interi positivi (>0).

 Un valore fittizio nullo, aggiunto in coda Un valore fittizio nullo, aggiunto in coda all’insieme, definisce la fine dei dati

all’insieme, definisce la fine dei dati

 Lo 0 non fa parte dei valoriLo 0 non fa parte dei valori

 I dati di ingresso non sono ordinati per valoreI dati di ingresso non sono ordinati per valore



Campione di Ingresso: Campione di Ingresso: 1 7 3 9 5 8 1 7 3 9 5 8

(29)

29 29

Analisi Analisi

Esempio Esempio

 Output: elenco di valoriOutput: elenco di valori

 Si vuole la stampa di una Si vuole la stampa di una colonnacolonna di numeri che di numeri che corrispondono ai numeri di ingresso nello

corrispondono ai numeri di ingresso nello stesso stesso ordine

ordine

 La colonna inizia con il primo numero e termina quando La colonna inizia con il primo numero e termina quando l’ultimo numero stampato è il più grande dell’intero insieme l’ultimo numero stampato è il più grande dell’intero insieme di ingresso

di ingresso

 Verranno stampati Verranno stampati al massimoal massimo un numero di valori un numero di valori pari alla numerosità

pari alla numerosità dell’insieme di input dell’insieme di input

 Se il valore più grande non è l’ultimoSe il valore più grande non è l’ultimo

 Campione di Uscita:Campione di Uscita: 1 7 3 91 7 3 9 (incolonnati)(incolonnati)

(30)

30 30

Analisi Analisi

Esempio Esempio



Input Input

 Quali numeri?Quali numeri?

 Reali, interiReali, interi

 Limiti sui valori?Limiti sui valori?

 Qual è il minimo ammissibile? Qual è il massimo?Qual è il minimo ammissibile? Qual è il massimo?

 Ad es., se rappresentassimo età non avrebbero Ad es., se rappresentassimo età non avrebbero senso dei valori negativi

senso dei valori negativi

 Se fossero anni di nascita sarebbero fuori range Se fossero anni di nascita sarebbero fuori range tutti i valori > 2002

tutti i valori > 2002

 Limiti sul volume?Limiti sul volume?

 Quanti al massimo potranno essere i dati?Quanti al massimo potranno essere i dati?

(31)

31 31

Analisi Analisi

Domande Domande

 Come si riconosce la fine dei dati?Come si riconosce la fine dei dati?

 Sono ordinati?Sono ordinati?

 Qual è il criterio di ordinamento?Qual è il criterio di ordinamento?

 Crescente, decrescente, non crescente, non Crescente, decrescente, non crescente, non decrescente

decrescente

 Lessicografico, …Lessicografico, …

 Rispetto a cosa (per dati non atomici)?Rispetto a cosa (per dati non atomici)?

 Cognome, anno di nascita, …Cognome, anno di nascita, …



Controlli sui dati in ingresso Controlli sui dati in ingresso

(32)

32 32

Analisi Analisi

Errori e casi limite Errori e casi limite

 Valori negativiValori negativi

 Scartare il dato, oppureScartare il dato, oppure

 Prendere il valore assolutoPrendere il valore assoluto

 Troppi dati (più di 100)Troppi dati (più di 100)

 Prendere in considerazione solo i primi 100Prendere in considerazione solo i primi 100

 Presenza di più massimiPresenza di più massimi

 Fermarsi in output alla prima occorrenza del massimoFermarsi in output alla prima occorrenza del massimo

 Mancanza di dati (lista vuota)Mancanza di dati (lista vuota)

 Prevedere il controllo adeguato da programmaPrevedere il controllo adeguato da programma

 Mancanza del flag di fine datiMancanza del flag di fine dati

 Non rilevabile da programmaNon rilevabile da programma

NB:NB: Per ogni situazione di errore individuata va almeno Per ogni situazione di errore individuata va almeno inviato un messaggio di notifica all’utente

inviato un messaggio di notifica all’utente

(33)

33 33

Progettazione Progettazione

 Si occupa di definire una strategia di soluzione Si occupa di definire una strategia di soluzione che porti ad ottenere il risultato desiderato

che porti ad ottenere il risultato desiderato

 Necessita di una definizione chiara del Necessita di una definizione chiara del cosacosa si vuole si vuole ottenere

ottenere

 Organizza la soluzione in un insieme di moduli Organizza la soluzione in un insieme di moduli cooperanti

cooperanti

 Tecniche basate sul metodo di soluzione di problemi Tecniche basate sul metodo di soluzione di problemi consistente nello scomporre un problema in

consistente nello scomporre un problema in sottoproblemi più semplici

sottoproblemi più semplici

(34)

34 34

Progettazione Progettazione

 Elementi a disposizioneElementi a disposizione

 Dati in ingressoDati in ingresso

 Dati in uscitaDati in uscita

 Relazioni esistenti fra essiRelazioni esistenti fra essi

 ProdottoProdotto

 Rappresentazione delle entità del problemaRappresentazione delle entità del problema

 Suddivisione in sottoproblemiSuddivisione in sottoproblemi

 Strategia per passare dalle entità in ingresso a quelle Strategia per passare dalle entità in ingresso a quelle in uscita

in uscita

(35)

35 35

Progettazione Progettazione



Input: Analisi del problema Input: Analisi del problema



Processo: Chiarire con precisione Processo: Chiarire con precisione COME COME va ottenuto lo scopo voluto dal problema va ottenuto lo scopo voluto dal problema

 Strategia di soluzioneStrategia di soluzione

 Strutture di datiStrutture di dati



Output: Descrizione dettagliata della Output: Descrizione dettagliata della struttura della soluzione

struttura della soluzione

(36)

36 36

Progettazione Progettazione

Tecniche di Sviluppo Tecniche di Sviluppo

 Top-DownTop-Down

 Raffinamento successivo della procedura di soluzioneRaffinamento successivo della procedura di soluzione

 Raffinamento della descrizione dei datiRaffinamento della descrizione dei dati

 Bottom-UpBottom-Up

 Sfrutta algoritmi codificati già esistenti Sfrutta algoritmi codificati già esistenti

raggruppandoli per adattarli a nuove situazioni raggruppandoli per adattarli a nuove situazioni

 IbridaIbrida

 Basata su una cooperazione fra le tecniche precedentiBasata su una cooperazione fra le tecniche precedenti

(37)

37 37

Progettazione Progettazione



Individuare una possibile scomposizione Individuare una possibile scomposizione in sottoproblemi più semplici

in sottoproblemi più semplici



Descrivere un procedimento risolutivo per Descrivere un procedimento risolutivo per ciascun sottoproblema

ciascun sottoproblema



Riportare l’algoritmo per il problema Riportare l’algoritmo per il problema originario

originario

 Attenzione: l’algoritmo dipende sempre dal Attenzione: l’algoritmo dipende sempre dal modo in cui sono organizzati i dati

modo in cui sono organizzati i dati

(38)

38 38

Progettazione Progettazione

Criteri di Modularizzazione Criteri di Modularizzazione

 Coesione: misura relativa ad un singolo modulo.Coesione: misura relativa ad un singolo modulo.

tipo di relazione tra funzioni svolte e tra i loro argomenti tipo di relazione tra funzioni svolte e tra i loro argomenti

 Logica. Logica.

es. modulo di ordinamento es. modulo di ordinamento

 Di comunicazioneDi comunicazione

 Funzionale. Funzionale.

es. modulo per il calcolo degli stipendi es. modulo per il calcolo degli stipendi

 Informativa. Informativa.

es. accorpamento di tutte le funzioni di stampa di messaggi d’errore es. accorpamento di tutte le funzioni di stampa di messaggi d’errore

 AccoppiamentoAccoppiamento: misura delle relazioni fra moduli diversi: misura delle relazioni fra moduli diversi

 Per dati: riguarda le modalità di scambio di informazioni fra moduliPer dati: riguarda le modalità di scambio di informazioni fra moduli

 Tramite variabili localiTramite variabili locali

 Tramite parametri per tutti i dati di I/O Tramite parametri per tutti i dati di I/O

(applicazione flessibile per non compromettere la leggibilità) (applicazione flessibile per non compromettere la leggibilità)

 Per controllo: si passano dati che non vengono modificati, ma Per controllo: si passano dati che non vengono modificati, ma determinano l’ordine di esecuzione delle istruzioni

determinano l’ordine di esecuzione delle istruzioni

(39)

39 39

Progettazione Progettazione

Strategia di Soluzione Strategia di Soluzione



Individuare l’insieme di moduli che Individuare l’insieme di moduli che costituiscono la soluzione

costituiscono la soluzione

 Il compito specifico di ciascunoIl compito specifico di ciascuno

 Rappresentazione strutturata grafica o lineareRappresentazione strutturata grafica o lineare

 Prima descrivere l’algoritmo principale (Main)Prima descrivere l’algoritmo principale (Main)

 Poi dettagliare i singoli blocchi Poi dettagliare i singoli blocchi (procedure/funzioni)

(procedure/funzioni)

 Le loro interazioniLe loro interazioni

 Albero delle procedureAlbero delle procedure

(40)

40 40

Progettazione Progettazione

Definizione dei Dati Definizione dei Dati



Elencare le principali strutture dati Elencare le principali strutture dati

 Per ogni singolo blocco (Main, Procedura o Per ogni singolo blocco (Main, Procedura o Funzione) riportare

Funzione) riportare

 IdentificatoriIdentificatori

 UsoUso

 TipoTipo

 RangeRange

 Per le procedure parametriche riportare la Per le procedure parametriche riportare la specifica di interfaccia

specifica di interfaccia

(41)

41 41

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



Problema Problema

 Trovare in una agendina il numero telefonico Trovare in una agendina il numero telefonico di una persona di cui sia noto il cognome

di una persona di cui sia noto il cognome

 Dati di ingressoDati di ingresso

 agendina e cognomeagendina e cognome

 Dati di uscitaDati di uscita

 Numero telefonicoNumero telefonico

 Caso particolare: se nell’agenda non esiste quel Caso particolare: se nell’agenda non esiste quel cognome? Risposta “non trovato”

cognome? Risposta “non trovato”

(42)

42 42

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio

 Organizzazione di un’agendinaOrganizzazione di un’agendina

 Pagine consecutivePagine consecutive

 Ordinate alfabeticamenteOrdinate alfabeticamente

 In base all’intestazioneIn base all’intestazione

 Una singola lettera alfabeticaUna singola lettera alfabetica

 Un gruppo di lettere consecutiveUn gruppo di lettere consecutive

 Ci sono tutte le 26 lettere!Ci sono tutte le 26 lettere!

 Ogni pagina contiene cognomi ed i corrispondenti Ogni pagina contiene cognomi ed i corrispondenti numeri telefonici relativi alla propria intestazione numeri telefonici relativi alla propria intestazione

 All’interno di ciascuna pagina, i cognomi non sono generalmente All’interno di ciascuna pagina, i cognomi non sono generalmente ordinati ma raggruppati

ordinati ma raggruppati

 Esempio:Esempio: GHGH

 Gruppo dei cognomi che iniziano con G o con HGruppo dei cognomi che iniziano con G o con H

 Non ordinatiNon ordinati

(43)

43 43

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



Descrivere il metodo che si usa quando Descrivere il metodo che si usa quando abbiamo da risolvere questo problema abbiamo da risolvere questo problema

 Algoritmo di ricerca in una agendinaAlgoritmo di ricerca in una agendina



Bisogna Bisogna

 Pensare “come si fa” a ricercare in un’agendina Pensare “come si fa” a ricercare in un’agendina telefonica

telefonica

 Darne una descrizione Darne una descrizione sistematicasistematica

(44)

44 44

Progettazione Progettazione

Sottoproblemi e loro Soluzione Sottoproblemi e loro Soluzione

 Scomposizione del problema in sottoproblemi Scomposizione del problema in sottoproblemi più semplici il cui insieme sia equivalente al più semplici il cui insieme sia equivalente al

problema di partenza problema di partenza

 Trovare la pagina dell’agendina in cui dovrebbe Trovare la pagina dell’agendina in cui dovrebbe trovarsi (se c’è) il cognome dato

trovarsi (se c’è) il cognome dato

 Ricercare il cognome dato nella pagina trovataRicercare il cognome dato nella pagina trovata

 Risoluzione dei sottoproblemi individuatiRisoluzione dei sottoproblemi individuati

 Quantunque chiara possa essere la formulazione di un Quantunque chiara possa essere la formulazione di un problema, essa non fornisce, in genere, un metodo che problema, essa non fornisce, in genere, un metodo che

consenta di ottenere il risultato partendo dai dati consenta di ottenere il risultato partendo dai dati

iniziali!

(45)

45 45

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio

 Sottoproblema 1Sottoproblema 1

 Si tratta di un problema di ricerca in un insieme di Si tratta di un problema di ricerca in un insieme di pagine ordinato alfabeticamente

pagine ordinato alfabeticamente

 L’insieme delle pagine che costituiscono l’agendina è L’insieme delle pagine che costituiscono l’agendina è piccolo

piccolo

 La scansione è sequenzialeLa scansione è sequenziale

 Si sfogliano tutte le pagine, una dopo l’altra, a partire dalla Si sfogliano tutte le pagine, una dopo l’altra, a partire dalla prima

prima

 È una ricerca di sicuro successoÈ una ricerca di sicuro successo

 La pagina cercata esiste sicuramente nell’agendinaLa pagina cercata esiste sicuramente nell’agendina

(46)

46 46

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio

 COME controlliamo se la pagina attuale è COME controlliamo se la pagina attuale è proprio la pagina cercata

proprio la pagina cercata

 In tal caso avremmo raggiunto il nostro obiettivo In tal caso avremmo raggiunto il nostro obiettivo (termine della ricerca)

(termine della ricerca)

 Sfogliare una pagina alla volta, iniziando dalla prima Sfogliare una pagina alla volta, iniziando dalla prima pagina, fino a che la pagina attuale contiene

pagina, fino a che la pagina attuale contiene nell’intestazione la lettera iniziale del cognome nell’intestazione la lettera iniziale del cognome

cercato cercato

 Confrontare la lettera iniziale del cognome con la Confrontare la lettera iniziale del cognome con la lettera o il gruppo di lettere contenute

lettera o il gruppo di lettere contenute nell’intestazione della pagina attuale nell’intestazione della pagina attuale

(47)

47 47

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



Individuazione della pagina in cui cercare Individuazione della pagina in cui cercare il cognome voluto

il cognome voluto

AA BB CC

DD →→ se il cognome è se il cognome è Di_MauroDi_Mauro,, EE termina la scansionetermina la scansione

FF dell’agendina alla ricerca della paginadell’agendina alla ricerca della pagina GG

(48)

48 48

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio

 Entità da rappresentareEntità da rappresentare

 Sequenza di pagineSequenza di pagine

 2 componenti2 componenti

 IntestazioneIntestazione

 Insieme di righiInsieme di righi

 Ogni pagina ha un insieme di righiOgni pagina ha un insieme di righi

 Tutti con la stessa strutturaTutti con la stessa struttura

 Ogni rigo ha le stesse suddivisioniOgni rigo ha le stesse suddivisioni

 Ciascuna destinata ad un’informazione diversaCiascuna destinata ad un’informazione diversa

 CognomeCognome

 Numero telefonicoNumero telefonico

(49)

49 49

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



Strutture di dati Strutture di dati

 Agendina: Agendina: File sequenzialeFile sequenziale

 Pagina: Record/ClassePagina: Record/Classe

 Intestazione: Intestazione: Insieme di CaratteriInsieme di Caratteri

 Righe: Righe: Array di 25 RecordArray di 25 Record

 Cognome: Array di 30 CaratteriCognome: Array di 30 Caratteri

 Numero telefonico: Numero telefonico: Array di 10 CaratteriArray di 10 Caratteri

(50)

50 50

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



Per il sottoproblema 2 Per il sottoproblema 2

 Si tratta di un problema di ricerca in un Si tratta di un problema di ricerca in un insieme di cognomi non ordinati

insieme di cognomi non ordinati

 Non è assicurato che la ricerca avrà successoNon è assicurato che la ricerca avrà successo

 Ossia che si troverà il cognome cercatoOssia che si troverà il cognome cercato

 La ricerca è di tipo sequenziale La ricerca è di tipo sequenziale (come per il sottoproblema 1) (come per il sottoproblema 1)

 Si parte dal primo cognome presente sulla pagina e Si parte dal primo cognome presente sulla pagina e si passa al cognome immediatamente successivo

si passa al cognome immediatamente successivo

(51)

51 51

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio



La scansione dei cognomi nella pagina ha La scansione dei cognomi nella pagina ha termine quando:

termine quando:

 Si è trovato un cognome uguale a quello Si è trovato un cognome uguale a quello cercato

cercato

 In tal caso il numero riportato accanto è il risultatoIn tal caso il numero riportato accanto è il risultato

 Oppure si sono scanditi tutti i cognomiOppure si sono scanditi tutti i cognomi

 In tal caso il risultato è “non presente”In tal caso il risultato è “non presente”



Sfogliare una pagina alla volta, iniziando Sfogliare una pagina alla volta, iniziando dalla prima pagina, fino a che la pagina dalla prima pagina, fino a che la pagina

attuale contiene nell’intestazione la lettera

(52)

52 52

Progettazione Progettazione

Esempio Esempio

 Ricercare in un elenco telefonico il numero Ricercare in un elenco telefonico il numero

corrispondente ad una persona di cui sia noto il cognome corrispondente ad una persona di cui sia noto il cognome

 Molte pagine (più pagine per lettera)Molte pagine (più pagine per lettera)

 Ordinamento a più livelli (Paesi, Cognomi)Ordinamento a più livelli (Paesi, Cognomi)

 Ricercare in un vocabolario il significato corrispondente Ricercare in un vocabolario il significato corrispondente ad un termine dato

ad un termine dato

 Stesse modalità di consultazioneStesse modalità di consultazione

 Scandire sequenzialmente un cognome alla volta, Scandire sequenzialmente un cognome alla volta, iniziando dal primo, fino a che il cognome attuale iniziando dal primo, fino a che il cognome attuale

coincide con il cognome cercato coincide con il cognome cercato

 e in tal caso comunicare il numero accanto riportatoe in tal caso comunicare il numero accanto riportato

oppure non ci sono più cognomi oppure non ci sono più cognomi

 e in tal caso comunicare “non presente”e in tal caso comunicare “non presente”

(53)

53 53

Codifica Codifica



Si occupa di realizzare nel miglior modo Si occupa di realizzare nel miglior modo possibile la strategia solutiva

possibile la strategia solutiva

 Necessita di una definizione chiara del Necessita di una definizione chiara del comecome si si giunge alla soluzione del problema

giunge alla soluzione del problema

con il linguaggio di programmazione a con il linguaggio di programmazione a

disposizione disposizione

 Tipi e costruttori di tipo predefinitiTipi e costruttori di tipo predefiniti

 Definizioni di sottoprogrammiDefinizioni di sottoprogrammi

(54)

54 54

Qualità di un Programma Qualità di un Programma

 CorrettezzaCorrettezza

 Aderenza alle Aderenza alle specifiche

specifiche

 LeggibilitàLeggibilità

 EfficienzaEfficienza

 Uso delle risorseUso delle risorse

 ModularitàModularità

 Grado di Grado di

organizzazione interna organizzazione interna

 ModificabilitàModificabilità

 ParametricitàParametricità

 Grado di generalitàGrado di generalità

 PortabilitàPortabilità

 Diversi ambienti di Diversi ambienti di calcolo

calcolo

 RobustezzaRobustezza

 Gestione di situazioni Gestione di situazioni impreviste

impreviste

(55)

55 55

Leggibilità Leggibilità

Esempio Esempio



Costruire un programma che crei una Costruire un programma che crei una matrice quadrata diagonale ad elementi matrice quadrata diagonale ad elementi

unitari unitari

11 00 00 00 00 11 00 00 00 00 11 00 00 00 00 11

(56)

56 56

Leggibilità Leggibilità

Esempio Esempio

 Leggibile:Leggibile:

int i,j;

for (i = 1; i<= n; i++)for (i = 1; i<= n; i++)

forfor (j = 1; j <= n; j++) (j = 1; j <= n; j++) if (i = j) if (i = j)

M[i,j] = 1;

elseelse

M[i,j] = 0;

 Poco chiara:Poco chiara:

int i,j;

for (i = 1; i<= n; i++)for (i = 1; i<= n; i++)

for (j = 1; j <= n; j++)for (j = 1; j <= n; j++) M[i,j] = (i/j)*(j/i);

M[i,j] = (i/j)*(j/i);

Basata sull’assunzione Basata sull’assunzione

non esplicita che non esplicita che n/m = 0

n/m = 0 ssesse n < mn < m

(57)

57 57

Codifica Codifica



Input Input : Progetto di soluzione del problema : Progetto di soluzione del problema



Processo Processo : Realizzare la soluzione in un : Realizzare la soluzione in un linguaggio di programmazione

linguaggio di programmazione

 Strategia di soluzioneStrategia di soluzione

 Strutture di datiStrutture di dati



Output Output : Codice sorgente e corrispondente : Codice sorgente e corrispondente programma compilato

programma compilato

(58)

58 58

Codifica Codifica



Il prodotto va in ingresso Il prodotto va in ingresso

 All’elaboratore per l’esecuzioneAll’elaboratore per l’esecuzione

 Istruzioni dichiarative ed operativeIstruzioni dichiarative ed operative

 Poco naturali per gli esseri umaniPoco naturali per gli esseri umani

 Ai programmatori per le modificheAi programmatori per le modifiche

 Necessità di documentazione che ne aumenti la Necessità di documentazione che ne aumenti la comprensibilità

comprensibilità

 Non richiesta dall’elaboratoreNon richiesta dall’elaboratore

 Necessità di coerenza con la progettazioneNecessità di coerenza con la progettazione

(59)

59 59

Codifica Codifica

Autodocumentazione Autodocumentazione

 Convenzioni per gli identificatoriConvenzioni per gli identificatori

 Identificatori significativiIdentificatori significativi

 Commentare opportunamenteCommentare opportunamente

 La funzione delle variabiliLa funzione delle variabili

 La funzione svolta dai frammenti di programmaLa funzione svolta dai frammenti di programma

 Indentare correttamente e con metodo uniformeIndentare correttamente e con metodo uniforme

 Separare visivamente i blocchi di programmaSeparare visivamente i blocchi di programma

 Non usare istruzioni di saltoNon usare istruzioni di salto

 Non modificare gli indici dei cicli forNon modificare gli indici dei cicli for

(60)

60 60

Codifica Codifica

Esempio Errato Esempio Errato

public static public static

void main

void main(String a[]) {(String a[]) { int n, f, i: integer;int n, f, i: integer;

readln(n);

f = 1;

if (n > 0) if (n > 0) thenthen

for (i=1; i<=n; i++)for (i=1; i<=n; i++) f = f * i;

f = f * i;

System.out.print(f);

}}

 Identificatori non Identificatori non significativi

significativi

 Mancanza di Mancanza di commenti

commenti

 Assenza di controlli Assenza di controlli sui valori in ingresso sui valori in ingresso

 Valori negativiValori negativi

(61)

61 61

Codifica Codifica

Esempio Corretto Esempio Corretto

/* calcola n! mediante algoritmo iterativo */

import

import javax.swing.JOptionPane; javax.swing.JOptionPane;

class

class fattoriale { fattoriale { public static void

public static void main (String a[]) { main (String a[]) { // main// main int n, nfatt = 1;int n, nfatt = 1;

System.out.println(" *** fattoriale ***");

// lettura di n e verifica di non negatività // lettura di n e verifica di non negatività dodo { {

n = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog n = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog

("Immettere un intero >= 0"));

} while} while (n < 0); (n < 0);

// calcolo di n!

if (n > 0)if (n > 0)

forfor (int i=1; i<=n; i++) (int i=1; i<=n; i++) nfatt = nfatt*i;

nfatt = nfatt*i;

// stampa del fattoriale calcolato n!

(62)

62 62

Verifica Verifica



È estremamente raro che un programma È estremamente raro che un programma di una certa lunghezza sia scritto senza di una certa lunghezza sia scritto senza

alcun errore alcun errore

 Necessità di verifica prima del rilascioNecessità di verifica prima del rilascio

 Individuazione degli erroriIndividuazione degli errori

 CorrezioneCorrezione

 Correttezza di un programmaCorrettezza di un programma

 Terminazione e risposta corretta per ingressi Terminazione e risposta corretta per ingressi corretti

corretti

 Riconoscimento e segnalazione di ingressi erratiRiconoscimento e segnalazione di ingressi errati