Codice insegnamento

4S02751

Crediti

12

Coordinatore

Ugo Solitro

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

INF/01 - INFORMATICA

Corsi Singoli

Autorizzato

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

L'insegnamento si propone fornire gli strumenti fondamentali per analizzare e risolvere problemi attraverso l'utilizzo di strumenti computazionali e, in particolare, lo sviluppo di programmi. Scopo del corso è l'apprendimento dei principi fondamentali della programmazione imperativa e ad oggetti, dei linguaggi di programmazione e l'acquisizione delle seguenti competenze: - comprensione e analisi dei problemi, la loro descrizione rigorosa per mezzo del linguaggio matematico e la definizione delle specifiche delle eventuali soluzioni; - progettazione delle soluzioni e confronto di possibili soluzioni secondo diverse metodologie; - codifica delle soluzioni per mezzo di linguaggi di programmazione sia imperativi che orientati agli oggetti; - sviluppo di soluzioni articolate per problemi di piccole e medie dimensioni per mezzo di opportuni ambienti software; - valutazione degli algoritmi, sia in termini di efficienza che di correttezza.

Prerequisiti e nozioni di base

Conoscenze e competenze matematiche e scientifiche della formazione fornita dalla scuola secondaria superiore.
In particolare:

- Insiemi, funzioni, relazioni e grafici
- Insiemi numerici e loro proprietà fondamentali.
- Geometria piana e rappresentazione cartesiana di elementi geometrici.
- Rappresentazione di dati, relazioni e funzioni.

Programma

INTRODUZIONE: aspetti generali.

- Problemi e soluzioni: caratterizzazione matematica, analisi di problemi descritti in linguaggio naturale e loro descrizione rigorosa nel linguaggio della matematica, specifica della soluzione.
- Modelli di computazione: modelli informali, macchina astratta, nozione di algoritmo.
- Linguaggi: introduzione ai linguaggi formali, compilatore e interprete.
- Linguaggi di programmazione: introduzione al linguaggio Java.

PARTE I - Problemi, algoritmi e programmi.

- Principi di programmazione strutturata: costanti, variabili, espressioni; istruzioni fondamentali: assegnamento, composizione sequenziale, condizionale e iterazione, raggruppamento; struttura di un semplice programma.
- I tipi di dati. Nozione generale di tipo; rappresentazione dei dati; caratterizzazione dei tipi di dati; tipi di dati astratti.
- I tipi di dati primitivi: caratteristiche, uso e problemi; tipi di dati numerici e non; tipi enumerativi.
- Tipi di dati strutturati: array (e record), file, puntatori, stringhe, definizione di tipo.
- I sotto-programmi: funzioni, procedure e metodi; struttura di un sottoprogramma; passaggio dei parametri; regole di località e di visibilità; ricorsione.
- Introduzione agli oggetti (in Java): oggetti e classi; componenti di classe e di istanza; costruttori, campi e metodi; modificatori principali.
- Strutture dati avanzate: rappresentazione di sequenze, vettori, matrici. caratterizzazione induttiva di tipi; definizione ricorsiva di strutture dati; realizzazione concreta in Java.
- Introduzione alla programmazione ad oggetti avanzata: estensione di classi; ereditarietà e polimorfismo; interfacce e classi astratte (introduzione).

PARTE II - Analisi degli algoritmi.

- Correttezza degli algoritmi: terminazione; proprietà logiche; correttezza parziale e totale rispetto alle specifiche.
- Efficienza degli algoritmi. Introduzione alla valutazione dell'efficienza degli algoritmi: prestazioni e complessità. Elementi di complessità: misure di tempo e spazio; costo computazionale in tempo e spazio; stime asintotiche del costo computazionale; caso peggiore e caso medio; costo ammortizzato.
- Casi di studio rilevanti Sequenze statiche e dinamiche: definizione astratta; implementazione; operazioni di base; Algoritmi di ricerca, ordinamento, concatenazione e fusione.
- Sequenze, Matrici e Vettori: implementazione, operazioni e algoritmi.
- Liste: definizione astratta e implementazione; operazioni di base; introduzione a Pile e Code.
- Alberi (introduzione): definizione astratta di alberi binari e implementazione; operazioni di base; alberi bilanciati e di ricerca.
- Cenni alla rappresentazione di grafi: definizione matematica; implementazione elementare.

LABORATORIO

Nel corso delle attività pratiche che si svolgono in Laboratorio vengono introdotte tutte le tecniche necessarie per applicare gli argomenti sviluppati nelle lezioni di teoria mediante l’utilizzo di linguaggi di programmazione. Si introducono i principi della programmazione imperativa.

Obiettivo primario dell’attività di Laboratorio è la costruzione della soluzione di un problema attraverso l’utilizzo di uno specifico linguaggio di programmazione. Si affrontano i passaggi che a partire dalla descrizione informale del problema conducono alla sua risoluzione attraverso la caratterizzazione del problema, la progettazione della soluzione e la sua codifica.
Particolare attenzione è dedicata all’uso di metodi e tecniche che consentono di migliorare la leggibilità, la manutenibilità e il riutilizzo del codice.

Bibliografia

Modalità didattiche

L’insegnamento consiste in lezioni ed esercitazioni in aula e in laboratorio con l’eventuale utilizzo di un calcolatore. Saranno inoltre assegnate attività da svolgere autonomamente fuori dell’orario delle lezioni.

Eventuali risorse aggiuntive sono rese disponibili nell’area riservata dell’insegnamento.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame è suddiviso in tre parti:

- prova scritta: domande ed esercizi;
- prova pratica: sviluppo di un progetto di laboratorio;
- colloquio finale: discussione degli elaborati e domande sul programma svolto durante le lezioni.

Le prove scritta e pratica possono essere sostituite in tutto o in parte dal superamento delle prove in itinere.

Criteri di valutazione

Le prove d’esame hanno lo scopo di verificare:
- la conoscenza generale dei costrutti fondamentali della programmazione imperativa e orientata agli oggetti;
- la capacità di utilizzare efficacemente e correttamente un linguaggio di programmazione;
- la capacità di gestire il processo di risoluzione di problemi: descrizione e caratterizzazione rigorosa di problemi, progettazione della rappresentazione dei dati, progettazione e sviluppo del codice risolutivo, analisi dell’efficienza e della correttezza della soluzione.

Criteri di composizione del voto finale

Il voto finale è ottenuto come media delle valutazioni delle tre prove previste: scritta, pratica e orale.

Nota importante. Per superare l’esame finale è necessario ottenere una valutazione positiva - almeno il 60% del punteggio - in ognuna delle tre prove indicate.

Lingua dell'esame

Italiano