Introduzione alla programmazione

eMacchina a Stati Finiti

Renato Mainetti

Cos’è la programmazione

La programmazione, in informatica, è l'insieme delle attività e tecniche che una o più persone specializzate, programmatori o sviluppatori (developer), svolgono per creare un programma, ossia un software da far eseguire ad un computer, scrivendo il relativo codice sorgente in un certo linguaggio di programmazione. (cit. Wikipedia)

Programmazione e FSM - Lezione 2 210/03/2016

Cos’è un algoritmoUn algoritmo è un procedimento che risolve un determinato problema attraverso un numero finito di passi elementari.

L'algoritmo è un concetto fondamentale dell'informatica, anzitutto perché è alla base della nozione teorica di calcolabilità: un problema è calcolabile quando è risolvibile mediante un algoritmo.

L'algoritmo è un concetto cardine della fase di programmazione dello sviluppo di un software: preso un problema da automatizzare, la programmazione costituisce essenzialmente la traduzione o codifica di un algoritmo per tale problema in programma, scritto in un certo linguaggio, che può essere quindi effettivamente eseguito da un calcolatore. (cit: Wikipedia)

Programmazione e FSM - Lezione 2 310/03/2016

Esperimento:E’ giunto il momento di farci un bel panino con la marmellata.

Scrivere in un file di testo da posizionare nel folder condiviso l’algoritmo che pensate risolva questo problema.

Programmazione e FSM - Lezione 2 410/03/2016

Testiamo il risultato:

Punti chiave:

• Sequenza di istruzioni elementari per raggiungere uno scopo.

• Le istruzioni vanno eseguite nel giusto ordine.

• Il nostro senso comune non coincide con quello del computer.

• E’ possibile che esistano più vie per arrivare al risultato desiderato.

Programmazione e FSM - Lezione 2 510/03/2016

Programmazione strutturata:

Programmazione e FSM - Lezione 2 610/03/2016

Sequenziale Condizionale Iterativa

Il Teorema di Bohm-Jacopini afferma:“qualsiasi algoritmo può essere definito usando esclusivamente le strutture di sequenza, di selezione e di iterazione”.

https://en.wikibooks.org/wiki/MATLAB_Programming/Control_Flow

Sequenziale:

Sequenza di operazioni elementari.

La scorsa volta abbiamo visto ad esempio come scrivere il programma che calcola l’area del triangolo.

Ma se dovessimo fare una scelta? Per esempio un bivio dove decidere se andare a destra o a sinistra ?

10/03/2016 Programmazione e FSM - Lezione 2 7

Sequenziale

To be or not To Be ?

10/03/2016 Programmazione e FSM - Lezione 2 8

Come eseguire una scelta in programmazione?

Condizionale

IF - IF/ELSE :

Programmazione e FSM - Lezione 2 910/03/2016

Condizionale

PROBLEMA 1: Dati due numeri, mostrare se il primo è maggiore o minore del secondo. (usare solo IF)

PROBLEMA 2: Dati due numeri, mostrare se il primo è maggiore o minore del secondo. (usare IF/ELSE).Cosa abbiamo guadagnato ad usare ELSE ?

PROBLEMA 3: Dati due numeri, mostrare se il primo è maggiore o minore del secondo e contemplare il caso di uguaglianza. (usare IF/ELSEIF/ELSE).

SWITCH:

Programmazione e FSM - Lezione 2 1010/03/2016

Condizionale

PROBLEMA 4: Scrivere un programma che mostri il colore attuale di un semaforo. Il programma riceve in input un valore tra {1,2,3} e in base al numero ricevuto scrive il nuovo colore del semaforo. {Rosso,Giallo,Verde}

N.B: se usiamo «otherwise» anche altri numeri andranno bene per il verde.

n = input('Inserisci un numero: ');

switch ncase -1

disp('Uno Negativo')case 0

disp('Zero')case 1

disp('Uno Positivo')otherwise

disp('Altro valore')end

FOR:

Programmazione e FSM - Lezione 2 1110/03/2016

Iterativafor i = 1:5

…fai qualcosa…end

PROBLEMA 5: Scrivere un programma che mostri il colore attuale di un semaforo per 5 volte. Il programma riceve in input un valore tra {1,2,3} e in base al numero ricevuto scrive il nuovo colore del semaforo. {Rosso,Giallo,Verde}

WHILE:

Programmazione e FSM - Lezione 2 1210/03/2016

Iterativa while n>0…fai qualcosa…

end

PROBLEMA 6: Scrivere un programma che mostri il colore attuale di un semaforo per infinte volte, a meno che non intervenga una condizione di arresto. Il programma riceve in input un valore tra {1,2,3} e in base al numero ricevuto scrive il nuovo colore del semaforo. {Rosso,Giallo,Verde}

N.B: usiamo «otherwise» come condizione di arresto.

FSM (Versione Base)

Programmazione e FSM - Lezione 2 1310/03/2016

File progetto: tamaFSM.m

Vogliamo realizzare una FSM di un semplice Tamagotchi.

Il Tamagotchi può assumere 3 stati:• Triste• Neutro• Felice

E’ possibile fornire al tamagotchi 3 differenti input:• Scherzetto• Non fare nulla• Carezza

In funzione dello stato corrente e dell’input vogliamo che il Tamagotchi cambi stato. Proviamo ad analizzare il codice e vediamo come abbiamo definito le regole di transizione tra stati.

Matlab cosa ci regala ?

Programmazione e FSM - Lezione 2 1410/03/2016

StateFlow: http://it.mathworks.com/products/stateflow/

Stateflow® consente di modellare il modo in cui il sistema reagisce a eventi, condizioni temporali e segnali di stimolo esterni.

FSM Matlab On-Off

Programmazione e FSM - Lezione 2 1510/03/2016

FSM Tamagotchi

• Cambiamo gli stati d’animo del tamagotchi

Programmazione e FSM - Lezione 2 1610/03/2016