1001000 - FONDAMENTI DI INFORMATICA F - O
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e comprensione
- conoscenza elementare dell'architettura del calcolatore
- conoscenza dei principi dell'informatica e della programmazione di tipo procedurale.
- conoscenza delle principali strutture dati e comprensione dei meccanismi di funzionamento
- conoscenza delle tecniche di ricerca e ordinamento
- conoscenza dei rudimenti di complessità computazionale
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- capacità di scrivere programmi in ANSI C per risolvere problemi utilizzando le strutture dati più importanti (pile, liste, code)
- capacità di analizzare il codice e correggere gli errori durante le fasi di sviluppo
- capacità di risolvere i problemi e di definire gli algoritmi risolutivi: “problem solving”
- capacità di utilizzare un ambiente di sviluppo (IDE)
Autonomia di giudizio
- lo studente è in grado di valutare l'algoritmo più adatto a risolvere un determinato problema
Abilità comunicative
- lo studente acquisisce la conoscenza del linguaggio informatico e della terminologia tecnica
Capacità di apprendimento:
- Essere in grado di apprendere nuovi linguaggi e paradigmi di programmazione
- Essere in grado di utilizzare le conoscenze e competenze apprese per affrontare in maniera metodologica problemi complessi
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso è organizzato in unità didattiche elementari (UDE) in base ai contenuti e alle capacità che si intende sviluppare.
Il corso prevede come metodo di insegnamento principale le lezioni frontali per acquisire le conoscenze teoriche di base e tutti gli elementi sintattici e lo svolgimento di esercitazioni, da svolgere anche in modo autonomo, proposte dal docente per acquisire la capacità di risolvere i problemi, applicare la conoscenza e utilizzare gli ambienti e le metodologie di sviluppo.
Il docente propone, inoltre, delle esercitazioni individuali che consistono nella soluzione di un problema che lo studente deve affrontare in autonomia che vengono successivamente corrette o discusse in classe.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
- Notazione esponenziale o scientifica dei numeri. Arrotondamento dei valori numerici.
- Numeri reali. Operazioni con numeri reali. Potenza ad esponente razionale e reale. Logaritmo di un numero reale positivo.
- Concetto di funzione.
- Vettori e Matrici: Operazioni con vettori e matrici.
Frequenza lezioni
La frequenza non è richiesta, seppure fortemente consigliata, per sostenere la prova di esame.
Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso per poter sostenere le prove in itinere. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza i requisiti per la partecipazione alle prove in itinere potranno essere modificati
Contenuti del corso
Modulo 1
- Elaborazione automatica dell'informazione e algoritmi - Algoritmi e programmi - Una notazione grafica per esprimere algoritmi - Linguaggi di programmazione - Il progetto di programmi
- Rappresentazione dell'informazione: *Sistemi numerici - Conversione fra sistemi numerici - *Sistema di numerazione binaria - *Operazioni tra numeri binari - *overflow e underflow - *Rappresentazione dei numeri interi - *Rappresentazione dei numeri con segno - *Rappresentazione in virgola fissa e virgola mobile - Codici e Rappresentazione dei Caratteri - *Algebra di Boole, *Funzioni logiche, *Espressione logiche, Applicazioni dell'algebra booleana
- Cenni della struttura di un elaboratore e sistema di elaborazione: Struttura di un elaboratore: memoria centrale, unità centrale, funzionamento dell'elaboratore.
- Cenni sui sistemi di elaborazione: software di base: Traduzione ed esecuzione dei programmi - ambiente di programmazione - Linguaggi di programmazione: linguaggi imperativi - Compilatori, Linker, Cenni sulla realizzazione di applicazioni: Preprocessore - Commenti - Librerie e file di intestazione
Modulo 2
- Elementi fondamentali del linguaggio C: *Sintassi del C - *Struttura di un programma C - *Compilazione di un programma - *Tipi di dato e rappresentazioni - *Tipi di dato principali -*Identificatori - *Variabili - *Modificatori di accesso - *Costanti - *Operatori - *Strutture di controllo - *Istruzione di selezione - *Istruzioni di Iterazione - *Istruzioni di salto - *Istruzioni di espressione - *Istruzione blocco
- Array, stringhe e puntatori: *Array monodimensionali - Puntatori ad array - *Array come argomento di una funzione - *Stringhe - Array di stringhe - *Array multidimensionali - *Variabili puntatore - *Operatori ed espressioni con puntatori - *Puntatori ad array - *Puntatori a funzioni
- Funzioni: *Regole di visibilità delle funzioni - *Argomenti delle funzioni - Argomenti di main - *Istruzione return - *Valori restituiti da una funzione - *Ricorsione - *Dichiarazioni e campo di azione degli identificatori - Tecniche di legame dei parametri - *effetti collaterali ed implementazione delle funzioni
- Strutture, unioni e tipi definiti dall'utente: *Strutture- Array di strutture - *Strutture come argomenti di funzioni - *Puntatori a strutture - *Array e strutture all'interno di altre strutture - Unione - Enumerazioni - *Sizeof - *Typedef
- I/O da console da file: *Lettura e scrittura di caratteri e stringhe da consolle - *I/O formattato da consolle - *Canali - *File
Modulo 3
- *Allocazione dinamica della memoria.
- Complessità Computazionale: Efficienza dei Programmi, le Notazioni O e W, Valutazione della Complessità di un Programma.
- Algoritmi di Ordinamento: *Classi di algoritmi di ordinamento - ordinamento per selezione (selection sort) - algoritmi per inserzioni (insertion sort) –algoritmi per scambio bubble sort, quick sort, merge sort.
- Tipi di dato astratto: *Liste, *Code, *Pile, Alberi binari, Alberi generali, Dizionari.
Gli argomenti segnati con (*) rappresentano le conoscenze minime.
Il corso è organizzato im 7 Unità Didattiche Elementari (UDE) il cui contenuto è descritto negli argomenti del corso.
| Unità Didattica Elementare | Durata (ore) |
| UDE 1 | 6 |
| UDE 2 | 12 |
| UDE 3 | 10 |
| UDE 4 | 10 |
| UDE 5 | 10 |
| UDE 6 | 8 |
| UDE 7 | 23 |
Testi di riferimento
- [BeGu] Bellini, Guidi. Linguaggio C. Guida alla programmazione. McGraw-Hill
- [Pel] Pellegrino Principe. C guida alla programmazione. Apogeo
- Materiale distribuito dal docente attraverso la piattaforma Studium.UniCT e/o la piattaforma Microsoft Teams
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
| 1 | UDE 1: Rappresentazione dei numeri interi e dei numeri reali. Algebra di boole, funzione ed espressioni logiche. | Appunti del docente [Pel] Capitolo 1, Appendice C [BeGu] Capitolo 1, 2, App. D, E |
| 2 | UDE 1: Cenni sui sistemi di elaborazione; Traduzione ed esecuzione dei programmi; Ambiente di Programmazione; Linguaggi di Programmazione; Operazioni tra numeri binari; Codifica dei caratteri. | Appunti del docente [Pel] Capitolo 1, Appendice C [BeGu] Capitolo 1, 2, App. D, E |
| 3 | UDE 2: Tipo di dato principale; Identificatori; Variabili; Modificatori di Accesso; Specificatori di classe di memorizzazione; Costanti; Operatori; Strutture di Controllo; Istruzioni di selezione, di iterazione, di salto, di espressione, di blocco | [Pel] Capitolo 2,4,5 [BeGu] Capitolo 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| 4 | UDE 2: Algoritmi e programmi; Uso di notazione grafica per esprimere algoritmi; Espressioni Complesse | [Pel] Capitolo 2,4,5 [BeGu] Capitolo 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| 5 | UDE 3: Array Monodimensionali; Puntatori; Puntatori ad array; Stringhe; Strutture e strutture nidificate; Array di strutture | [Pel] Capitolo 3,7,8,11 [BeGu] Capitolo 10, 13, 14, 16 |
| 6 | UDE 3: Puntatori a strutture; Unione; Enumerazione | [Pel] Capitolo 3,7,8,11 [BeGu] Capitolo 10, 13, 14, 16 |
| 7 | UDE 4:Lettura e scrittura di caratteri e stringhe; I/O formattato; Canali; File di testo; Esercizi sugli argomenti svolti nelle UDE 1,2,3,4 | [Pel] Capitolo 11 [BeGu] Capitolo 17, 19 |
| 8 | UDE 4: File binari | [Pel] Capitolo 11 [BeGu] Capitolo 17, 19 |
| 9 | UDE 5: Funzioni; Istruzione return; Passaggio di parametri; Allocazione dinamica della memoria | [Pel] Capitolo 6,9,10 [BeGu] Capitolo 11, 15 |
| 10 | UDE 5: Ricorsione e Record di Attivazione; Variabili locali, regole di visibilità e tempo di vita | [Pel] Capitolo 6,9,10 [BeGu] Capitolo 11, 15 |
| 11 | UDE 6: Algoritmi di ricerca e ordinamento in memoria interna: classi di algoritmi; Esempi di Algoritmi di ordinamento | Dispense del docente |
| 12 | UDE 6: Complessità computazionale; la notazione O e Omega grande; Cenni sulla valutazione della complessità di un programma | Dispense del docente |
| 13 | UDE 7: Strutture dati lineari: Liste, Pile, Code; Strutture dati annidate; Esercizi sugli argomenti svolti nelle UDE 5,6,7 | Dispense del docente |
| 14 | UDE 7: Strutture dati non lineari: Alberi, Hashmap | Dispense del docente |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Sono previste due prove in itinere o un esame finale che permettono il superamento dell'esame.
Le competenze minime richieste per il superamento dell'esame sono le seguenti:
Conoscenze:
-
Conoscenze elementari di paradigmi di programmazione
-
Conoscenza della sequenza completa di produzione di programmi eseguibili
-
Capacità di realizzazione di semplici conversioni decimali/binarie e viceversa
-
Capacità di utilizzo di funzioni ed espressione booleane
-
Comprensione delle differenti tipologie di algoritmi di ordinamento
-
Capacità di utilizzare le strutture dati elementari (pile, code e liste)
-
Capacità di risoluzione di problemi informatici tramite la decomposizione in funzioni elementari
-
Sintassi e semantica del Linguaggio ANSI-C:
Capacità
-
Capacità di risoluzione di problemi informatici elementari tramite l’utilizzo delle istruzioni di selezione ed iterazione
-
Capacità di risoluzione di problemi informatici che richiedono l’utilizzo di vettori monodimensionali
-
Capacità di utilizzo delle funzioni e dei parametri formali e dell’istruzione return
-
Capacità di gestione della memoria Heap, tramite semplici operazioni di allocazione dinamica di elementi e vettori
-
Capacità di utilizzo dei file di testo per rendere persistenti le informazioni.
-
Capacità di implementare semplici algoritmi di ordinamento utilizzando la memoria interna
-
Capacità di implementare ed utilizzare le strutture dati elementari (pile, code e liste)
I criteri adottati nella valutazione finale sono basati sulla pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, sulla qualità dei contenuti, sulla capacità di riportare esempi, e sulla proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva dello studente.
PROVE IN ITINERE
Sono previste due prove in itinere durante il corso.
Prima prova in itinere
La prima prova in itinere è costituita da un elaborato al calcolatore della durata da 30 a 60 minuti, che potrà svolgersi a distanza e/o in laboratorio, che prevede la capacità di sviluppo di un semplice programma in ANSI C (in accordo alle competenze erogate nelle Unità Didattiche 1,2,3,4).
Il superamento della prima prova in itinere permette l’accesso alla seconda prova in itinere.
L’accesso alla prima prova in itinere è subordinato alla frequenza alle lezioni, come descritto in “Frequenza lezioni”, ed alla presenza ad almeno una esercitazione in laboratorio, o, in alternativa a quest’ultima, alla consegna di due esercizi (homeworks), assegnati durante il primo semestre del corso, che dovranno essere svolti in autonomia.
Seconda prova in itinere
La seconda prova in itinere è costituita da una prova al calcolatore della durata da 60 a 90 minuti che potrà svolgersi a distanza e/o in laboratorio e da un colloquio orale. Non ci sono limiti al massimo voto ottenibile con le prove in itinere. La prova al calcolatore funge da ammissione alla prova orale.
Il colloquio orale, in presenza e/o a distanza, prevede una discussione sulle prove preliminari svolte e approfondimenti sull’intero programma.
L’accesso alla seconda prova in itinere è subordinato alla frequenza alle lezioni, come descritto in “Frequenza lezioni”, ed alla consegna di due ulteriori esercizi (homeworks) , assegnati durante il secondo semestre del corso, che dovranno essere svolti in autonomia.
PROVE DI FINE CORSO
La prova d'esame è composta da due prove preliminari al calcolatore e da una prova orale, che si potranno svolgere in presenza e/o a distanza. L’accesso alla prova orale è subordinato al superamento di ambedue le prove al calcolatore.
Prima prova preliminare
La prima prova preliminare (in analogia con la prima prova in itinere) è costituita da un elaborato al calcolatore, che potrà svolgersi a distanza e/o in laboratorio, della durata di 30 minuti che prevede la capacità di sviluppo di un semplice programma in ANSI C (in accordo alle competenze erogate nelle Unità Didattiche 1,2,3,4,5).
Seconda prova preliminare
La seconda prova preliminare è costituita da un elaborato al calcolatore della durata da 60 a 90 minuti (non è prevista valutazione numerica) che potrà svolgersi a distanza e/o in laboratorio.
Colloquio orale
Il colloquio orale prevede una discussione sulle prove preliminari svolte e approfondimenti sull’intero programma.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Esempi di domande ed esercizi sono disponibili sul portale Studium.UniCT di Ateneo e/o la piattaforma Microsoft Teams
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