Programmazione (Corsi unificati)

Indice

1. Avvisi
2. Orario
3. Link per seguire le lezioni da remoto
4. Appelli
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. Note di lezione
6. Modalità d'esame
7. Ricevimento studenti

Avvisi

Convocazione per gli orali dell'appello di settembre. Sono pubblicati gli esiti dell'appello di settembre, e il corrispondente calendario degli orali.
• Esiti e orali di luglio. Ho pubblicato gli esiti e il calendario degli orali di luglio.
• Convocazione per l'appello di luglio Gli studenti sono convocati domani 5/7 alle ore 8:30 davanti all'ingresso di via Celoria 18. Solo gli studenti regolarmente iscritti e con cognome A→D saranno ammessi.
• Orali di giugno. Gli orali dell'appello di giugno si svolgeranno a partire dal 20/06. Pubblicheremo l'elenco degli ammessi e il calendario degli orali nella giornata del 16/06, in questa pagina.
• Prova di laboratorio di giugno. La prova di laboratorio si svolgerà lunedì 13/06. Gli studenti sono convocati alle ore 8:30 davanti all'ingresso di via Celoria 18. Solo gli studenti regolarmente iscritti e con cognome A → D saranno ammessi.
• Iscrizione agli appelli. Ho aggiunto una indicazione sull'iscrizione agli appelli: per tutti gli appelli del 2022, gli studenti (sia le matricole che gli altri) devono seguire la divisione per cognome di quest'anno, indipendentemente da quale sia il docente con cui hanno seguito il corso. Quindi, ad esempio, si iscrivono ai miei appelli solo le persone con cognome da A a D.

Orario

Le lezioni si svolgeranno con il seguente orario:

• Teoria (A → D):
  • martedì ore 8:30-10:30, aula Magna «Alberto Bertoni» (via Celoria 18)
  • mercoledì ore 8:30-10:30, aula Magna «Alberto Bertoni» (via Celoria 18)
  • venerdì ore 8:30-10:30, aula G24 (via Golgi 19)
• Laboratorio (per seguire i laboratori in streaming usare questo link):
  • Turno A (A → Cap), prof. Morpurgo: giovedì ore 13:30-17:30, aula Gamma (via Celoria 18)
  • Turno B (Car → D), prof. Trentini: giovedì ore 13:30-17:30, aula Delta (via Celoria 18)

Non è possibile cambiare turno di laboratorio.

Link per seguire le lezioni da remoto

Gli studenti che devono seguire da le lezioni di teoria da remoto sono pregati di autenticarsi usando il loro account Teams d'Ateneo e di collegarsi a questo link. Ricordiamo che lo scopo della trasmissione in streaming è di favorire "[...] la partecipazione degli studenti con particolari fragilità o che risultino immunodepressi, degli studenti non ancora in possesso della certificazione verde covid-19 nonché degli studenti internazionali che in presenza di limitazioni agli spostamenti determinati dall'emergenza epidemiologica tuttora in corso sarebbero impossibilitati a garantire la presenza in aula" (Decreto rettorale sulla didattica del 23 agosto). In tutti gli altri casi, è fortemente consigliata la presenza in aula, a meno che non ci siano più posti disponibili.

Esclusivamente per aiutare gli studenti non ancora immatricolati o in corso di trasferimento, fornirò per le prime lezioni dei link alla registrazione della stessa lezione nello scorso A/A:

• 28 Sep 2021
• 29 Sep 2021
• 01 Oct 2021
• 05 Oct 2021
• 01 Dec 2021

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. Per quanto riguarda gli orali le date definitive verranno rese note solo dopo l'esito del laboratorio, e in ogni caso gli orali dureranno tipicamente alcuni giorni. Si noti che presso il SIFA sarà aperta di norma una sola iscrizione per ciascun appello (normalmente la dicitura riportata indicherà il laboratorio), e gli studenti che intendono partecipare all'appello devono iscriversi pena l'esclusione dall'esame. ATTENZIONE! Per tutti gli appelli del 2022, gli studenti (sia le matricole che gli altri) devono seguire la divisione per cognome di quest'anno, indipendentemente da quale sia il docente con cui hanno seguito il corso. Quindi, ad esempio, si iscrivono ai miei appelli solo le persone con cognome da A a D.

	Laboratorio	Orale	Esiti
Gennaio 2022 (*)	11/01/2022	18/01/2022	Esiti
Gennaio 2022	20/01/2022	27/01/2022	Esiti
Febbraio 2022	07/02/2022	14/02/2022	Esiti
Giugno 2022	13/06/2022	16/06/2022	Esiti
Luglio 2022	05/07/2022	07/07/2022	Esiti
Settembre 2022	12/09/2022	19/09/2022	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: Programmare in go. Pearson, ISBN 8891909661.
• 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 orale obbligatoria (solo per chi ha superato la prova di laboratorio con votazione sufficiente).
     Le due 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 all'orale 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) o in via telematica, in ogni caso su appuntamento. Un appuntamento può essere fissato inviando una e-mail al docente e attendendo una risposta di conferma.

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