Programmazione con laboratorio (2018/2019)



Codice insegnamento
4S02751
Crediti
12
Coordinatore
Ugo Solitro
Settore disciplinare
INF/01 - INFORMATICA
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 9 II semestre, I semestre Ugo Solitro

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Esercitazioni 3 II semestre, I semestre Romeo Rizzi

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Obiettivi formativi

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.

Programma

CONTENUTI

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 e alle grammatiche BNF, compilatore e interprete.

Attività pratica.

Ambienti di sviluppo: cenni introduttivi al sistema operativo Linux; uso di terminale, editor e ambienti di sviluppo integrato.

Linguaggi di programmazione: introduzione elementare al Python; il 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 (semplice e binaria), ordinamento (insertion, selection, merge, quick sort), 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. Introduzione ai grafi: definizione matematica; implementazione elementare.

Pratica di Laboratorio.

- Apprendimento dei linguaggi di programmazione presentati nel corso attraverso esercizi pratici e sviluppo di progetti di piccole e medie dimensioni, anche attraverso attività collaborative.
- Esame di costrutti principali dei linguaggi studiati.
- Valutazione dei problemi legati allo sviluppo concreto delle soluzioni.

MODALITÀ DIDATTICHE

Le attività didattiche dell'insegnamento sono strutturate indicativamente secondo lo schema seguente:

- presentazione dell'argomento della lezione;
- analisi di problemi legati all'argomento e discussione delle possibili soluzioni;
- proposta di esercitazioni di difficoltà progressiva volti alla soluzione di un problema significativo e
- risoluzione collettiva di alcuni esercizi;
- risoluzione individuale e/o di gruppo degli altri con il supporto di tutor d'aula (quando disponibili)
- correzione collettiva o, quando possibile, individuale delle esercitazioni.
- eventuale discussione sintetica finale.

Le modalità didattiche possono variare in dipendenza dell'argomento e delle risorse disponibili.

(ultimo aggiornamento: 26/09/2018)

Modalità d'esame

L'esame finale consiste di norma di una prova scritto, una prova pratica e un colloquio orale finale.

Le prove scritta e pratica possono essere sostituite, anche parzialmente, con attività in itinere.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Teoria Bertossi, Alan e Montresor, Alberto Algoritmi e strutture di dati Città Studi Edizioni, De Agostini Scuola 2010 9788825173567
Teoria Walter Savitch Programmazione con Java (seconda edizione) (Edizione 2) Pearson 2013 9788871929613
Esercitazioni FISCHETTI M. Lezioni di Ricerca Operativa Edizioni Libreria Progetto Padova 1999 8887331049

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018