Dal problema all'algoritmo

Fin dal primo argomento del corso, parlando di informatica in generale, abbiamo incontrato il concetto di algoritmo: una sequenza finita di istruzioni che risolve un problema, con le sue quattro proprietà (finito, deterministico, non ambiguo, generale). In questo ultimo blocco di argomenti del corso vediamo come si arriva davvero, passo dopo passo, da un problema reale a un buon algoritmo: il cosiddetto pensiero computazionale, un modo di ragionare utile ben oltre l'informatica.

Il pensiero computazionale è un metodo per affrontare problemi complessi, nato nell'informatica ma utile in qualsiasi ambito della vita quotidiana e non solo. Si basa su quattro fasi principali, spesso applicate una dopo l'altra:

• Scomposizione: dividere un problema grande in sotto-problemi più piccoli e gestibili
• Riconoscimento di pattern: individuare somiglianze o schemi che si ripetono tra problemi simili
• Astrazione: concentrarsi sui dettagli davvero importanti, ignorando quelli superflui
• Formulazione dell'algoritmo: scrivere la sequenza di passi che risolve il problema, come già visto

Prima di vedere le altre tre fasi in dettaglio con esempi concreti, ricordiamo che si applicano di solito nell'ordine appena elencato, anche se nella pratica capita spesso di tornare indietro e rivedere una fase precedente man mano che il problema si chiarisce. Vediamo un esempio concreto di scomposizione. Il problema "organizzare una festa di classe" sembra complicato tutto insieme, ma diventa gestibile se lo dividiamo in sotto-problemi più piccoli: stilare la lista degli invitati, scegliere il luogo, occuparsi del cibo, organizzare la musica. Ogni sotto-problema può a sua volta avere un proprio piccolo algoritmo, e puo' essere affrontato separatamente magari da persone diverse, come nel lavoro di squadra su un progetto scolastico.

Dopo aver scomposto un problema, spesso conviene chiedersi se qualcuno dei sotto-problemi assomiglia a qualcosa gia' risolto in passato, magari in un contesto completamente diverso: riutilizzare una soluzione gia' pronta fa risparmiare tempo prezioso.

Anche l'astrazione, la terza fase del pensiero computazionale, si vede molto meglio con un esempio concreto che con una sola definizione teorica.

Concluse le prime tre fasi preparatorie, arriviamo finalmente a scrivere davvero l'algoritmo. Un modo utile per farlo prima di tradurlo in un vero linguaggio di programmazione è lo pseudocodice: una via di mezzo tra il linguaggio naturale e il codice, con parole chiave semplici come INIZIO, SE, RIPETI, FINE, ma senza la sintassi rigida di un linguaggio di programmazione vero e proprio, tipica di ogni singolo linguaggio. Permette di concentrarsi sulla logica della soluzione, prima ancora di preoccuparsi dei dettagli tecnici del linguaggio di programmazione che si usera' davvero. Ogni informatico, indipendentemente dal linguaggio che conosce, riesce a capire uno pseudocodice scritto da un altro, proprio perche' non dipende da regole sintattiche specifiche di nessun linguaggio in particolare.

Nel prossimo argomento vedremo come rappresentare graficamente un algoritmo con i diagrammi di flusso, uno strumento visivo che rende ancora più chiaro, a colpo d'occhio, il percorso dal problema alla soluzione.