Programmazione (Informatica)

Indice

1. Avvisi
2. Orario
3. Appelli
4. Compitini
5. Programma del corso
   1. Libri di testo consigliati
   2. Altro materiale didattico
   3. README per le prove di laboratorio
   4. Obiettivi didattici
   5. Contenuti del corso
6. Modalità d'esame
7. Studenti di anni accademici precedenti
8. Ricevimento studenti

Avvisi

• Testi, soluzioni ed esiti dello scritto di settembre. Sono disponibili i testi, le soluzioni e gli esiti della prova di scritta. Gli studenti con l'indicazione Orale obbligatorio sono convocati il 24/09 alle ore 10:00 nel mio ufficio (via Celoria 18, V piano). Gli studenti con l'indicazione Orale facoltativo che intendano sostenere l'orale sono pregati di scrivermi entro il 21/09. Tutti gli altri non devono fare niente, procederò direttamente alla verbalizzazione elettronica.
• Pacchetto esami. È disponibile il sorgente del pacchetto esami e dei test relativi.
• Fiocco di Koch. È disponibile il sorgente del programma che disegna il fiocco di Koch.

Orario

Le lezioni si svolgeranno con il seguente orario:

• Teoria:
  • lunedì ore 8:30-10:30, Aula 405 (via Celoria 20)
  • mercoledì ore 8:30-10:30, Aula Magna "Alberto Bertoni" (via Celoria 18)
  • venerdì ore 8:30-10:30, Aula Magna "Alberto Bertoni" (via Celoria 18)
• Laboratorio: TBA
  • Turno A, cognome A→E (prof. Morpurgo): martedì ore 13:30-17:30, aula 1008 (via Celoria)
  • Turno B, cognome F→O (prof. Trentini): lunedì ore 13:30-17:30, aula 1002 (via Celoria)
  • Turno C, cognome P→Z (prof. Capra): martedì ore 13:30-17:30, aula 1002 (via Celoria)

Gli studenti sono divisi in tre turni di laboratorio in base alle prime lettere del cognome. È possibile cambiare turno di laboratorio mediante scambio diretto con uno studente di turno diverso. I cambi di turno vanno segnalati via mail ai relativi docenti di laboratorio di riferimento nelle prime settimane di corso. Per sostenere l'esame, coloro che hanno cambiato turno, oltre a iscriversi al SIFA, devono mandare una mail al docente per ricordargli che consegneranno con un turno non corrispondente al cognome perché hanno fatto scambio di turno.

Appelli

Il seguente elenco contiene le date presunte degli appelli. Le date saranno da ritenersi provvisorie, e verranno confermate con l'approssimarsi degli appelli stessi. Si noti che presso il SIFA sarà aperta di norma una sola iscrizione per ciascun appello (normalmente la dicitura riportata indicherà il laboratorio, perché si tratta di solito della prima prova che si terrà), e gli studenti che intendono partecipare all'appello devono iscriversi pena l'esclusione dall'esame.

	Laboratorio	Scritto	Orale	Esiti
Gennaio 2019	18/01	25/01	04/02	Esiti
Febbraio 2019	13/02	20/02	27/02	Esiti
Giugno 2019	12/06	19/06	26/06	Esiti
Luglio 2019	03/07	17/07	24/07	Esiti
Settembre 2019	13/09	18/09	24/09	Esiti

Compitino

La data del compitino è per il momento da ritenersi presunta.

Compitino Unico (23/11/2018)	Esercizi di preparazione	Testo e soluzioni	Esiti

Programma di massima del corso di Programmazione

Il corso di Programmazione è un corso di 12 crediti finalizzato all'insegnamento della programmazione. Trattandosi di un corso di base, non richiede alcuna conoscenza specifica pregressa; obiettivo del corso è formare gli studenti alla programmazione in senso tradizionale, mediante l'uso di un linguaggio imperativo; il linguaggio insegnato nel corso sarà Go.

Il corso si compone di due moduli, svolti in parallelo: questa pagina descrive solo il modulo di Programmazione (teoria), mentre il Laboratorio di programmazione è tenuto da tre diversi docenti in parallelo, e ciascuno ha una sua propria pagina web, cui vi preghiamo di fare riferimento per informazioni.

Libri di testo consigliati

I testo consigliati per il corso sono:

• Ivo Balbaert: The Way to Go: A Thorough Introduction to the Go Programming Language.
• Alan A. Donovan, Brian W. Kernighan: The Go Programming Language, Addison-Wesley.

Per la prima parte si farà riferimento a

• [FAP] "Dispense per la prima parte del corso di Fondamenti di Architetture e Programmazione" di Paolo Boldi.

Altro materiale didattico

Il sorgente del programma che disegna il fiocco di Koch: koch.go (richiede che installiate github.com/holizz/terrapin con il comando go get).

Il pacchetto esami (da mettere in $GO/src/esami), e i main di prova. Per i test:

• per eseguire i test del pacchetto: go test esami
• per eseguire i test del pacchetto con coperatura: go test esami -coverprofile=cov.out
• per analizzare la coperatura: go tool cover -html=cov.out

Obiettivi didattici

Il corso ha come scopo che lo studente acquisisca una serie di conoscenze, abilità e competenze, le principali delle quali sono:

• Conoscenze
  • K1. Conoscere i concetti fondamentali della programmazione imperativa strutturata
  • K2. Conoscere gli elementi principali della sintassi e della semantica del linguaggio di programmazione Go
• Abilità
  • A1. Riconoscere l'uso di un pattern all'interno di una porzione di codice
  • A2. Identificare porzioni di codice critiche in relazione ad un comportamento osservato
  • A3. Scegliere e applicare un opportuno pattern per automatizzare un compito semplice
  • A4. Tradurre in Go un semplice algoritmo descritto in linguaggio naturale
• Competenze
  • C1. Interpretare e descrivere il comportamento di un programma semplice quando viene eseguito [si basa su A1, A2]
  • C2. Comprendere che cosa fa un semplice programma e riconoscere come le varie parti di cui è composto contribuiscano al suo funzionamento [si basa su A1, A2]
  • C3. Stabilire le cause di un malfunzionamento e intervenire su un programma semplice per correggerlo/modificarlo [si basa su C1, C2, A1, A2]
  • C4. Ideare/impostare un programma per automatizzare un compito semplice [si basa su C1, C2, A2, A3]
  • C5. Scrivere e mettere a punto un programma per automatizzare un compito semplice [si basa su C1, C2, C3, C4, A4]

Nella valutazione intendo avvalermi dei seguenti indicatori (* significa che questo indicatore sarà valutato principalmente durante la prova di laboratorio):

• Per C1:
  • tracciare l'esecuzione di un semplice programma
  • rappresentare graficamente lo stato (memoria) di un programma in esecuzione
  • descrivere una porzione di codice
• Per C2:
  • identificare il ruolo delle variabili
  • prevedere l'output di un programma senza eseguirlo
  • individuare casi di test significativi
• Per C3:
  • rilevare un difetto in una porzione di codice
  • spiegare le cause di un malfunzionamento
  • correggere il difetto
• Per C4:
  • scrivere un programma o una funzione che realizzi un compito semplice
  • scrivere un programma o una funzione ricorsiva che realizzi un compito semplice
• Per C5:
  • scrivere un programma che supera senza errori la fase di compilazione (*)
  • scrivere programma che mostra il funzionamento corretto su casi di test significativi (*)
  • evitare duplicazione di codice
  • evitare codice convoluto
  • usare nomi significativi per i nomi di variabili, tipi e funzioni (leggibilità)
  • organizzare la struttura del programma usando funzioni (modularità)
  • usare solo la memoria necessaria

Contenuti del corso

Il programma di massima del corso è il seguente (TWG=The Way to Go):

1. Introduzione al corso; Architettura del calcolatore; Che cos'è; l'informatica; Linguaggi di programmazione (macchina, assembly, alto livello); Il calcolatore come macchina programmabile
2. La macchina di von Neumann. Informazione (bit, byte,...). Caricamento in RAM del programma, fetch-decode-execute. Architettura della CPU: ALU e CU. Un esempio di CPU con relativo linguaggio assembly
3. Ciclo di vita del software. Strumenti per la programmazione. Storia di go. Il primo programma in go [TWG4]. Il go tool. Compilazione. Esecuzione. Formattazione. Documentazione [TWG3]
4. Discussione degli aspetti lessicali e sintattici. Commenti [TWG4]. Struttura generale di un programma go: programma, pacchetti, sorgenti. La libreria standard. [TWG4]
5. Variabili: nome, tipo, valore, scope. Tipi. Classificazione dei tipi (tipi di base, tipi composti, interfacce). Dichiarazione, assegnamenti e assegnamenti multipli, short-assignment [TWG4]
6. I/O di base: fmt.Println, fmt.Print, fmt.Scan. Tipi di base numerici (int, float64). Espressioni numeriche. Conversioni. Variabili inutilizzate e blank variable [TWG4]
7. Selezione binaria (if). Il tipo bool e gli operatori booleani. Esercizi [TWG5]
8. Ancora sull'if: variabili locali all'if (locali ai blocchi; locali al costrutto). Esempi
9. Il ciclo (for): versione unaria, ternaria, zeraria. Esercizi [TWG5]
10. Esercizi con i cicli semplici. Istruzioni break e continue [TWG5]
11. Rappresentazione dell'informazione. Notazione posizionale. Rappresentazione degli interi negativi. Range di rappresentazione, overflow. Tipi interi a lunghezza fissa [Dispense, TWG4]
12. Esercizi con i cicli annidati.
13. Cenni alla rappresentazione dei reali: virgola fissa e mobile (standard IEEE 754). Cenni al tipo complex. I caratteri (ASCII, Unicode, UTF-8). Tipo rune [Dispense, TWG4, TWG5]
14. Tipo string: differenze fra raw e utf-8. Funzione len. Quarta forma del ciclo for (range).
15. Selezione multiaria (switch) [TWG5]
16. Funzioni: parametri, segnatura argomenti. Passaggio per valore. Valori restituiti. Valori restituiti con nome. [TWG6]
17. Esercizi. Pacchetto strconv e pacchetto strings [TWG]
18. Puntatori: operatori * e &. La funzione new [TWG4]
19. Type: alias e definizioni. Struct. Esercizi con puntatori e struct.
20. Array e slice. Inizializzatori. Applicazione dei for range. Funzione append [TWG7]
21. Esercizi. Subslicing. fmt.Printf. Argomenti da riga di comando.
22. Generazione numeri pseudo-casuali. Pacchetto math. Esercizi
23. Mappe. Applicazione dei for range. Conversione di string a []rune. Esercizi [TWG8]
24. Ricorsione. Stack di esecuzione [TWG6]
25. Esercizi sulla ricorsione
26. Grafica con il pacchetto github.com/holizz/terrapin. Esempio semplice. Frattali e curva di Koch
27. Pacchetti e struttura. Visibilità. Documentare un pacchetto [TWG9 (cenni)]
28. Esempio: un pacchetto per le liste concatenate semplici di stringhe
29. Argomenti avanzati: metodi e interfacce (cenni) [TWG10, TWG11]
30. I/O avanzato. File, istruzione defer [TWG6, TWG12]
31. Esercitazione: lettura di un file di testo con formato prestabilito, espressioni regolari, gestione degli errori di I/O e di parsing...
32. Testing unitario e funzionale (E2E) [TWG13]
33. Tipi funzione. L'esempio dell'integrazione numerica (metodo dei trapezoidi e metodo Monte-Carlo) [TWG6]
34. Il linguaggio C. Il gcc. Differenze sintattiche: punto-e-virgola, parentesi nelle strutture di controllo, dichiarazioni di variabili, tipi e funzioni. Differenze nelle strutture di controllo del flusso (switch, while, do-while). Uso di istruzioni semplici nelle strutture di controllo. Inclusione vs. importazione.
35. Assenza di stringhe, slice, mappe; uso dei char[] per le stringhe. Tipi elementari e dipendenza dal compilatore; uso di tipi specifici (stdint.h, bool.h). Cast impliciti. Definizione di macro. Funzioni di libreria. Parametri da riga di comando
36. Puntatori, aritmetica dei puntatori. Gestione della memoria: malloc, free

Modalità d'esame

Le modalità d'esame qui indicate sono da ritenersi al momento provvisorie.

1. Compitino: durante il corso si terrà un compitino (a novembre), cui possono partecipare tutti gli studenti; il compitino costituisce un bonus per ottenere un voto aumentato negli appelli di gennaio e febbraio 2019.
2. Struttura degli appelli: ogni appello prevede
   • una prova di programmazione individuale in laboratorio; la prova contiene un esercizio di filtro: gli studenti che non superino il filtro non saranno ulteriormente valutati;
   • una prova scritta;
   • a chi supera entrambe le prove viene proposto un voto (ottenuto come media dei voti delle due prove, eventualmente aumentata nel caso si usufruisca del bonus del compitino; il bonus, di al massimo due punti, è usufruibile solo negli appelli di gennaio e febbraio 2019);
   • gli studenti con voto proposto compreso fra 21 e 27, possono decidere se verbalizzare il voto proposto o rifiutarlo, sostenendo di nuovo l'esame in uno degli appelli successivi; gli studenti con voto proposto inferiore a 21 devono sostenere un esame orale per verificare le loro effettive competenze; gli studenti con voto superiore a 27 possono verbalizzare il voto proposto oppure sostenere un esame orale (finalizzato a migliorare il voto). Resta inteso che sostenendo l'orale lo studente può terminare con un voto superiore, uguale o inferiore a quello inizialmente proposto, oppure può addirittura essere considerato insufficiente.
   Le varie parti da cui l'esame è composto vanno necessariamente sostenute nello stesso appello, e in particolare chi pur avendone la possibilità decide di non presentarsi alle verbalizzazioni dovrà sostenere nuovamente l'esame.
3. Salto di appello: chi risulta gravemente insufficiente negli appelli di gennaio o giugno non potrà sostenere gli appelli di febbraio e luglio, rispettivamente. Si ritiene che siano gravemente insufficienti (e quindi passibili di salto d'appello):
   • Le persone iscritte all'appello che non si presentino alla prova di laboratorio; chi si fosse iscritto ma avesse deciso di non presentarsi può, per non incorrere nel salto d'appello, disiscriversi oppure (quando siano scaduti i termini per disiscriversi) mandare una e-mail al docente del turno di laboratorio almeno il giorno prima della prova.
   • Le persone che partecipano alla prova di laboratorio ma non superano l'esercizio filtro.
   • Le persone che pur superando l'esercizio filtro consegnino nella prova di laboratorio esercizi contenenti errori che evidenzino gravi lacune.
   • Non sono viceversa soggetti al salto d'appello gli studenti che, in qualunque momento della prova (di laboratorio o scritta), decidano di ritirarsi.
4. Iscrizione agli appelli: gli studenti che vogliano sostenere l'esame a un dato appello devono iscriversi al SIFA (tramite il @SIFA on-line, o recandosi presso gli appositi chioschi). Questo vale per tutti gli appelli, compresi quelli di gennaio e febbraio, anche per gli studenti che abbiano sostenuto con successo il compitino.

Studenti degli anni accademici precedenti

Gli studenti degli anni accademici precedenti al 2018/19 che non avessero ancora sostenuto l'esame saranno autorizzati a sostenere gli appelli (esercitazione, scritto e orale) in Java fino all'appello di luglio 2019 compreso: ciò significa che nella parte di laboratorio potranno usare Java (invece di Go) per risolvere gli esercizi, mentre allo scritto ci saranno due testi diversi (uno per gli studenti nuovi e uno per quelli vecchi). Da settembre 2019 l'esame sarà esclusivamente con il programma nuovo.

Ricevimento studenti

Il docente riceve nel suo studio di via Celoria 18 (quinto piano) su appuntamento. Un appuntamento può essere fissato a lezione, oppure inviando una e-mail al docente e attendendo una risposta di conferma.