Corso di Programmazione I (Edizione 3)

Descrizione generale del corso di Programmazione

Il corso di Programmazione è un corso di 12 crediti finalizzato all'insegnamento della programmazione degli elaboratori. Non richiede alcuna conoscenza pregressa.

Obiettivi:

• Interiorizzare l’aspetto metodologico della programmazione
• Imparare una tecnologia: il linguaggio di programmazione GO
• Sviluppare strategie e meccanismi di base per organizzare la complessita` dei programmi

Metodi:

• Lezioni di teoria
• Lezioni di laboratorio
• Impegno autonomo, coinvolgimento personale e di gruppo

Materiale:

• Ivo Balbaert “The Way to GO”
• A. Donovan, B. Kernighan “The GO programming language”
• Dispense ed esempi forniti durante il corso

Obiettivi didattici (dall'edizione 18/19 di P. Boldi)

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 intendiamo avvalerci 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 dettagliati del corso

Il programma di dettaglio del corso verrà pubblicato durante l'anno:

1. Introduzione al corso; Che cos'è l'informatica; Il calcolatore come macchina programmabile; Hardware, Programmi e Linguaggi di programmazione (esempi in diversi contesti)
2. La macchina di von Neumann; struttura di memoria e CPU; un esempio di CPU con relativo linguaggio assembly; fetch-decode-execute; linguaggi di programmazione e calcolatilità (esempio delle macchine RAM); il concetto di traduttore, compilatore ed interprete

Di seguito vengono riportati gli argomenti trattati nell' edizione 18/19 del corso (prof. Boldi). [TWG] = The Way to Go.

1. 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]
2. Discussione degli aspetti lessicali e sintattici. Commenti [TWG4]. Struttura generale di un programma go: programma, pacchetti, sorgenti. La libreria standard. [TWG4]
3. Variabili: nome, tipo, valore, scope. Tipi. Classificazione dei tipi (tipi di base, tipi composti, interfacce). Dichiarazione, assegnamenti e assegnamenti multipli, short-assignment [TWG4]
4. 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]
5. Selezione binaria (if). Il tipo bool e gli operatori booleani. Esercizi [TWG5]
6. Ancora sull'if: variabili locali all'if (locali ai blocchi; locali al costrutto). Esempi
7. Il ciclo (for): versione unaria, ternaria, zeraria. Esercizi [TWG5]
8. Esercizi con i cicli semplici. Istruzioni break e continue [TWG5]
9. Rappresentazione dell'informazione. Notazione posizionale. Rappresentazione degli interi negativi. Range di rappresentazione, overflow. Tipi interi a lunghezza fissa [Dispense, TWG4]
10. Esercizi con i cicli annidati.
11. 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]
12. Tipo string: differenze fra raw e utf-8. Funzione len. Quarta forma del ciclo for (range).
13. Selezione multiaria (switch) [TWG5]
14. Funzioni: parametri, segnatura argomenti. Passaggio per valore. Valori restituiti. Valori restituiti con nome. [TWG6]
15. Esercizi. Pacchetto strconv e pacchetto strings [TWG]
16. Puntatori: operatori * e &. La funzione new [TWG4]
17. Type: alias e definizioni. Struct. Esercizi con puntatori e struct.
18. Array e slice. Inizializzatori. Applicazione dei for range. Funzione append [TWG7]
19. Esercizi. Subslicing. fmt.Printf. Argomenti da riga di comando.
20. Generazione numeri pseudo-casuali. Pacchetto math. Esercizi
21. Mappe. Applicazione dei for range. Conversione di string a []rune. Esercizi [TWG8]
22. Ricorsione. Stack di esecuzione [TWG6]
23. Esercizi sulla ricorsione
24. Grafica con il pacchetto github.com/holizz/terrapin. Esempio semplice. Frattali e curva di Koch
25. Pacchetti e struttura. Visibilità. Documentare un pacchetto [TWG9 (cenni)]
26. Esempio: un pacchetto per le liste concatenate semplici di stringhe
27. Argomenti avanzati: metodi e interfacce (cenni) [TWG10, TWG11]
28. I/O avanzato. File, istruzione defer [TWG6, TWG12]
29. Esercitazione: lettura di un file di testo con formato prestabilito, espressioni regolari, gestione degli errori di I/O e di parsing...
30. Testing unitario e funzionale (E2E) [TWG13]
31. Tipi funzione. L'esempio dell'integrazione numerica (metodo dei trapezoidi e metodo Monte-Carlo) [TWG6]
32. 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.
33. 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
34. Puntatori, aritmetica dei puntatori. Gestione della memoria: malloc, free

Informazioni e Ricevimento

I momenti di ricevimento studenti (e in generale i colloqui informativi sul corso) vengono organizzati su appuntamento, nell'ufficio del docente (via Celoria 18, terzo piano). Per fissare un appuntamento, inviare una e-mail al docente e attendere una risposta di conferma.