1.
PROBLEM SOLVING
MAD2
Luca Naso - Catania, 15 Gennaio 2015

2.
AGENDA
1. Problem solving?
2. Strategie e strumenti
[break]
3. Un esempio concreto

3.
PROBLEM SOLVING?
COS’È E COME FUNZIONA

4.
A LIFELONG CHALLENGE
L’arte di risolvere problemi è la sfida di tutta una vita
• Di certo non basteranno 4 ore di lezione ad
apprenderla … e neanche 400
• Necessita di tanta esperienza

5.
A LIFELONG CHALLENGE
Scopo della lezione di oggi è di indicarvi la via per
massimizzare la vostra esperienza

6.
Insieme di tecniche utilizzate per risolvere problemi
non banali
Che tipo di problemi?
• problemi di natura tecnica in ambito lavorativo,
riguardanti ad esempio i processi aziendali.
• problemi di natura relazionale e/o emozionale, in
ambito sia lavorativo che non.
COSA E’ IL PROBLEM SOLVING?

7.
I “PROBLEMI”
I “problemi” per i quali si cerca una soluzione sono di
solito complessi, riguardano più eventi e coinvolgono
diverse persone.

8.
I “PROBLEMI”
Spesso la soluzione si ottiene lavorando di gruppo.

9.
COMPETENZA TRASVERSALE
Il problem solving è una competenza trasversale che
si applica ai più disparati ambiti (così come il
Sviluppa/richiede
capacità di giudizio e
di analisi.
pensiero critico, la
creatività e la
gestione costruttiva
dei sentimenti).

10.
STRATEGIE STANDARD
Con il tempo sono state sviluppate delle strategie
codificate per la risoluzione dei problemi.
Si tratta di una insieme di istruzioni da seguire per
arrivare alla soluzione del problema.

11.
PERCHÉ SVILUPPARE DELLE
STRATEGIE STANDARD?
L’obiettivo è risolvere i problemi…
in maniera:
1. Efficace (non vogliamo che il problema torni)
2. Efficiente (vogliamo farlo ad un costo minimo)
Una strategia standard è la raccolta di tante
esperienze perfezionate nel tempo.

12.
BENEFICI
Avere delle precise tecniche di problem solving
consente alle aziende di:
• ottimizzare i loro processi (essere più competitive)
• rispondere alle emergenze in tempi più brevi e
con soluzioni più efficaci
di quanto non si farebbe lasciando tutto all’iniziativa
dei singoli (e del momento).

13.
ATTIVI E SUBITO

14.
ATTIVI E SUBITO
• ATTIVI: Non è l’applicazione teorica, ma richiede
un ruolo intellettualmente attivo, che porta alla
creazione di qualcosa.
• SUBITO: Non è la pianificazione di una risoluzione
futura, ma prevede che sia già in atto.

15.
COME FUNZIONA
Esistono varie tecniche, solitamente divise in fasi e
seguono lo schema tipico dell’approccio scientifico.
Tutte le tecniche passano attraverso tre macro-aree:
1. identificazione e definizione del problema
2. suddivisione del problema nelle sue parti critiche
3. individuazione ed applicazione di una soluzione

16.
COME NON FUNZIONA
Quando ci si trova di fronte alla necessità di risolvere
un problema è facile avere alcuni atteggiamenti
estremamente controproducenti.
Vediamone due.

17.
SALTARE ALLE CONCLUSIONI
COME NON FUNZIONA

18.
SALTARE ALLE CONCLUSIONI
1. Saltare direttamente alla conclusione, perché si
pensa di aver intuito una soluzione
COME NON FUNZIONA

19.
ACCUSARE
COME NON FUNZIONA

20.
ACCUSARE
2. Andare alla ricerca di un colpevole (chi ha creato
il problema) e fare accuse.
COME NON FUNZIONA

21.
ACCUSARE
COME NON FUNZIONA
2. Andare alla ricerca di un colpevole (chi ha creato
il problema) e fare accuse.
Tutti iniziano ad accusare

22.
ACCUSARE
COME NON FUNZIONA
2. Andare alla ricerca di un colpevole (chi ha creato
il problema) e fare accuse.
Poi si risponde alle accuse

23.
ACCUSARE
COME NON FUNZIONA
2. Andare alla ricerca di un colpevole (chi ha creato
il problema) e fare accuse.
Qualcuno porterà il peso della colpa

24.
ACCUSARE
COME NON FUNZIONA
2. Andare alla ricerca di un colpevole (chi ha creato
il problema) e fare accuse.
A meno che non facciate una faccina così sarà difficile lavorare bene

25.
Questi atteggiamenti si traducono quasi sempre in
una perdita di tempo e risorse.
Spesso ci si ritrova al punto di partenza oppure è
necessario fare più volte lo stesso lavoro.
E’ anche al fine di evitare questi errori che sono state
sviluppate delle strategie precise di problem
solving.
SPRECO DI RISORSE
COME NON FUNZIONA

26.
REPETITA IUVANT
In nessuna fase si va mai alla ricerca di colpevoli, ma
sempre e solo di soluzioni.
La ricerca della soluzione, non deve spingere a saltare o
accorciare le fasi della strategia che si sta mettendo in atto.
Altrimenti si perdono i benefici della strategia stessa, ad
esempio si rischia di sottovalutare il problema, o la
soluzione che si vuole applicare potrebbe non essere la
migliore.

27.
STRATEGIE E STRUMENTI[1]
PANORAMICA

28.
PSS
PROBLEM SOLVING STRATEGICO
1. Definire il problema
2. Concordare l’obiettivo
3. Individuare e valutare
eventuali soluzioni già
tentate (e fallite!)
4. Come si potrebbe
peggiorare la situazione?
5. Quale sarebbe lo scenario
una volta risolto il problema
al 100%?
6. Piccoli passi a ritroso:
partire dalla fine e
procedere a ritroso fino alla
partenza
7. Iterare: risolvere un piccolo
problema alla volta, e se
serve modificare la
direzione ad ogni passo.
Usato in campo manageriale

29.
FARE - FOCALIZZARE
ANALIZZARE RISOLVERE ESEGUIRE
1. Focalizzare: Capire e definire in dettaglio il
problema
2. Analizzare: Definizione degli elementi critici,
Quantificare i fattori rilevanti con dei valori di
riferimento
3. Risolvere: Generare delle possibili soluzioni,
scegliere la soluzione da implementare, sviluppare
un piano
4. Eseguire: Realizzare il piano, quantificare i progressi

30.
PDCA
PLAN DO CHECK ACT
1. Pianifica: analizzare la situazione, cercare le cause,
definire gli obiettivi, le soluzioni ed i compiti
2. Prova: applicare il piano su piccola scala
3. Verifica: verificare che le prove danno i risultati
attesi. Se no, tornare al punto 1
4. Agisci: mettere in produzione il piano che ha
superato la verifica
Considerare l’opzione di inserire una verifica su scala
intermedia (tra il punto 3 e 4).

31.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL

32.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL
1. Definire i processi critici, gli obiettivi da raggiungere, le
risorse necessarie. Realizzare una roadmap

33.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL
2. Elaborare un piano per misurare l’efficacia dei processi,
dopo averli suddivisi in piccole parti
1. Definire i processi critici, gli obiettivi da raggiungere, le
risorse necessarie. Realizzare una roadmap

34.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL
1. Definire i processi critici, gli obiettivi da raggiungere, le
risorse necessarie. Realizzare una roadmap
2. Elaborare un piano per misurare l’efficacia dei processi,
dopo averli suddivisi in piccole parti
3. Analisi dei dati raccolti al punto 2, per trovare relazioni
tra le variabili, ed identificare punti sui quali intervenire

35.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL
4. Sulla base dell’analisi al punto 3 creare ed implementare
una soluzione che possa migliorare i processi
1. Definire i processi critici, gli obiettivi da raggiungere, le
risorse necessarie. Realizzare una roadmap
2. Elaborare un piano per misurare l’efficacia dei processi,
dopo averli suddivisi in piccole parti
3. Analisi dei dati raccolti al punto 2, per trovare relazioni
tra le variabili, ed identificare punti sui quali intervenire

36.
DMAIC – DEFINE MEASURE
ANALYZE IMPROVE CONTROL
5. Dopo aver ottimizzato il processo creare un sistema di
controllo per mantenere il livello di qualità raggiunto
1. Definire i processi critici, gli obiettivi da raggiungere, le
risorse necessarie. Realizzare una roadmap
4. Sulla base dell’analisi al punto 3 creare ed implementare
una soluzione che possa migliorare i processi
2. Elaborare un piano per misurare l’efficacia dei processi,
dopo averli suddivisi in piccole parti
3. Analisi dei dati raccolti al punto 2, per trovare relazioni
tra le variabili, ed identificare punti sui quali intervenire

37.
STRUMENTI
PANORAMICA

38.
DIAGRAMMI
• Diagrammi Causa-
Effetto
• Diagrammi di Flusso
• Checklists
• Diagramma di Pareto
• Diagrammi di
controllo
• Scatter diagrams

39.
DIAGRAMMI DI FLUSSO
• Visualizzare il processo
• Trovare i difetti
• Capire le relazioni

40.
ANALISI DI PARETO
Solo pochi fattori vitali
(20%)
sono responsabili della
gran parte dei problemi
(80%)

41.
5W2H
Redigere un documento per individuare le principali
cause del problema.
Il documento viene creato rispondendo a 7
domande.

42.
5W2H
5W: Who? What? Where? When? Why?
2H: How? How many?

43.
5W2H+

44.
5W2H+

45.
BRAINSTORMING
Riunione dove si dà libero spazio alle idee

46.
BRAINSTORMING
Nessuna idea può essere rifiutata o respinta. Il focus
non è sulla critica ma sull’estensione delle idee.
Senza timore di essere giudicato ciascuno si esprime
più liberamente e può diventare fonte di ispirazione
per gli altri (associazione delle idee).

47.
1. Ciascuno scrive un’idea, il gruppo vota ogni idea,
le prime vengono discusse (in sottogruppi).
2. Ciascuno scrive un’idea, la passa alla persona
accanto, aggiunge qualcosa all’idea che ha
ricevuto.
3. Strumenti informatici possono ottimizzare i tempi
ed assicurare l’anonimato.
COME FUNZIONA - 3 ESEMPI
BRAINSTORMING

48.
DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO
Diagramma a lisca di pesce per descrivere un
processo/fenomeno/problema.
La testa del pesce è il problema, a seguire le varie
cause. Ogni causa può avere altri rami del
diagramma.
Tutte le cause vanno suddivise gerarchicamente.

49.
DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO

50.
ANALISI DI ISHIKAWA
DIAGRAMMA CAUSA-EFFETTO
Per identificare tutte le cause si utilizza il
brainstorming.
Il diagramma causa-effetto a lisca di pesce viene
anche detto “diagramma di Ishikawa” perché è parte
integrante dell’analisi di Ishikawa,
in cui, oltre alle cause, va definita anche l’azione
correttiva più opportuna.

51.
UN ESEMPIO CONCRETO[2]
PROBLEM SOLVING FOR DEVELOPERS

52.
IL PROBLEMA
Data la propria data di nascita e la data corrente,
calcolare la propria età in giorni. Includere gli anni
bisestili. Assumere che la data di nascita e la data
corrente siano date valide e che non ci siano viaggi
nel tempo.
Esempio: se la data di nascita è 1 gennaio 1950 e la
data di oggi è 2 gennaio 1950, l’età è di 1 giorno.

53.
1. LA PRIMA COSA DA FARE
Come iniziereste voi?
a. Inizio a scrivere le prime righe di codice
b. Mi assicuro di aver ben capito il problema
c. Penso ad un algoritmo che possa risolvere il
problema
Risposta giusta: b

54.
1. LA PRIMA COSA DA FARE
Uno dei modi per capire il problema è quello di
identificare input ed output
Input: tutti quei valori che possono essere accettati in
ingresso
Output: tutti quei valori che vengono richiesti perché il
problema si consideri risolto
Logicamente la soluzione al problema sarà una procedura
che a partire da input validi restituisca degli output corretti

55.
1. LA PRIMA COSA DA FARE
Nel nostro caso:
Input = una coppia di date (infinite)
Output = un numero intero, la distanza in giorni tra le due date (1
solo)
Possiamo accettare tutte le coppie di date come input? No, la
prima data deve essere antecedente la seconda data
Defensive Programming: all’interno del nostro codice verifichiamo
che gli input sono corretti, se non lo sono interrompiamo
l’esecuzione e restituiamo un messaggio di errore chiaro

56.
2. COME RISOLVERE IL
PROBLEMA?
Siamo adesso pronti a risolvere il problema. Come
procediamo?
a. Iniziamo a scrivere il codice
b. Studiamo alcuni esempi (a mano)
c. Cercare una soluzione sul web
Risposta giusta: b, e anche c

57.
2. COME RISOLVERE IL
PROBLEMA?
E’ importante capire la relazione che c’è tra gli input
e gli output. A prima vista non si colgono tutti i casi
Scegliere alcuni input, e calcolare a mano l’output
corretto.
Ad esempio:
due date uguali, output 0; due date una dopo l’altra,
output 1; due date a distanza di 1 anno, output 365;
due date errate, output err msg; …

58.
3. E’ ARRIVATO IL MOMENTO DI
SCRIVERE CODICE?
La nostra conoscenza e padronanza del problema
aumenta. Siamo adesso pronti a scrivere il codice?
a. Si
b. No, dobbiamo scegliere il linguaggio adatto
c. No, dobbiamo cercare una soluzione
Risposta giusta: c

59.
3. E’ ARRIVATO IL MOMENTO DI
SCRIVERE CODICE?
Consideriamo come un umano risolverebbe il problema
Ad esempio, input: da 2013,1,24 a 2013,6,29
1. prendere un calendario
2. cercare la data di inizio
3. segnare i giorni che restano nel mese di partenza (7)
4. segnare i giorni dei mesi completi (feb 28, mar 31, apr 30, mag 31)
5. segnare i giorni parziali dell’ultimo mese (29)
6. sommare tutti i valori segnati (—>156)

60.
3. E’ ARRIVATO IL MOMENTO DI
SCRIVERE CODICE?
Traduciamo in pseudo-codice questa soluzione:
Usiamo indice 1 per la prima data, e indice 2 per la
seconda data
days = # days left in month1
month1 += 1
while month1 < month2:
days += # days in month1
month1 += 1
days += day2

61.
4. POSSIAMO IMPLEMENTARE
LA SOLUZIONE?
Adesso abbiamo una soluzione che funziona,
possiamo implementarla in un codice?
a. Si, funziona alla grande
b. Si, non è perfetta ma è un buon inizio
c. No, prima dobbiamo analizzare altri casi
d. No, dobbiamo trovare una soluzione più semplice
Risposta giusta: d

62.
4. POSSIAMO IMPLEMENTARE
LA SOLUZIONE?
In questa procedura ci sono troppi casi non gestiti:
1. Le due date sono in anni diversi
2. Le due date sono nello stesso mese
3. La seconda data è in un mese precedente della
prima data, ma in un anno successivo
4. Non c’è traccia degli anni bisestili

63.
4. POSSIAMO IMPLEMENTARE
LA SOLUZIONE?
ATTENZIONE
di sicuro questa procedura può essere modificata in
modo tale da gestire tutti i casi citati
Questo però richiederebbe la definizione di molti
casi speciali
i casi speciali sono l’anticamera preferita dei bug!

64.
4. POSSIAMO IMPLEMENTARE
LA SOLUZIONE?
Come trovare una soluzione più semplice?
Gli umani odiano fare compiti ripetitivi, quindi cercano
di ridurre le azioni. I computer invece no: è meglio fare
tante azioni semplici che poche complesse (si riduce la
probabilità di sbagliare, ed è più facile da capire)
Allora perché bisogna passare da questa fase? Perché
ci aiuta a capire meglio il problema, e ad individuare le
criticità

65.
4. POSSIAMO IMPLEMENTARE
LA SOLUZIONE?
Procedura semplice e meccanica (e noiosa):
1. prendere un calendario
2. cercare la data di inizio
3. contare i giorni uno per uno fino alla data finale (156)
Pseudo-codice:
days = 0
while date1 before date2:
days +=1
date1 advance to next day

66.
5. CON COSA INIZIAMO?
Adesso siamo pronti a scrivere il codice. Cosa
scriviamo per prima?
a. daysBetweenDates
b. nextDay
c. isLeapYear
d. daysInMonth
Risposta giusta: b, anche c

67.
5. CON COSA INIZIAMO?
Input: data Output: la data del giorno successivo
Non implementiamo la versione completa e
definitiva, ma solo una prima versione semplificata,
dove assumiamo che ogni mese abbia 30 giorni
Dopo averla scritta la testiamo su alcuni casi
d’esempio

68.
BUONE NOTIZIE:
STIAMO FACENDO PROGRESSI!
FARE PROGRESSI = SCRIVERE PICCOLI PEZZI
DI CODICE, TESTARLI, E SAPERE COSA FANNO.

69.
6. COSA SCRIVIAMO DOPO?
Abbiamo scritto la prima procedura, qual è il
prossimo passo?
a. Perfezioniamo la procedura appena scritta,
nextDay
b. Realizziamo una nuova procedura,
daysBetweenDates, cioè la procedura generale
Risposta giusta: b

70.
6. COSA SCRIVIAMO DOPO?
L’approccio giusto e’ quello di fare tanti piccoli passi
in una certa direzione, anche se non sono tutti
perfetti.
Questo serve per capire se siamo nella direzione
giusta, e per scrivere codice in maniera efficiente (=
evitare di scrivere cose che non servono, o di
scriverle male).

71.
6. COSA SCRIVIAMO DOPO?
daysBetweenDates ci permetterà di avere una stima
dell’output finale.
Non avremo il valore preciso, pero’ ci aiuta a definire
i punti cruciali dell’intera soluzione.
In questo caso ci serve una procedura intermedia,
dateIsBefore(date1,date2), per sapere se una data è
prima di un’altra.

72.
7. LA PARTE “DIFFICILE”
Adesso dobbiamo gestire le parti problematiche: i
mesi non sono tutti di 30 giorni, ed alcuni anni sono
bisestili.
La strategia che abbiamo seguito ci ha permesso di
fare notevoli progressi, affrontando solo task facili.
Abbiamo isolato gli elementi più difficili senza pero’
creare casi speciali.

73.
7. LA PARTE “DIFFICILE”
Per avere la soluzione corretta però prima o poi va
affrontata anche la parte difficile.
La cosa importante è affrontare la parte difficile solo
quando si è sicuri che abbia senso farlo, e solo
quando si hanno le idee più chiare su come farlo
(nell’economia dell’intero codice).

74.
7. LA PARTE “DIFFICILE”
Come concludere in 3 fasi (8 passi):
1. (1) creare una “dummy” daysInMonth, che restituisce
sempre 30 (2) modificare nextDay per usare daysInMonth
(3) test (stessi risultati di prima).
2. (4) modificare daysInMonth, in modo che sia sempre
corretta, tranne che per gli anni bisestili (5) test (i risultati
sono corretti per tutte le date che non contengono anni
bisestili).
3. (6) creare isLeapYear (7) test isLeapYear (8) finalizzare
l’intero codice e testare.

75.
CORE DELLA STRATEGIA DI
CODING
Core: Scrivere piccoli pezzi di codice e testarli mano a
mano che si scrivono.
Altrimenti:
• Non solo il codice finale avrà molti più bug, ma sarà
anche difficile trovarli
• L’azione di debug sarà complessa ed anche il
mantenimento del codice sarà più lungo e difficoltoso

76.
GUIDA AL PROBLEM SOLVING:
5 PASSI 2 NOTE
Nota 1: don’t panic!
1. Quali sono gli input?
2. Quali sono gli output?
3. Analizzare alcuni esempi a mano
4. Identificare una soluzione meccanica semplice
5. Sviluppare il codice in modo incrementale, testando
ogni passo
Nota 2: Non ottimizzare il codice prematuramente

77.
AGENDA
1. Problem solving?
Cos’è, come funziona e come NON funziona
2. Strategie e strumenti
Panoramica sulle tecniche ed i tools più interessanti
3. Un esempio concreto
Codice per calcolare la distanza in giorni

78.
ADESSO TOCCA A VOI
Per gli sviluppatori: provate a risolvere sul serio il
problema della data.
Per i designer: provate a trovare un vostro esempio
concreto simile a questo.
Quando vi trovate di fronte ad un problema, d’ora in
poi razionalizzate la vostra reazione.

79.
REFERENCES
[1] wikipedia: it.wikipedia.org/wiki/Problem_solving
[2] udacity course: intro to computer science:
www.udacity.com/course/cs101
Contacts:
email: luca.naso@gmail.com
Linkedin: Luca Naso it.linkedin.com/in/lucanaso