Programmazione (Corsi unificati)

Indice

1. Avvisi
2. Orario
3. Appelli
4. 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. Note di lezione
5. Modalità d'esame
6. Ricevimento studenti

Avvisi

• Appello di settembre. Sono disponibili gli esiti e il calendario degli orali per l'appello di settembre.
• Istruzioni e modalità per l'esame di giugno/luglio. Pubblichiamo le istruzioni per gli esami di giugno e luglio. Gli studenti sono pregati di prenderne attenta e pronta visione.
• Esiti appello luglio. È disponibile l'esito della prova di laboratorio dell'appello di luglio, e la convocazione per gli orali.
• Informazioni importanti sugli appelli di giugno e luglio. A causa delle note restrizioni dovute all'emergenza sanitaria, stiamo provvedendo a modificare date e modalità d'esame. Pubblicherò qui tutte le modifiche non appena avremo i dettagli. Al momento, l'unico cambiamento rilevante sono le date delle prove di laboratorio:
  • giugno 2020: prova di laboratorio 18/6, ore 9:00
  • luglio 2020: prova di laboratorio 8/7, ore 9:00.
• IMPORTANTE: Iscrizione agli appelli per cognome. Dall'appello del 22/01, tutti gli studenti (indipendentemente dal loro anno di immatricolazione) si devono iscrivere agli esami di Programmazione sulla base dell'iniziale del loro cognome e non sulla base del loro corso di laurea o del docente con cui hanno eventualmente seguito il corso. Quindi si devono iscrivere al turno 1 (Boldi / Morpurgo / Trentini) tutti e soli gli studenti con le iniziali A→De. Notate che il SIFA vi permetterebbe di iscrivervi a qualsiasi turno; ciò nonostante non sarete ammessi in aula se l'iniziale non rientra nell'intervallo indicato. Eccezionalmente per l'appello del 22/01 abbiamo accettato anche altri studenti; ciò non accadrà più in futuro.

Orario

Le lezioni si svolgeranno con il seguente orario:

• Teoria (A→De):
  • lunedì ore 8:30-10:30, Aula V3 (via Venezian)
  • mercoledì ore 8:30-10:30, Aula 200 (via Celoria)
  • venerdì ore 8:30-10:30, Aula V3 (via Venezian)
• Laboratorio:
  • Turno A , cognome A→Cao (prof. Morpurgo): giovedì ore 13:30-17:30, aula 309 (via Celoria)
  • Turno B, cognome Cap→De (prof. Trentini): giovedì ore 13:30-17:30, aula Gamma (via Celoria)

Gli studenti sono divisi in due turni di laboratorio in base alle prime lettere del cognome.

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 2020 (*)	16/01	29/01	05/02	Esiti
Gennaio 2020	22/01	29/01	05/02	Esiti
Febbraio 2020	12/02	19/02	26/02	Esiti
Giugno 2020	17/06	24/06	07/07	Esiti
Luglio 2020	08/07	13/07	17/07	Esiti
Settembre 2020	14/09	21/09	25/09	Esiti

L'appello di Gennaio indicato con (*) è riservato agli studenti degli A/A precedenti.

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 sorgente del pacchetto per le parole palindrome e alcuni main di prova.
• 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 copertura: go test esami -coverprofile=cov.out
  • per analizzare la copertura: go tool cover -html=cov.out

  Oltre al Go Playground segnaliamo il compilatore online di repl.

  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

  Note di lezione

  Rendo pubblici gli appunti che ho scritto durante le lezioni. Queste note sono finalizzate solamente a consentire agli studenti frequentanti di completare i loro appunti; non hanno ovviamente alcun significato se estrapolati dal contesto della lezione.

  Modalità d'esame

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

  1. 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);
     • 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.
  2. 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.

  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.

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