Informatica I (C.d.S. in Matematica e Matematica Informatico-Computazionale) A.A.2004/05

Argomenti trattati a Lezione

Lu.28/02/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 1. Introduzione al corso; rilevazione statistica mediante compilazione scheda informativa; concetto di algoritmo per calcolatore; schema di Von Neumann di un calcolatore: Input, CPU, Memoria, Output; area di memoria, indirizzo, nome logico per un'area, bit, word, tabella delle corrispondenze, prime operazioni elementari; pseudolinguaggio per descrivere un algoritmo; istruzione di assegnazione.
Gi.03/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 2. Istruzione di alternativa; espressioni miste (aritmetiche, relazionali e logiche); istruzioni di lettura e stampa; istruzioni di inizio e fine; problema esempio: progettazione dell'algoritmo in pseudolinguaggio e simulazione di esecuzione; proprieta' degli algoritmi.
Ve.04/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 3. Strutture fondamentali di controllo: alternativa, ciclo e sequenza; riformulato codice esempio; algoritmi ottimali in tempo e spazio; calcoli trattabili; assegnati alcuni semplici esercizi; fasi di risoluzione di un problema; problema esempio: il max fra tre numeri; organizzazione dati in memoria e riformulazione algoritmo.
Lu.07/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 4. Problema: quoziente intero della divisione N/D; 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; la procedura nel pseudolinguaggio usato; passaggio parametri per valore e per indirizzo.
Gi.10/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 5. Il passaggio parametri nei linguaggi Pascal, Fortran e C; esempi di esecuzione nei tre casi citati; procedura max fra due numeri; procedura div e rem e loro utilizzo dal codice per l'MCD; strutture dati lista e tabella; allocazione statica della memoria.
Ve.11/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 6. Problema: minimo fra gli elementi di una lista; progettazione di una procedura e di un main; simulazione di esecuzione; stessa procedura min_lista con passaggio lista per indirizzo; problema: conversione di una intero positivo da base 10 a base B; progettazione di una procedura e di un main.
Lu.14/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 7. Sistema Operativo: Interprete Comandi; File System; Gestione delle periferiche; Gestione della Memoria; Gestione dei processi.
Me.16/03/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.17/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 8. Sistema Operativo: ancora sulla Gestione della Memoria (rilocazione); funzionamento del compilatore e del linker; schema della CPU (CU, ALU e registri) e architettura di un calcolatore (CPU, ROM, RAM, Bus Dati, Bus Indirizzi, Linee di Controllo, PIO, Dispositivi di I/O). Introduzione al linguaggio C: esempio di programma C e descrizione delle sue componenti principali (direttive, identificatore main, parte dichiarativa, parte esecutiva).
Lu.21/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 9. Introduzione al linguaggio C: ancora sul programma esempio (fine descrizione); comandi di compilazione e linking; comando di esecuzione; errori di compilazione, linking ed esecuzione; tipi di dati semplici predefiniti (int, char, float e double): occupazione di memoria e set delle operazioni ammissibili; conversioni implicite ed esplicite.
Me.23/03/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.24/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 10. Tipi strutturati: il costruttore array. Dichiarazione di array mono e multidimensionali (direttiva define e dichiarazione const); inizializzazione, gestione mediante operazioni sugli elementi (cicli while e for), array di caratteri con esempio di gestione; algoritmo di Eratostene per determinare i numeri primi minori di un assegnato numero naturale.
Me.30/03/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.31/03/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 11. typdef per dichiarazione "nuovi tipi", puntatore (operatore &), deferenziazione (operatore *), dichiarazione di "tipo puntatore", array e puntatori; problema: ordinare in senso crescente una lista di numeri; progettato l'algoritmo usando il metodo di selezione e steso il codice C relativo.
Lu.04/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 12. Ancora su array e puntatori; le procedure in C (funzioni): intestazione, parametri formali, valore di ritorno, corpo, ecc.; chiamata di funzioni, parametri attuali, ecc.; array come parametri di una funzione; esempi di funzioni e chiamate.
Me.06/04/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.07/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 13. Array multidimensionali e funzioni in C; semplice esempio di stampa matrice. Problema: fattorizzazione LU di una matrice per procedere alla soluzione di un sistema lineare; rivisitato l'algoritmo di Gauss con scambio delle righe e perno massimo; progettazione della fattorizzazione e separatamente della soluzione; scelta di memorizzare le matrici L_i di Gauss come colonne di A, le matrici di permutazione come un array degli scambi e la matrice U sempre in A; fase di soluzione in avanti sfruttando le informazioni memorizzate, ma senza ricostruire la matrice L della fattorizzazione PA=LU (il codice relativo in C e' scaricabile dal link alla pagina web del corso: archivio matfat.tgz).
Lu.11/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 14. Ripresa la fattorizzazione LU e commentate le funzioni decomp e solve presenti nell'archivio matfat.tgz. Compilazione di codice C su piu' file; dichiarazione e definizione di oggetti in C; prototipi di funzioni; file header ed in particolare matfat.h; dichiarazione extern; ambiente globale e locale; durata delle variabili; file const.h e direttive #ifndef #endif, #ifdef #endif.
Me.13/04/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.14/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 15. Riprese direttive al compilatore e introdotto -DDEBUG in compilazione; introduzione alle funzioni in graph_phun.c messe a disposizione per ottenere un output grafico con un programma C: funzioni InitGraph(); CreateWindow(); CloseGraph(); ecc.; compilazione e linking su piu' file con libreria grafica; finestra grafica (viewport), pixel, risoluzione e sistema di coordinate schermo; progettazione di algoritmi con rappresentazione grafica dei risultati (esempio: disegno di un poligono regolare).
Lu.18/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 16. Ancora su disegno di un poligono regolare: algoritmo per determinazione vertici, trasformazione window-viewport; problema: grafico di una funzione; discretizzazione in puntir, determinazione window, mapping window-vieport con conservazione del rapporto rapporto width/height. 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.
Me.20/04/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.21/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 17. 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 fra cui lista linkata. Problema: valutazione di un polinomio nella base di Bernstein. richiamata definizione in [a,b] e cambio di variabile in [0,1]; formula ricorrente sui polinomi base di gradi inferiore e formula ricorrente sui coefficienti (algoritmo di de Csteljau); stesura codice in C che implementa l'algoritmo di de Casteljau. Messo a disposizione archvio 270405.tgz con funzione CurveLoad.c di caricamento dati da file e file dati di esempio.
Me.27/04/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.28/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 18. Ripreso codice C che implementa l'algoritmo di de Casteljau; versioni in cui la struttura e' passata per indirizzo e per valore; copia e confronto di strutture; complessita' computazionale dell'algoritmo di de Casteljau; derivata di un polinomio nella base di Bernstein; curva di Bezier; esaminato esercizio n.6 su CurveLoad; proposto di realizzare valutazione di un polinomio mediante formula ricorrente sui polinomi di Bernstein. Allocazione dinamica della memoria: funzioni malloc, free e realloc; esempi; memoria divisa in stack (LIFO) e heap e codice di esempio; rischi dell'allocazione dinamica: garbage collection e dangling reference.
Lu.02/05/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 19. Introduzione alle funzioni in draw_3d_geom.c messe a disposizione per ottenere la visualizzazione e interazione di mesh 3D: funzioni InitGraph(); alloc_mesh(); Draw3Dgeom(); free_mesh(); CloseGraph(); struttura PSP (Punti Segmenti e Poligoni) per la rappresentazione di una qualunque geometria 3D mediante mesh; programma esempio draw_fun.c per la rappresentazione grafica di una funzione z=f(x,y): costruzione della mesh e utilizzo della libreria grafica messa a disposizione. Comando make e file Makefile; grafo delle dipendenze; costruzione di un Makefile; sintassi; target; macro. Makefile di compilazione e linking di un file main (cube.c) che usa l'ambiente di visualizzazione 3D messo a disposizione.
Me.03/04/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.04/04/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 20. Dettagli su strutture di controllo (for, do while, operatori ? e :, switch, break); introduzione alle funzioni in draw_image.c messe a disposizione per la visualizzazione di immagini: funzioni InitGraph(); LoadImage(); BlackImage(); CreateWindow(); PutImage(); CloseWindow(); CloseGraph(); funzioni della libreria X, XGetPixel() e XPutPixel(). Informazione colore e componenti RGB; esaminato codice main di esempio rgb2gray.c per la conversione di una immagine a colori in livelli di grigio. Esaminati brevemente gli esercizi sulla elaborazione delle immagini proposti.
Lu.09/05/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 21. Ricorsivita': esempi di funzioni ricorsive; gestione della ricorsione; esempio del fattoriale di un numero; esempio del determinante di una matrice con Laplace; permutazioni di n elementi; determinante secondo Leibniz; algoritmo di ordinamento quick-sort (implementazione ricorsiva in C di Sedgewick).
Me.11/05/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
Gi.12/05/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 22. Ancora sull'algoritmo quick-sort (implementazione ricorsiva in C); implementazione non ricorsiva di una funzione ricorsiva: gestione di uno stack; esempio su algoritmo quick-sort (implementazione non ricorsiva in C); ricerca binaria in una lista ordinata. Alcuni chiarimenti: *p od anche p[0]; **p od anche *p[0] od anche p[0][0]; allocazione "dinamica" di un'array in una funzione.
Lu.16/05/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 23. Ricostruzione di Funzioni: metodo dei minimi quadrati (caso monovariato), minimi quadrati interpolanti un punto; minimi quadrati (caso bivariato), minimi quadrati variabili (MLS), scelta di funzioni peso per minimi quadrati variabili interpolanti (IMLS), regolarita'.
Me.18/05/05, ore 11.00-13.00, aula Tonelli, Lezione 24. Funzioni peso normalizzate; proprieta'; funzioni peso troncate (approccio locale); IMLS caso bivariato; metodo di Shepard modificato globale e locale; metodo di Shepard. Assegnato progetto "Ricostruzione di Funzioni" (vedi dispensa, testo, file dati messi a disposizione).
Me.18/05/05, ore 14.00-18.00, Laboratorio Linux
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