fondamenti-aero/05/fondamenti-05.tex

\documentclass[10pt]{beamer}
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\usetheme{Antibes}
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\usepackage[svgpath=images/]{svg}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{ {images/} }
\usepackage[hyphenbreaks]{breakurl}
\usepackage{hyperref}
\hypersetup{breaklinks=true}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{makecell}
\usepackage{dirtytalk}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{listingsutf8}
\usepackage[italian]{babel}

% Todo red marker
\usepackage{xcolor}
\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

%\setbeamerfont{page number in head/foot}{size=\small}
%\setbeamertemplate{page number in head/foot}[framenumber]
%\setbeamertemplate{page number in head/foot}[totalframenumber]
\setbeamertemplate{footline}[frame number]

% Listings packages
\usepackage{verbatim}
\usepackage{inconsolata}
\usepackage{listings}
\usepackage{multicol}
\usepackage{lscape}
\newcommand{\optcolor}[1]{\color{#1}}
\lstset{
  basicstyle={\ttfamily\footnotesize},
  keywordstyle=\optcolor{blue},
  stringstyle=\optcolor{red},
  %commentstyle=\optcolor{green},
  morecomment=[l][\optcolor{magenta}]{\#},
  escapechar={|},
}

\definecolor{alt}{gray}{0.9}
\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.65,0}
\lstdefinelanguage{llvm}{
  basicstyle={\ttfamily\footnotesize},
  morecomment = [l]{;},
  commentstyle=\optcolor{darkgreen},
  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}
\definecolor[named]{ACMRed}{cmyk}{0,0.90,0.86,0}
\definecolor[named]{ACMLightBlue}{cmyk}{0.49,0.01,0,0}
\definecolor[named]{ACMGreen}{cmyk}{0.20,0,1,0.19}
\definecolor[named]{ACMPurple}{cmyk}{0.55,1,0,0.15}
\definecolor[named]{ACMDarkBlue}{cmyk}{1,0.58,0,0.21}

% metropolis colors
\definecolor{mDarkBrown}{HTML}{604c38}
\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 27, 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}

\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}

\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}

\begin{frame}[fragile]{Parole al contrario}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma C che presa in unput una frase composta da più parole, separate da spazi, ne stampi in output la versione dove per ogni parola, la stampa dei suoi caratteri è invertita.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Ordinamento di vettori}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che preso un vettore di interi, ordini i suoi elementi in ordine crescente, utilizzando la tecnica del bubblesort.
    \item Funzionamento del bubblesort: ogni coppia di elementi adiacenti viene comparata e invertita di posizione se sono nell'ordine sbagliato. L'algoritmo continua nuovamente a ri-eseguire questi passaggi per tutta la lista finché non vengono più eseguiti scambi, situazione che indica che la lista è ordinata.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Ordinamento di vettori}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma in linguaggio C che preso un vettore di interi, ordini i suoi elementi in ordine crescente, utilizzando la tecnica del selection sort.
    \item Funzionamento del selection sort: l'algoritmo procede trovando il minimo fra gli elementi nella sequenza e scambiandolo con l’elemento al primo posto. Trovando il minimo fra gli elementi tra il secondoi e l’ultimo posto, e scambiandolo con il secondo, e così via per tutti gli elementi del vettore. Il metodo si chiama per selezione perché si basa sulla ripetizione della selezione dell’elemento minore, tra quelli rimasti da ordinare.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Tris}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma C che data una matrice di caratteri 3x3 rappresentante uno stato di una partita del gioco del Tris:
    \begin{itemize}
      \item Stampa la matrice.
      \item Determina quale dei due giocatori ha vinto.
    \end{itemize}
    \item Nel gioco del tris, abbiamo che la posizione di ogni giocatore può essere rappresentata da una 'X' o una 'O', e un giocatore vince se riesce a completare una riga, una colonna o una diagonale.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Dispensa}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma C che acquisisca il nome e la data di scadenza di 3 prodotti presenti nella dispensa. Terminata l'acquisizione, si inserisce anche una data, e per ogni elemento nella dispensa, si deve verificare se sarà o meno scaduto in quella data.
    \item Per rappresentare il prodotto, si suggerisce l'uso di un tipo di dato strutturato che contenga il nome e la data di scadenza, a sua volta definita come un tipo di dato strutturato.
  \end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Piano Cartesiano}
  \begin{itemize}
    \item Implementare un programma C che legge da tastiera un numero intero N ($1\leq N \leq 10$), e sucessivamente legge N coppie di interi positivi rappresentanti ciascuna le coordinate di un punto (x,y) su di un piano cartesiano 5X5.
    \item Si stampi poi il piano cartesiano rappresentando i punti con una X.
  \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}