Problem Solving⚓︎
Il metodo di sviluppo del Software⚓︎
Per sviluppare Software è necessario seguire i seguenti passaggi:
- Specificare i requisiti del problema;
- Analizzare il problema;
- Progettare la sequenza di istruzioni per risolvere il problema;
- Realizzare la sequenza di azioni;
- Fare il test e la verifica del programma;
- Fare la manutenzione e l'aggiornamento del programma.
Analizziamo questi passaggi in dettaglio.
Specificare i requisiti del problema⚓︎
È necessario specificare il problema in maniera non ambigua eliminando tutti gli aspetti non importanti e specificando tutti quelli che sono necessari per risolvere il problema.
Analizzare il problema⚓︎
L'analisi del problema è una fase fondamentale per risolvere il problema. In questa fase si devono identificare i dati da elaborare (input), i risultati desiderati (output), gli eventuali vincoli tra i dati e, infine, il formato di presentazione dei risultati.
In questo modo si individuano i dati utili e quelli inutili, si individuano i vincoli tra i dati e si individuano i dati che possono essere calcolati a partire da altri dati.
Progettare la sequenza di istruzioni per risolvere il problema⚓︎
Una volta individuati i dati utili e quelli inutili, i vincoli tra i dati e i dati che possono essere calcolati a partire da altri dati, si può procedere al progetto della sequenza di istruzioni per risolvere il problema.
Per fare ciò è necessario individuare la sequenza di azioni da eseguire per risolvere il problema, ovvero l'algoritmo. È inoltre necessario verificare manualmente che l'algoritmo sia corretto.
Nello scrivere l'algoritmo è preferibile procedere in maniera Top-Down, individuando inizialmente i passi principali e poi risolvere ognuno di questi separatamente.
È importante non utilizzare termini ambigui e non utilizzare termini tecnici che non siano stati definiti, come ad esempio sintassi di altri linguaggi di programmazione.
Realizzare la sequenza di azioni⚓︎
Una volta individuato l'algoritmo, si può procedere alla realizzazione del programma. Per fare ciò è necessario tradurre l'algoritmo in un linguaggio di programmazione.
Fare il test e la verifica del programma⚓︎
È sicuramente l'operazione più costosa a livello di tempo e risorse. È necessario testare il programma in modo da verificare che questo risolva il problema in maniera corretta.
Ad esempio, un programma che calcola la somma di due numeri deve essere testato con numeri positivi, negativi, decimali, con numeri molto grandi e con numeri molto piccoli. È possibile dire che funzionerà con tutti i numeri? È impossibile dirlo con certezza poiché i numeri sono infiniti; è però possibile essere certi che il programma funzionerà nel \(99.9\%\) dei casi.
Un altro esempio è il programma Microsoft PowerPoint. Quest'ultimo presenta innumerevoli funzionalità e questo porta ad avere altrettanti problemi.
A volte questa fase può impiegare mesi per programmi molto complessi e imponenti.
Fare la manutenzione e l'aggiornamento del programma⚓︎
Una volta che il programma è stato testato, verificato e rilasciato al pubblico, è necessario fare la manutenzione e l'aggiornamento del programma.
Ad esempio, tempo fa, i programmi di contabilità codificavano al loro interno il valore dell'IVA. Questo comportava che ogni volta che l'IVA venisse modificata, tutti i programmi di contabilità dovevano essere modificati.
L'alternativa sarebbe quella di lasciare che l'utenza inserisca il valore dell'IVA e di utilizzare questo valore per calcolare i prezzi. Se invece si vuole mantenere il pieno controllo del programma, codificarlo è l'unico modo.
Metodi di descrizione degli algoritmi⚓︎
I metodi di descrizione degli algoritmi sono molteplici e sono semplicemente delle convenzioni. Il metodo che utilizzeremo è lo pseudo-codice. Sono presenti anche flowchart, etc.
Lo -pseudo che utilizzeremo possiede una sintassi ben precisa e, ad esempio, non
è presente l'istruzione goto. È possibile inserire un numero per ogni riga ma
non è obbligatorio.
Come prima cosa bisogna elencare i dati in ingresso e in uscita.
Ogni rigo ospita un dato differente con: nome del dato, descrizione dello stesso, tipo di dato1 e vincoli, in questo preciso ordine.
Il nome del dato è arbitrario, però è necessario che sia rappresentativo del dato stesso. È possibile utilizzare lettere singole, anche se non è consigliabile2.
Example
Ad esempio, nel convertire un numero da binario a decimale, scriveremo:
❌ numero binario, numero binario
✔️ numero binario, numero binario da convertire a decimale
In generale, la descrizione del dato deve essere più dettagliata possibile e più lunga del nome del dato. Dopo aver scritto la descrizione è consigliabile rileggerla circa due volte e cercare di aggiungere informazioni.
Per poter scrivere queste informazioni è necessario un minimo lavoro di analisi poiché non è scontato che la traccia del problema fornisca tutte le informazioni necessarie.
Esempio: convertire da miglia a chilometri⚓︎
Problema:
convertire da miglia a chilometri.
Analisi:
È necessario capire cosa fare: dobbiamo convertire dei valori da un sistema di misura ad un altro, ovvero da miglia a chilometri. Il dato da elaborare è quindi una distanza in miglia. Il risultato desiderato è la distanza in chilometri.
Per poter risolvere il problema è necessario conoscere la relazione esistente tra miglia e chilometri: \(1\,{\rm mi} = 1.609\,{\rm km}\).
- INPUT
- miglio, la distanza espressa in miglia
- OUTPUT
- chilometro, la distanza espressa in chilometri
- VINCOLI
- \(1\,{\rm mi} = 1.609\,{\rm km}\)
Progettazione:
Un algoritmo iniziale potrebbe essere simile al seguente:
| Algoritmo iniziale | |
|---|---|
Il primo e ultimo passo non necessitano di ulteriori raffinamenti, però il secondo passo può essere migliorato. È possibile scrivere: la distanza in chilometri è uguale a \(1.609\) volte la distanza in miglia.
| Algoritmo con raffinamenti | |
|---|---|
(Esercizio analisi e progettazione di come cucinare la pasta al forno)