fondamenti-aero/04/fondamenti-04.tex

\documentclass[10pt]{beamer}
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\usepackage{subcaption}
\usepackage{makecell}
\usepackage{dirtytalk}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{mathtools}
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\usepackage[italian]{babel}

% Todo red marker
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\newcommand{\todo}[1]{}
\renewcommand{\todo}[1]{{\color{red} TODO: {#1}}}

% Stuff for presentation
\usepackage{pgfpages}
\setbeameroption{hide notes} % Only slides
%\setbeameroption{show only notes} % Only notes
%\setbeameroption{show notes}
%\setbeameroption{show notes on second screen=right} % Both

% Give a slight yellow tint to the notes page
%\setbeamertemplate{note page}{\pagecolor{yellow!5}\insertnote}\usepackage{palatino}

% Remove beamer navigation stuff
%\setbeamertemplate{navigation symbols}{}

\beamertemplatenavigationsymbolsempty

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% Listings packages
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  morecomment=[l][\optcolor{magenta}]{\#},
  escapechar={|},
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  morestring=[b]",
  sensitive = true,
  classoffset=0,
  alsoletter=:\%.,
  keywordstyle=\optcolor{teal},
  keywordsprefix={\%},
  morekeywords={\@a},
  %keywordstyle=\optcolor{darkgray},
  classoffset=1,
  keywordstyle=\optcolor{blue},
  morekeywords={
    define, declare, global, constant,
    internal, external, private,
    linkonce, linkonce_odr, weak, weak_odr, appending,
    common, extern_weak,
    thread_local, dllimport, dllexport,
    hidden, protected, default,
    except, deplibs,
    volatile, fastcc, coldcc, cc, ccc,
    x86_stdcallcc, x86_fastcallcc,
    ptx_kernel, ptx_device,
    signext, zeroext, inreg, sret, nounwind, noreturn,
    nocapture, byval, nest, readnone, readonly, noalias, uwtable,
    inlinehint, noinline, alwaysinline, optsize, ssp, sspreq,
    noredzone, noimplicitfloat, naked, alignstack,
    module, asm, align, tail, to,
    addrspace, section, alias, sideeffect, c, gc,
    target, datalayout, triple,
    blockaddress
  },
  classoffset=2,keywordstyle=\optcolor{blue},
  morekeywords={
    fadd, sub, fsub, mul, fmul, add,
    sdiv, udiv, fdiv, srem, urem, frem,
    and, or, xor,
    icmp, fcmp,
    eq, ne, ugt, uge, ult, ule, sgt, sge, slt, sle,
    oeq, ogt, oge, olt, ole, ord, ueq, ugt, uge,
    ult, ule, une, uno,
    nuw, nsw, exact, inbounds,
    phi, call, select, shl, lshr, ashr, va_arg,
    trunc, zext, sext,
    fptrunc, fpext, fptoui, fptosi, uitofp, sitofp,
    ptrtoint, inttoptr, bitcast,
    ret, br, indirectbr, switch, invoke, unwind, unreachable,
    malloc, alloca, free, load, store, getelementptr,
    extractelement, insertelement, shufflevector,
    extractvalue, insertvalue,
  },
  classoffset=3,
  keywordstyle=\optcolor{purple},
  morekeywords={
    @v0, @a0, @t0, @ra, @pc, @r1, @ZF, @rax,@rsp
    @main,@function,@root,@function_call
  },
  classoffset=4,keywordstyle=\optcolor{blue},
  morekeywords={
i1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9, i10, i11, i12, i13, i14, i15, i16, i17, i18,
i19, i20, i21, i22, i23, i24, i25, i26, i27, i28, i29, i30, i31, i32, i33, i34,
i35, i36, i37, i38, i39, i40, i41, i42, i43, i44, i45, i46, i47, i48, i49, i50,
i51, i52, i53, i54, i55, i56, i57, i58, i59, i60, i61, i62, i63, i64, i80, i512,
void, half, float, double, fp128, x86_fp80, ppc_fp128, x86_mmx, label, metadata
  },
  classoffset=5,keywordstyle=\optcolor{teal},
  morekeywords={
    entry:,true:,epilogue:,bb.main:,bb._init.0x8,
    dispatcher:,bb.one:,bb.two:,fallthrough:,call:,BB1:,BB2:,BB3:
  }
}

% Packages for graphs
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows,automata}
\usetikzlibrary{shapes.geometric}
\usetikzlibrary{positioning}
\usetikzlibrary{shapes.multipart}
\usetikzlibrary{positioning}
\usetikzlibrary{decorations.pathreplacing}
\usetikzlibrary{fit}
\usetikzlibrary{calc}
\usetikzlibrary{matrix}
\usetikzlibrary{patterns}
\usetikzlibrary{quotes}
\usetikzlibrary{shapes.misc}
\tikzset{
  diagonal fill/.style 2 args={fill=#2, path picture={
    \fill[#1, sharp corners] (path picture bounding box.south west) -|
                             (path picture bounding box.north east) -- cycle;}},
  reversed diagonal fill/.style 2 args={fill=#2, path picture={
    \fill[#1, sharp corners] (path picture bounding box.north west) |-
                             (path picture bounding box.south east) -- cycle;}}
                                                  }
\tikzset{
  fadered/.style={
    very thick,
    draw=red!50!black!50,
    top color=white,
    rounded corners=.5mm,
    bottom color=red!50!black!20, % and something else at the bottom
    font=\sf,
    text=black
  },
  faderedprime/.style={
    very thick,
    draw=blue!50!black!50,
    top color=white,
    rounded corners=.5mm,
    bottom color=blue!50!black!20, % and something else at the bottom
    font=\sf,
    text=black
  },
  nonterminal/.style={
    fadegray,
    rectangle,
    minimum size=6mm,
    minimum width=20mm,
    minimum height=7mm,
    rounded corners=3mm
  },
  fadegray/.style={
    text=black,
    very thick,draw=black!50,
    top color=white,
    bottom color=black!20,
    font=\sf
  },
  terminal/.style={
    rectangle,
    fadered,
    minimum height=7mm,
    minimum width=20mm,
    rounded corners=3mm,
  },
  terminalprime/.style={
    rectangle,
    faderedprime,
    minimum height=7mm,
    minimum width=20mm,
    rounded corners=3mm,
  }
}

% Visibility on slides
%\usetikzlibrary{backgrounds}
%\usetikzlibrary{arrows.meta,calc,shapes.callouts,shadows.blur,positioning}
%% Conditional elements in TikZ drawings
\tikzset{
  invisible/.style={opacity=0,text opacity=0},
  visible on/.style={alt=#1{}{invisible}},
  alt/.code args={<#1>#2#3}{%
    \alt<#1>{\pgfkeysalso{#2}}{\pgfkeysalso{#3}} % \pgfkeysalso doesn't change the path
  },
}

\def\UrlBreaks{\do\/\do-}

% Pgfplots imports
\usepackage{pgfplots}
\usepackage{pgfplotstable}
\pgfplotsset{compat=1.13}

% use acm colors
\definecolor[named]{ACMBlue}{cmyk}{1,0.1,0,0.1}
\definecolor[named]{ACMYellow}{cmyk}{0,0.16,1,0}
\definecolor[named]{ACMOrange}{cmyk}{0,0.42,1,0.01}
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\definecolor[named]{ACMPurple}{cmyk}{0.55,1,0,0.15}
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% metropolis colors
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\definecolor{mDarkTeal}{HTML}{23373b}
\definecolor{mLightBrown}{HTML}{EB811B}
\definecolor{mLightGreen}{HTML}{14B03D}

% Custom commands
\newcommand{\ccode}[1]{\texttt{#1}}
\usepackage{xspace}
\newcommand{\newcommandx}[2]{\newcommand{#1}{#2\xspace}}
\newcommandx{\revng}{\texttt{rev.ng}}
\newcommandx{\llvm}{\textsc{llvm}}
\newcommandx{\llvmcapi}{\textsc{llvm-c API}}
\newcommandx{\llvmir}{\textsc{llvm ir}}
\newcommandx{\qemuir}{\textsc{qemu ir}}
\newcommandx{\qemu}{\textsc{qemu}}
\newcommandx{\gcc}{\texttt{gcc}}
\newcommand{\revamb}{\texttt{revamb}}
\newcommand{\llvmcpy}{\texttt{llvmcpy}}

\usepackage[noframe]{showframe}
\usepackage{biblatex}[
  backend=biber,
  style=numeric,
]

% Python stuff
% Default fixed font does not support bold face
\DeclareFixedFont{\ttb}{T1}{txtt}{bx}{n}{10} % for bold
\DeclareFixedFont{\ttm}{T1}{txtt}{m}{n}{10}  % for normal

% Custom colors
\usepackage{color}
\definecolor{deepblue}{rgb}{0,0,0.5}
\definecolor{deepred}{rgb}{0.6,0,0}
\definecolor{deepgreen}{rgb}{0,0.5,0}

\usepackage{listings}

% Python style for highlighting
\newcommand\pythonstyle{\lstset{
    language=Python,
    basicstyle=\ttm,
    otherkeywords={self},             % Add keywords here
    keywordstyle=\ttb\color{deepblue},
    emph={MyClass,__init__},          % Custom highlighting
    emphstyle=\ttb\color{deepred},    % Custom highlighting style
    stringstyle=\color{deepgreen},
    frame=tb,                         % Any extra options here
    showstringspaces=false            %
}}

% Python environment
\lstnewenvironment{python}[1][]
{
  \pythonstyle
  \lstset{#1}
}
{}

% Python for external files
\newcommand\pythonexternal[2][]{{
    \pythonstyle
\lstinputlisting[#1]{#2}}}
\lstset{inputencoding=utf8/latin1}

% Python for inline
\newcommand\pythoninline[1]{{\pythonstyle\lstinline!#1!}}

% C environment

\definecolor{mGreen}{rgb}{0,0.6,0}
\definecolor{mGray}{rgb}{0.5,0.5,0.5}
\definecolor{mPurple}{rgb}{0.58,0,0.82}
\definecolor{backgroundColour}{rgb}{0.95,0.95,0.92}

\lstdefinestyle{CStyle}{
    backgroundcolor=\color{backgroundColour},
    commentstyle=\color{mGreen},
    keywordstyle=\color{magenta},
    numberstyle=\tiny\color{mGray},
    stringstyle=\color{mPurple},
    basicstyle=\footnotesize,
    breakatwhitespace=false,
    breaklines=true,
    captionpos=b,
    keepspaces=true,
    numbers=left,
    numbersep=5pt,
    showspaces=false,
    showstringspaces=false,
    showtabs=false,
    tabsize=2,
    language=C
}
\lstnewenvironment{C}[1][]
{
  \lstset{style=CStyle}
}
{}

%\addbibresource{bibliography.bib}

%\setbeamersize{text margin left=15pt,text margin right=15pt}

% Information to be included in the title page:
\title[]{Fondamenti di Informatica}
%\subtitle{Presentation relative to ACACES 2019}
\author{Andrea Gussoni\\andrea1.gussoni at polimi.it}
\institute{Politecnico di Milano}
\date{April 8, 2021}
%\titlegraphic{\includegraphics[width=0.60\textwidth]{logo-polimi}}

% Create section header slide
\AtBeginSection{\frame{\sectionpage}}
\begin{document}

\frame{\titlepage
       \note[item]{My name is ...}
       \note[item]{Thank the audience.}}

\begin{frame}
 \frametitle{Table of Contents}
 \tableofcontents
\end{frame}

\section{Ripasso Esercitazione Precedente}
\begin{frame}{Ripasso}
  \begin{alertblock}{}
    Problemi con esercizi della precedente esercitazione?
  \end{alertblock}
\end{frame}

\section{Operatori Binari Bitwise}

\begin{frame}[fragile]{Operatori Logici}
  Ugualmente, esistono degli operatori logici binari:
  \begin{itemize}
    \item \ccode{A == B} Uguaglianza.
    \item \ccode{A != B} Disuguaglianza.
    \item \ccode{A >= B, A > B} Maggiore o uguale, Maggiore.
    \item \ccode{A <= B, A < B} Minore o uguale, Minore.
    \item \ccode{A \&\& B} and.
    \item \ccode{A || B} or.
  \end{itemize}

  E anche un operatore logico unario:
  \begin{itemize}
    \item \ccode{!A} not.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Operatori bitwise}
  Esistono anche gli operatori bitwise binari.
  \begin{itemize}
    \item \ccode{A \& B} and.
    \item \ccode{A | B} or.
    \item \ccode{A \char`\^ B} xor.
    \item \ccode{A << B} Shift a sinistra.
    \item \ccode{A >> B} Shift a destra.
  \end{itemize}

  E anche un operatore bitwise unario:
  \begin{itemize}
    \item \ccode{\char`\~A} not.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Operatori di assegnamento}
  Conoscete già il principale operatore di assegnamento in C.
  \begin{itemize}
    \item \ccode{A = B} assegna ad A il valore di B.
  \end{itemize}

  Ma ci sono anche operatori che fanno una operazione ed un assegnamento, condesati in una notazione unica:
  \begin{itemize}
    \item \ccode{+=}, \ccode{-=}, \ccode{*=}, \ccode{/=}, \ccode{\%=}, \ccode{\&=}, \ccode{|=}, \ccode{\char`\^=}.
  \end{itemize}

  Ad esempio:
      \begin{center}
        \begin{C}
          numero -= 42;
        \end{C}
      \end{center}
  è equivalente a:
      \begin{center}
        \begin{C}
          numero = numero - 42;
        \end{C}
      \end{center}
\end{frame}

\begin{comment}
\begin{frame}[fragile]{Precedenza degli operatori}
  Come abbiamo già accennato durante le esercitazioni riguardanti gli operatori logici, vi è una precedenza degli operatori da conoscere. In particolare, per quanto riguarda il C, bisogna rifarsi alla reference:
  \begin{itemize}
    \item \url{https://en.cppreference.com/w/c/language/operator_precedence}.
    \item Sempre meglio però usare le parentesi, anche a costo di essere ridondanti.
    \item Come side effect, noterete che l'uso delle parentesi migliora anche la leggibilità del codice altrui.
    \item E soprattutto previene l'inserimento di bug accidentali dovuti a modifiche successive.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Costrutto di controllo while}
  \begin{itemize}
    \item Il costrutto di controllo \ccode{while}, permette l'esecuzione del \emph{corpo} di esso fino a quando una condizione rimane vera (potenzialmente, infinitamente, come lo fareste?).
      \begin{center}
        \begin{C}
          while (condizione) {
            corpo_del_ciclo;
          }
        \end{C}
      \end{center}
    \item Esempio:
        \begin{C}
          a = 10;
          while (a > 5) {
            b = b + c;
            a = a - b;
          }
          c = c + 1;
        \end{C}
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Costrutto di controllo do while}
  \begin{itemize}
    \item Il costrutto di controllo \ccode{do while}, permette l'esecuzione del \emph{corpo} di esso fino a quando una condizione rimane vera, ma garantendo l'esecuzione di almeno la prima iterazione (la condizione è controllata \emph{dopo} il corpo del ciclo .
      \begin{center}
        \begin{C}
          do {
            corpo_del_ciclo;
          } while (condizione);
        \end{C}
      \end{center}
    \item Esempio:
        \begin{C}
          a = 10;
          do {
            b = b + c;
            a = a - b;
          } while (a > 5)
          c = c + 1;
        \end{C}
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Costrutto di controllo for}
  \begin{itemize}
    \item Il costrutto di controllo \ccode{for} serve per costruire un ciclo, ma con delle comode aggiunte per gestire il numero di iterazioni.
      \begin{center}
        \begin{C}
          for (inizializzazione; condizione; incremento) {
            corpo_ciclo;
          }
        \end{C}
      \end{center}
    \item Esempio:
        \begin{C}
          a = 5;
          for (i = 0; i < 10; i++) {
            b = b + a;
          }
          b = b;
        \end{C}
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{break e continue}
  Sono inoltre disponibili due parole chiave che possono aiutare ulteriormente nella gestione delle iterazioni di un ciclo:
  \begin{description}
    \item [\ccode{break}]: interrompe immediatamente l'esecuzione del ciclo, ignorando la condizione e eventuali statement successivi del ciclo.
    \item [\ccode{continue}]: passa alla successiva iterazione del ciclo, ignorando eventuali statement successivi nel corpo del ciclo. La condizione dell'iterazione successa viene comunque valutata, e in caso di ciclo \ccode{for} l'operazione di incremento viene comunque effettuata.
  \end{description}
\end{frame}
\end{comment}

\begin{comment}
\begin{frame}[fragile]{Costrutto di controllo switch}
  \begin{itemize}
    \item Il costrutto di controllo \ccode{switch} permette di eseguire differenti porzione di codice in base al valore di una variabile. Spesso può venire usato per ristrutturare catene di \ccode{if else if} in una composizione più elegante.
      \begin{center}
        \begin{C}
          switch (variabile) {
            case 1:
              codice_1;
              break;
            case 2:
              codice_2;
              break;
            default:
              codice_default;
              break;
          }
        \end{C}
      \end{center}
    \item la keyword \ccode{break} consente di non fare \emph{fallthrough}, che significa continuare con l'esecuzione del codice senza saltare alla fine dello scope dello \ccode{switch}.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Costrutto di controllo goto}
  \begin{itemize}
    \item Non esiste nessun costrutto con nome \ccode{goto} in C.\
    \pause
    \item Jokes aside, lo statement \ccode{goto label}, può venire usato per reindirizzare l'esecuzione del codice ad una etichetta arbitraria posizionata nel codice. Si usa in specifici contesti, per quanto ci riguarda, bisogna assolutamente preferire e utilizzare codice strutturato (codice che contiene \ccode{goto} è anche chiamato codice non strutturato).
  \end{itemize}
\end{frame}
\end{comment}

\begin{frame}[fragile]{Operatori Bitwise}
  \begin{center}
    \Huge{Esempi pratici}
  \end{center}
\end{frame}

\section{Esercizi}

\begin{frame}[fragile]{Tabelline}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che stampa, fornendo in output una formattazione ragionevole, le tabelline dei numeri dall'1 al 9. Si richiede, in particolare, di stampare l'output andando a capo alla fine della tabellina di ogni numero, e di allineare verticalmente le varie linee delle tabelline.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Numeri Triangolari}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che, letto un intero da user input, stabilisce se il numero è un numero triangolare.

    \item Osservazione: Viene definito numero triangolare, un numero costituito dalla somma dei primi interi positivi N, per un certo N.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Sequenze Pari}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che legge una sequenza (di lunghezza arbitraria) di interi positivi terminata dal valore 0, e al termine della sequenza, stampa quante terne di numeri consecutivi diversi tra loro e pari sono contenute nella sequenza.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Numeri Affiatati}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che:
      \begin{itemize}
        \item elenca tutte le coppie di numeri affiatati, diversi tra loro, composti di due cifre.
        \item come sopra, ma dove il numero maggiore della coppia deve anche essere primo.
        \item elenca i numeri autoaffiati (ovvero affiatati con se stessi).
      \end{itemize}

  \item Osservazione: Due numeri si dicono affiatati, se la loro somma è uguale al prodotto delle cifre che li compongono.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{comment}
\section{Extra}
\begin{frame}[fragile]{Monte Carlo}
  Scrivere un programma che calcoli il valore di $\pi$, utilizzando il metodo di Monte Carlo.
\end{frame}
\end{comment}

\begin{comment}
\begin{frame}[t,allowframebreaks]
  \frametitle{References}
  \nocite{*}
  \printbibliography
\end{frame}
\end{comment}

\begin{comment}
\begin{frame}
  \frametitle{License}
  \begin{center}
    \vfill
    \includesvg[height=1.5cm]{by-sa}\\
    {\footnotesize These slides are published under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 license\footnote{\url{https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/}}.}
  \end{center}
\end{frame}
\end{comment}

\end{document}