Informatica 2008/09

Informatica (C.d.S. in Matematica) A.A.2009/10
Calendario Lezioni e Argomenti trattati

Lu.22/02/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 1.
Introduzione al corso; form da scaricare, compilare e spedire; mappa concettuale del corso; concetto di algoritmo per calcolatore; esempio di algoritmo; Schema di Von Neumann di un calcolatore: Input, CPU, Memoria, Output; codifica binaria dell'informazione; sistema binario; codice ASCII.
Ma.23/02/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 2.
Area di memoria, indirizzo, nome logico per un'area, tabella delle corrispondenze; prime operazioni elementari; pseudolinguaggio per descrivere un algoritmo; istruzioni di assegnazione e sequenza. Istruzione di scelta (espressioni miste aritmetiche, relazionali e logiche), lettura/scrittura, inizio/fine. Problema esempio.
Gi.25/02/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 3.
Problema esempio: progettazione dell'algoritmo in pseudolinguaggio. Completato Problema esempio. Proprieta' degli algoritmi. Strutture fondamentali di controllo: alternativa, ciclo e sequenza; riformulato codice esempio; assegnati alcuni semplici esercizi (vedi Esercizi). Fasi di risoluzione di un problema.
Lu.01/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 4.
Problema: max fra tre numeri; organizzazione dati in memoria e riformulazione algoritmo. Problema: quoziente intero della divisione N/D (esercizio n.6 assegnato il 25/2); metodo delle sottrazioni successive e simulazione di esecuzione; tecnica delle scomposizioni successive; Problema: MCD di due interi non negativi; metodo di Euclide; algoritmo; simulazione di esecuzione; struttura di controllo procedura;
Ma.02/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 5.
La procedura nel pseudolinguaggio usato; passaggio parametri per valore e per indirizzo; simulazione del funzionamento. Il passaggio parametri nei linguaggi Pascal, Fortran e C; esempi di esecuzione nei tre casi citati; procedura max fra due numeri e considerazioni; procedura div e suo utilizzo per l'MCD; lasciato come esercizio di progettare la procedura rem, di riscrivere il main per l'MCD e di simularne l'esecuzione;
Gi.04/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 6.
Correzione dell'esercizio n.5 assegnato il 25/2. Strutture dati lista o vettore; allocazione statica della memoria. Problema: minimo fra gli elementi di una lista; progettazione di una procedura min_vect; lasciato come esercizio la scrittura di un main ela simulazione di esecuzione.
Lu.08/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 7.
Procedura min_vect con passaggio lista per valore e per indirizzo. Problema: conversione di un intero positivo da base 10 a base B; fasi di soluzioni; progettazione dell'algoritmo, simulazione. Strutture dati tabella o matrice; allocazione statica della memoria; lettura di una matrice per righe e colonne; memorizzazione per righe.
Ma.9/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 8.
Architettura di un calcolatore (vedi slide): Memoria centrale, CPU, interfacce di I/O, bus di sistema. Il Sistema Operativo (vedi slide): Interprete Comandi; File System; Gestione delle Periferiche; Gestione della Memoria; Gestione dei processi. Dettagli sulla Gestione dei Processi e della Mamoria.
Gi.11/03/10, ore 10:00-11:00, aula Tonelli Lezione 9.
Dettagli su gestione delle Periferiche e File System. Interprete dei comandi per SO Linux. Interfaccia grafica e interfaccia testuale, utilizzo della shell, comandi base per la gestione di file.
Ve 12/03/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: introduzione all'ambiente Linux.
Lu.15/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 10.
Introduzione al linguaggio C: esempio di programma C e descrizione delle sue componenti principali (direttive, identificatore main, parte dichiarativa, parte esecutiva); tipi di dati semplici predefiniti (int, char, float); strutture di controllo if e while; comandi di compilazione; comando di esecuzione. Compilatore e Linker: errori in compilazione, in linking, in esecuzione; opzioni di compilazione (gcc).
Ma.16/03/10, ore 09:00-11:00 Aula Tonelli Lezione 11.
Demo in aula di editing, compilazione ed esecuzione di un programma C; analizzati messaggi di errore in compilazione, linking ed esecuzione; ridirezione dell'input; utilizzo di funzioni della libreria matematica del C. Tipi di dati in C: i tipi int, char, float e double; allocazione di memoria, range dei valori, operazioni ammissibili. Sui numeri finiti (float e double): forma normalizzata, rappresentazione (segno, esponente, mantissa), insieme F(beta, t, lambda, omega), F nel caso float(4byte) e double(8byte)
Gi.18/03/10, ore 09:00-10:00, Aula Pincherle Lezione 12.
Conversione di un numero < 1 da base 10 a base B; rappresentazione in memoria di un numero reale: conversione in base 2, normalizzazione, memorizzazione segno, esponente per traslazione, mantissa (esempio); troncamento, arrotondamento, overflow, underflow; Std. IEEE-754 1985: Nan, inf, round to even, ecc. Esercizio: F(2,3,-1,2) estrarre i suoi elementi, cardinalita' e distribuzione sull'asse reale; Compatibilita' fra tipi in C: conversioni implicite ed esplicite (cast).
Ve 19/03/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: strutture di controllo.
Lu.22/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 13.
Soluzione esercizio su F(2,3,-1,2); troncamento e arrotondamento in formule; unita' di arrotondamento e sua caratterizzazione; errore di rappresentazione e precisione di calcolo. Tipi strutturati: il costruttore array; typedef per dichiarazione "nuovi tipi" (ridefinizione); dichiarazione di array mono e multidimensionali (direttiva define); gestione array mediante operazioni sugli elementi (cicli while e for); Codice C di esempio: minimo e massimo di una lista di valori e loro posizione nella lista.
Ma.23/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 14.
Problema: determinare i numeri primi minori di un numero assegnato (Crivello di Eratostene); Inizializzazione di array in linguaggio C; array di caratteri e libreria string.h; Problema: data una frase di parole separate da uno spazio, stamparle nello stesso ordine, ma con le lettere invertite.
Gi.25/03/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 15.
Puntatore (operatore &), deferenziazione (operatore *), il costruttore puntatore, equivalenza fra array e puntatori.
Ve 26/03/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: array e stringhe
Lu.29/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 16.
Le funzioni in C: intestazione, parametri formali, valore di ritorno, ecc.; chiamata di funzioni, parametri attuali, ecc.; esempi di funzioni e chiamate; Array monodimensionali come parametri di funzioni; esempio di funzione somma degli elementi di una lista.
Ma.30/03/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 17.
Problema: ordinare in senso crescente una lista di numeri; metodo selection sort e bubble sort. Array bidimensionali come parametri di funzioni; esempio di funzione stampa tabella; Problema: confronto fra stringhe per determinarne l'ordine alfabetico; realizzata funzione int str_cmp(char *s1, char *s2).
Gi.08/04/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 18.
Su strutture di controllo (for, do while, switch, break, operatori ? e :); ambiente globale e locale.
Ve 09/04/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: funzioni
Lu.12/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 19.
Ambito di visibilita' delle variabili; durata delle variabili; variabili statiche e automatiche; prototipo di funzioni; header file e funzioni della standard library; tipi e argomenti della funzione main. Esempi su puntatori.
Ma.13/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 20.
Costruttore struct: dichiarazione, dichiarazione con etichetta e typedef; inizializzazione e utilizzo di variabili struct (accesso ai suoi campi); puntatore a variabile struct, operatore "->" per accedere ai campi mediante puntatore; esempi di informazioni organizzate a struct: numeri complessi e polinomi. Gestione di file da programma C: puntatore alla struttura FILE, funzione fopen di apertura file, funzioni di lettura e scrittura, controllo e chiusura di un file. Alcuni esempi.
Gi.15/04/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 21.
Allocazione dinamica della memoria: funzioni malloc e free. esempi di informazioni organizzate a struct: lista linkata. esempi di informazioni organizzate a struct: libreria di funzioni per gestire numeri complessi;
Ve 16/04/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: strutture struct e I/O da file
Lu.19/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 22.
Organizzazione della memoria: stack (LIFO) e heap; rischi dell'allocazione dinamica: garbage collection e dangling reference; funzioni realloc e calloc; Esempi di allocazione dinamica: lista linkata, matrice; Programmazione C su piu' file: dichiarazione e definizione di oggetti; dichiarazione extern.
Ma.20/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 23.
File header, direttive #include, #ifndef #else #endif, #ifdef #endif, #define, macro. Commentati i file GCVec2dLib.c, GCVec2dLib.h, vect_ort.c nel'archivio arch5_230410.tgz. Comandi di compilazione di piu' file; Comando make e file Makefile; grafo delle dipendenze; costruzione di un Makefile; sintassi; target; macro. Makefile per la compilazione di un progetto esempio.
Gi.22/04/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 24.
Ancora su Makefile; visionato insieme un piccolo esempio di programma su piu' file; visionato insieme esercizio della tipologia 1 assegnato per il 23/04 "cerca parola".
Ve 23/04/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: allocazione dinamica, programmazione su piu' file (librerie) e Makefile
Lu.26/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 25.
Elaborazione Grafica: architettura per grafica interattiva; Frame Buffer, GPU, CRT; funzione draw_point(); gestione dell'interattivita' tramite programmazione event-driven. Sistema XWindow. Problema esempio: disegno di un segmento in coord. schermo (algoritmo di Linea Incrementale). Progettazione di algoritmi con rappresentazione grafica dei risultati; problema esempio: disegno di un poligono regolare in coord. floating point;
Ma.27/04/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 26.
Esempio: maxminarray.c, svolgimento esercizio Tipologia1; (ripasso puntatori e passaggio parametri)
Esempio: merge.c, svolgimento esercizio Tipologia3
Esempi di compilazione e analisi degli errori.
Gi.29/04/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli
La lezione non ci sara' per indisponibilita' del docente.
Ve 30/04/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI DI RECUPERO IN LABORATORIO: senza assistenza docente e tutor
Lu.03/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 27.
Ripreso problema esempio: disegno di un poligono regolare in coord. floating point (file polygonf.c); trasformazione window-viewport. Problema esempio: grafico di una funzione; discretizzazione in punti (tabulazione), determinazione window, mapping window-vieport con conservazione delle proporzioni, disegno (file draw_fun.c). Problema esempio: traslare, scalare e ruotare poligoni piani; punti in coord. omogenee e trasformazioni geometriche definite mediante matrici 3x3; trasformazioni complesse come composizione di trasformazioni elementari. Introduzione alla libreria SDL.
Ma.04/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 28.
Introduzione alla libreria SDL e alle funzioni della libreria GCGraLib messe a disposizione per fare grafica interattiva con programmazione C; visionati esercizi/programmi della Tipologia1 assegnati per l'esercitazione di Laboratorio del 7/05.
Gi.06/05/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli
La lezione non ci sara' per indisponibilita' del docente.
Ve 07/05/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: grafica 2d interattiva
Lu.10/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 29.
Strutture dati Stack/Pila e Queue/Coda. Ricorsivita' e funzioni ricorsive in linguaggio C (memoria stack). Esempio: fattoriale di un numero; Esercizio: MCD di due numeri; ricorsione: 1.regola base, 2.regola ricorsiva (2.1.dividi, 2.2.chiama, 2.3combina). Esempio: algoritmo di ordinamento ricorsivo (quick-sort); progettazione di una funzione ricorsiva "quicksort" e di una funzione "cardine".
Ma.11/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 30.
Progettazione non ricorsiva di una funzione ricorsiva mediante gestione di uno stack; esempio su algoritmo quicksort (implementazione non ricorsiva in C). Il backtracking: generazione di permutazioni; soluzione del problema delle torri degli scacchi su una scacchiera nxn sia ricorsivamente che non. Alberi generici: terminologia e definizioni; alberi binari: pieno, completo e heap;
Ma.11/05/10, ore 11:00-13:00, aula Tonelli
Esercitiamoci insieme.
Gi.13/05/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 31.
Memorizzazione di alberi binari completi con una lista; gestione di un heap (costruzione, inserimento, ordinamento, ricerca); esempio: ordinamento mediante heap (heapsort).
Ve 14/05/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: ricorsivita' e alberi binari
Lu.17/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 32.
Elementi di elaborazione di immagini: introduzione alle funzioni della libreria GCGraLib messe a disposizione per la visualizzazione di immagini. Programmi presenti in ambiente Linux: display e import. Visionato programma esempio rgb2gray.c per la conversione di una immagine a colori in livelli di grigio. Scala e rotazione di una immagine: trasformazioni di scala e rotazione; interpolazione componenti colore (nearest neighbor, bilinear interpolation e bicubic interpolation) (vedi slide graph03_0910.pdf).
Ma.18/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 33.
Introduzione al linguagio LaTex ed al suo utilizzo; esempi di sorgenti LaTex per la composizione di formule e immagini. (vedi slide latex0910.pdf)
Gi.20/05/10, ore 09:00-10:00, aula Tonelli Lezione 34.
Visita di un albero binario: inorder, preorder, postorder, DFS e BFS; generalizzazione ad alberi non binari.
Giochiamo insieme ad Othello/Reversi: visionato il programma KReversi. Introduzione al gioco Othello/Reversi, oggetto del progetto d'esame.
Ve 21/05/10, ore 09:00-14:00, Laboratorio Linux.
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: elaborazione di immagini e LaTex
Lu.24/05/10, ore 09:00-11:00, aula Tonelli Lezione 35.
Giochi a due finiti; definizioni e albero di gioco; algoritmo MinMax; funzione di valutazione per MinMax con profondità fissata; potatura alpha-beta dell'albero. Presentato e discusso il progetto d'esame (vedi file .pdf relativo).
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