print("Hello world!")Hello world!Elementi di computazione
Per il corso di Laboratorio di Fisica
Versione 1.1.1 (cronologia)
Prefazione
I calcolatori sono letteralmente onnipresenti nella nostra vita quotidiana, nelle forme più disparate—dai microcontrollori che gestiscono i piccoli elettrodomestici di casa, fino ai cluster dei grandi data center, passando per smartphone, tablet, laptop e workstation. Ormai anche le automobili, non più di pochi decenni fa orgoglio dell’ingegneria meccanica, assomigliano un po’ a grandi tablet su ruote.
Queste note sono da intendere come una brevissima introduzione all’uso del calcolatore nel contesto del laboratorio di Fisica del primo anno, con enfasi sull’analisi dei dati. Seguiremo un percorso non standard chiaramente suddiviso in due parti distinte. Nella prima partiremo da alcuni problemi tipici che si incontrano in laboratorio per elaborare, in modo largamente induttivo, soluzioni pratiche; questo ci metterà in condizione di andare fisicamente in laboratorio e di applicare le nozioni di probabilità e statistica introdotte nel modulo principale del corso ad alcune tipiche misure di meccanica e termologia. Nella seconda ripartiremo sostanzialmente dall’inizio e cercheremo di riesaminare in modo più critico (e deduttivo) alcune delle ricette che abbiamo introdotto senza giustificazioni rigorose.
Il termine ricetta non è casuale, qui, e ricorrerà spesso nel corso delle note. Vedremo che eseguire un programma al calcolatore, per molti aspetti, non è molto diverso da cucinare: a partire dagli ingredienti (dati in ingresso) seguiamo una ricetta (programma) per ottenere la pietanza desiderata (il risultato dell’analisi), pronta per essere consumata. Per fare tutto questo abbiamo bisogno di hardware (pentole e fornelli) che dobbiamo conoscere e capire, almeno ad un livello superficiale. Non si tratta, ovvio, di un’analogia veramente stringente—e cercheremo di mettere via via in evidenza i punti in cui la corrispondenza letterale viene meno—ma è tuttavia utile per comprendere alcuni concetti non banali in un ambito che tutti conosciamo.
Faremo tutto questo non in astratto, ma utilizzando un linguaggio di programmazione concreto: Python. Queste note però—è importante sottolinearlo—non sono un manuale di programmazione in Python—per questo ci sono infinite risorse in rete, e non si sente sicuramente il bisogno di aggiungerne altre. Il tentativo, piuttosto, è quello di utilizzare la sintassi di Python per illustrare alcuni concetti fondamentali (variabili, funzioni, controllo del flusso del programma, algoritmi) che è necessario saper maneggiare per poter affrontare in modo consapevole l’analisi dei dati. Lo faremo senza alcuna pretesa di organicità o di prospettiva storica.
Nel corso di queste note vedrete un certo numero di frammenti di codice come quello che segue.
Virtualmente in ogni caso sono pensati perché possiate copiarli (con l’apposita iconcina in alto a destra), incollarli nel vostro editor di testo preferito, ed eseguirli, eventualmente modificandoli. Per vostra convenienza, quando rilevante, l’output del frammento è inserito automaticamente subito sotto il frammento stesso, in modo che possiate esaminarlo anche senza un interprete Python sotto mano.
Ah, dimenticavo: l’inglese è la lingua universale dell’informatica, per cui eviteremo di scrivere in corsivo i termini non italiani nel testo, e scriveremo direttamente in inglese tutti i frammenti di codice.