Laurea in Informatica

Academic program

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Course
CYBER SECURITY 1
Course ID
MF0372
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BRINGHENTI Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Introduzione ai principi fondamentali di sicurezza delle reti e di crittografia, descrizione delle tecniche fondamentali, ed esempi di applicazioni e protocolli.
Introduction to the fundamental principles of network security and cryptography, description of fundamental techniques, and examples of applications and protocols.
Testi di riferimento/Textbooks
William Stallings, Cryptography and Network Security, quinta o sesta edizione, Pearson
William Stallings, Cryptography and Network Security, fifth or sixth edition, Pearson
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere i principi basilari della sicurezza informatica, le tecniche crittografiche fondamentali e i dispositivi essenziali per la protezione di una rete di calcolatori. Applicazione di conoscenza e comprensione: saper analizzare il problema proposto e proporre strumenti di analysi e protezione. Autonomia di giudizio: corretta percezione dei rischi di sicurezza e del modo in cui gli aspetti di sicurezza informatica si intrecciano con l'organizzazione di una rete. Abilità comunicative : acquisizione della terminologia tecnica specifica dell'area e capacità di discutere di aspetti di sicurezza, e di meccanismi di protezione. Inoltre lo studente migliorerà la propria padronanza della lingua inglese a livello tecnico informatico. Capacità di apprendere: avendo appreso i principi findamentali sarà in grado in futuro di apprezzare e valutare tecnologie e protocolli nuovi che si basano sugli stessi principi.
Knowledge and understanding: knowing the basic principles of IT security, fundamental cryptographic techniques and essential devices for the protection of a computer network.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza del funzionamento delle reti di calcolatori, programmazione in Java, nozioni base di utilizzo di Unix.
Knowledge of the functioning of computer networks, programming in Java, basic notions of using Unix.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni Frontali e Laboratori Didattici
Lectures and Didactic Laboratories
Altre informazioni/Further information
Possibilità di eseguire progetti
Ability to execute projects
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto
Written test
Programma esteso/Content
-Introduzione alla sicurezza. Vulnerabilità e requisiti di sicurezza. - Politica di sicurezza - Crittografia a chiave simmetrica. Sistemi di cifratura a blocchi e a flusso. Principi di confusione e diffusione. DES e 3DES, AES, RC4. Cifratura di messaggi lunghi. - Crittografia a chiave pubblica. RSA, Diffie-Hellman e DSA: uso, attacchi, protocolli e standard.Introduzione alla crittografia a curve ellittiche: ECDH ed ECDSA. - Confronto tra i sistemi di crittografia a chiave pubblica e a chiave simmetrica. Schema ibrido. Scambio di segreti e generazione di chiavi simmetriche. IES ed ECIES. - Funzioni di hash crittograficamente sicure. Collisioni. Struttura delle funzioni hash. Esempi di funzioni hash. - Message Authentication Codes. Confronto con le funzioni hash. HMAC. - Autenticazione di messaggi a chiave pubblica e non ripudiabilità. - Il tempo: nonce e timestamp. Sincronizzazione. - Certificati digitali. Autorità di certificazione e Registration Authority. Liste di revoca. Protocollo OCSP. - Schema Autentication Authorization Accounting (AAA). Autenticazione: paradigmi login/password, challenge/response e timestamp. - VPN. Cenni su IPsec, SSL/TLS, SSH. - Firewall. Architettura di un firewall. Principi fondamentali. Bastion Host. DMZ. - Filtri di pacchetti statici e dinamici. Access list. Proxy.
-Introduction to safety. Vulnerabilities and security requirements. - Security policy - Symmetric key encryption. Block and stream encryption systems. Principles of confusion and diffusion. DES and 3DES, AES, RC4. Encryption of long messages. - Public key encryption. RSA, Diffie-Hellman and DSA: use, attacks, protocols and standards. Introduction to elliptic curve cryptography: ECDH and ECDSA. - Comparison between public key and symmetric key cryptography systems. Hybrid scheme. Exchange of secrets and generation of symmetric keys. IES and ECIES. - Cryptographically secure hash functions. Collisions. Structure of hash functions. Examples of hash functions. - Message Authentication Codes. Comparison with hash functions. HMAC. - Authentication of public key messages and non-repudiation. - Time: nonce and timestamp. Synchronization. - Digital certificates. Certification Authority and Registration Authority. Revocation lists. OCSP protocol. - Authentication Authorization Accounting (AAA) scheme. Authentication: login / password, challenge / response and timestamp paradigms. - VPN. Notes on IPsec, SSL / TLS, SSH. - Firewall. Architecture of a firewall. Fundamental principles. Bastion Host. DMZ. - Static and dynamic packet filters. Access list. Proxy.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Descrivere i requisiti di sicurezza Descrivere i tipi di attacchi Spiegare le differenze tra la crittografia a chiave simmetrica e quella a chiave pubblica Spiegare cos'è un cifrario e saper distinguere tra le varie classi di cifrari Spiegare la funzione e i requisiti delle funzioni hash in crittografia Spiegare come si ottengono meccanismi per garantire l'integrità Spiegare le caratteristiche e il funzionamento della firma digitale Spiegare cosa sono i certificati digitali e illustrarne la funzione Spiegare i meccanismi per l'autenticazione (identificazione sicura) Spiegare i principi di sicurezza delle reti e illustrare gli strumenti che si utilizzano in questo ambito Analizzare i requisiti di sicurezza garantiti da un protocollo proposto Analizzare le funzionalità e i limiti di strumenti diversi come filtri di pacchetto a livello rete e proxy o filtri di pacchetti a livello applicativo
Describe the security requirements Describe the types of attacks Explain the differences between symmetric and public key cryptography Explain what a cipher is and be able to distinguish between the various classes of ciphers Explain the function and requirements of hash functions in cryptography Explain how mechanisms to ensure integrity are achieved Explain the characteristics and functioning of the digital signature Explain what digital certificates are and explain their function Explain the mechanisms for authentication (secure identification) Explain the principles of network security and explain the tools used in this area Analyze the security requirements guaranteed by a proposed protocol Analyze the functionality and limitations of different tools such as network-level packet filters and proxies or application-level packet filters
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Course
PROGETTAZIONE E IMPLEMENTAZIONE DI SISTEMI SOFTWARE IN RETE
Course ID
MF0243
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
LEONARDI GIORGIO
Teachers
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
- Architettura delle reti informatiche locali. - Architettura e progettazione delle applicazione di rete di tipo Event-Driven. - Fog-computing. Internet of Things - Sviluppo in laboratorio di una applicazione di rete Event-Driven.
- Local Area Network architectures - Architecture and Design of Event-Driven Applications - Fog-computing, Internet of Things - Design and implementation of a network application based on an Event-Driven architecture
Testi di riferimento/Textbooks
Autori: James F. Kurose, Keith W. Ross Titolo: RETI DI CALCOLATORI E INTERNET - Un approccio top-down Casa editrice: Addison Wesley (2005), ISBN 88-7192-225-5. Autori Chris Richardson Titolo: MICROSERVICES PATTERS, wth examples in Java. Casa editrice: Manning, Shelter Island.
Author: James F. Kurose, Keith W. Ross Title: RETI DI CALCOLATORI E INTERNET - Un approccio top-down Publisher: Addison Wesley (2005), ISBN 88-7192-225-5. Author: Chris Richardson Title: MICROSERVICES PATTERS, wth examples in Java. Publisher: Manning, Shelter Island.
Obiettivi formativi/Mission
Insegnare agli studenti a progettare un'applicazione di rete concepita secondo i moderni cirteri di progettazione: API-rest, micro-servizi, architettura event-driven.
To develop the capability of designing a network application based on the concept of distribuited micro-services.
Prerequisiti/Required background knowledge
Lo studente deve avere acquisito le nozioni base relative alle reti informatiche (corso di Reti -I), la progettazione del software (Ingegneria del Software e Programmazione ad oggetti) e della programmazione WEB.
The course assumes that the student have the fundamental notions in software engineering and in computer networks, thought in the courses of software engineering, object programming, Web Programming and Computer networks-I.
Metodi didattici/Teaching methods
l corso si avvale di: - Lezioni frontali (per un totale di 48 ore). - Fasi di lavoro guidato in laboratorio (per un totale di 24 ore). - Fasi di lavoro individuali
The course includes: Lectures (48 hours) Activity assisted by the teacher (24 hours). Individual activity self-organized by the student.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica dell'apprendimento di conoscenze e competenze si articola in due fasi: - Un esame scritto sulla parte del programma di teoria con domande ed esercizi. - Dimostrazione del funzionamento del progetto sviluppato con colloquio di gruppo che include la verifica delle competenze acquisite a livello individuale. Il voto finale viene tiene conto del risultato raggiunto in ciascuna fase di verifica. E’ necessario raggiungere la sufficienza su entrambi gli aspetti: teoria e progetto.
The assessment of the concepts and skills acquired by the student includes two steps: - A written test on the theory part of the program, including questions and exercises. - A demonstration of the working prototype developed by the teams, including an individual evaluation of the acquired skills. The final grade is established by taking into account the results reached in both verification steps. It is required a sufficient level of knowledge and skills on both aspects: theory and project work.
Programma esteso/Content
Il programma si ariticola in due moduli corredati di una fase di sviluppo guidato in laboratorio. Modulo 1: Datalink, Ethernet, ARP, switch. Introduzione alle reti wireless: trasmissione dei segnali via radio, wi-fi, bluetooth, ... Trasmissione multimediale su rete Internet. Applicazioni distribuite: comunicazione attraverso reti private e pubbliche. Message brokers. Mosquitto, RabbitMQ. API Rest: principi generali, scoperta degli URI, gestione delle versioni. Sicurezza e autenticazione: a. Autenticazione e sicurezza in Mosquitto. b. Autenticazione e sicurezza in RabbitMQ. OAuth 2.0: autenticazione, token, utilizzo del token. Modulo 2: Architetture a Microservices: server stateless. approccio RPC, approccio Event-driven. Architetture IoT+Microservices. Tecniche di progettazione: a. Domain driven Design, b. Event Sourcing Design. Accesso ai Servizi tramite Gateway REST. Laboratorio: Illustrazione progetti. Progettazione di Un gateway. Progettazione di un microservizio (DDD). Laboratorio: sviluppo di una applicazione distribuita seguendo lo schema proposto negli esempi forniti dal docente.
The program is structured into two methodological modules plus a laboratory module. Module 1: Datalink, Ethernet, ARP, switches. Wireless Networks: signial transmission techniques, wifi, Bluetooth, ZigBee. Multi-media communication on IP networks. Distributed application architecture: Communication through private and public networks, Message Brokers. Mosquitto, RabbitMQ. API-rest: principles, URI discovery, version handling. Authentication and Security: a. Mosquitto. b. RabbitMQ. c. OAuth2.0: Authentication, token generation and handling.Module 2: Micro-service architectures: Stateless servers, RPC based communication, Message broker based communication. IoT+Microservice architectures. Design Patterns: a. Domain driven design. b. Event Sourcing Design. server access from clients via REST Gatway. Distribuited synchronization in microservies. Architecture examples for Gateway, microservice. Project: Students are required to develop a network application following the design patterns provided in the examples provided by the the teacher.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Ci si attende che lo studente acquisisca la capacità di progettare e realizzare una applicazione di rete Event-Driven distribuita.
We expect that the student will acquire the capability of designing and implementing a distributed architecture following the stet of the art paradigms.
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Course
CYBER SECURITY 1
Course ID
MF0371
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
EGIDI Lavinia
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Introduzione ai principi fondamentali di sicurezza delle reti e di crittografia, descrizione delle tecniche fondamentali, ed esempi di  applicazioni e protocolli.
Introduction to the basic principles of network security and cryptography, description of the fundamental techniques, applications and protocols.
Testi di riferimento/Textbooks
William Stallings, Cryptography and Network Security, quinta o sesta edizione, Pearson oppure Maurizio Cinotti, Internet Security, terza edizione, Hoepli Informatica, ISBN 978-88-203-3895-4 (questo libro è fuori catalogo ma ancora valido sotto molti aspetti; è disponibile presso la biblioteca del Dipartimento) Del materiale aggiuntivo è fornito sul sito online del corso.
William Stallings, Cryptography and Network Security, fifth or sixth edition, Pearson or Maurizio Cinotti, Internet Security, third edition, Hoepli Informatica, ISBN 978-88-203-3895-4 (this book is no longer printed but still valid under many respects, and can be found in DiSIT's library) Additional material is provided on the course's online site.
Obiettivi formativi/Mission
Scopo dell'insegnamento è che gli studenti -sviluppino sensibilità sui rischi di sicurezza, sulla base di conoscenze di vulnerabilità e tipi di attacchi e di trasferire agli studenti -comprendano i principi della sicurezza informatica; -acquisiscano gli strumenti fondamentali per garantire requisiti di sicurezza.
The course's objective is to have students -develop a feeling on security risks, based on the knowledge of vulnerabilities and attack types; -learn the principles of information security; -acquire the fundamental tools for implementing security requirements.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza del funzionamento delle reti di calcolatori, programmazione in Java, nozioni base di utilizzo di Unix.
Knowledge of the principles of operation of computer networks, Java programming, basic notions of Unix usage
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è insegnato interamente in laboratorio. Ciascuna lezione è costituita da una presentazione degli argomenti nella quale gli aspetti tecnici vengono arricchiti da ampi riferimenti ad incidenti informatici recenti, seguita da attività pratica; gli studenti sono guidati nella realizzazione di attacchi informatici, per acquisire sensibilità riguardo alle vulnerabilità e per comprendere le caratteristiche e i limiti delle tecnologie e dei meccanismi di sicurezza presentati; sono seguiti nell'implementazione di software crittografico, e nella configurazione di sistemi di sicurezza per acquisire familiarità con gli strumenti software e il loro utilizzo. Gli argomenti trattati in ogni lezione insieme alle appropriate indicazioni bibliografiche e le indicazioni sull'attività pratica sono riportate sulla piattaforma DIR per permettere agli studenti che seguono il corso di rivedere o completare le attività proposte e di mantenersi al passo con il corso in caso perdano qualche lezione; inoltre questo permette agli studenti che non frequentano di svolgere autonomamente l'attività di laboratorio, e di seguire pur a distanza il corso delle lezioni. Inoltre sul DIR sono presenti documenti e link aggiuntivi a protocolli in uso, a notizie di cronaca sulla sicurezza informatica, ad organizzazioni che si occupano di sicurezza ecc, per stimolare la curiosità degli studenti e mantenerli aggiornati in un campo in veloce evoluzione. Poiché tale documentazione è per la maggior parte in inglese, lo studio sarà per lo studente uno strumento per migliorare la propria padronanza del linguaggio tecnico informatico in inglese. Infine gli studenti hanno a disposizione sul DIR un quiz di autovalutazione che ha lo scopo di incoraggiarli a ragionare in autonomia sugli argomenti presentati.
The course is entirely taught in lab. Each lesson begins with a presentation of the subject, during which technical aspects are enriched with references to recent security incidents. Hands on activity follows: students are guided in the realization of proof-of-concept security exploits, so that they acquire a feeling for vulnerabilities and understand the features and limits of security technologies and mechanisms; they are also guided in the implementation of cryptographic software, and in the configuration of security systems so that they acquire familiarity with software instruments and their use. Students can find on the DIR platform the subjects treated in each lesson, along with appropriate bibliographic references, and indications on the hands-on activity. This way students that attend the course can review or complete proposed activities and keep abreast of the course when they miss a class. This also enables non attending students to experiment on their own with the hands-on activity and to follow autonomously the class. Moreover on DIR students can find additional material such as (pointers to) documents about protocols, links to security news, and links to sites of organizations that work on security etc, in order to stimulate the curiosity of the students and to keep them up-to-date in a field that changes quickly. Since most of such material is written in English, preparing for the exam will give the students the possibility to practice the technical language of computer science. Finally on DIR, students have access to a self-evaluation quiz that aims at encouraging the students to reason about the subjects taught in class.
Altre informazioni/Further information
L'attività in laboratorio richiede una partecipazione attiva e individuale degli studenti e li induce a porsi dei quesiti (e spesso di conseguenza a porne al docente); in tal modo permette una regolare verifica del modo in cui gli argomenti vengono recepiti. L'attività in laboratorio è pensata come strumento didattico per facilitare la comprensione e lo sviluppo della necessaria sensibilità, non come mezzo per insegnare ad utilizzare strumenti di sicurezza . Però lo studente volenteroso trae dall'attività in laboratorio anche utili competenze pratiche.
Hands-on activity requires active participation of the students, and leads the latter to ask themselves questions (and, as a consequence, often to ask questions to the instructor); this way it allows a regular monitoring of the way the subject is being understood. The activity in lab is thought as a way to ease comprehension and to develop the necessary sensitivity, and not as a means to teach usage of security tools. Yet, the motivated students gains from such activity also useful practical skills.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale L'esame prevede un colloquio orale. Vengono poste tre domande allo studente (il numero di domande può variare ove necessario in base alle risposte, per verificare che gli obiettivi formativi siano stati raggiunti). Il colloquio si basa su due strumenti di verifica: la richiesta di descrizione di meccanismi o tecnologie presentate nel corso, al fine di verificare che lo studente abbia appreso i principi e i meccanismi fondamentali; la richiesta di discussione di semplici problemi di sicurezza o di variazioni di protocolli noti, per verificare che lo studente abbia acquisito la sensibilità ai rischi di sicurezza e una certa autonomia e senso critico nell'utilizzo degli strumenti appresi. La valutazione si basa sulla padronanza dimostrata dallo studente sugli argomenti insegnati durante il corso, sulla sua capacità di individuare rischi di sicurezza in semplici problemi e sull'autonomia di giudizio che rivela nel proporre soluzioni. La sufficienza si ottiene dimostrando la comprensione dei principi fondamentali.
Oral exam The exam is oral. Students must in general answer three questions (although the number of questions can vary depending on the quality of the answers, since the goal is to ascertain that the student has attained the formative objectives). The interview uses basically two tools: it is verified that the student has learned the basic principles, mechanisms and technology taught in class and has acquired the appropriate technical language, through a request to describe some of the subjects; in order to verify that the student has acquired a feeling for security risks along with autonomy and critical skills in the use of security tools, the student is submitted simple security problems or minimal variations of known protocols and is asked to discuss them. The evaluation is based on the competence shown by the students on the topics taught in class, on their skills in identifying security risks in simple problems and on their capability of judging the adequacy of solutions. The students can pass the exam if they show comprehension of the fundamental principles.
Programma esteso/Content
-Introduzione alla sicurezza. Vulnerabilità e requisiti di sicurezza. - Politica di sicurezza - Crittografia a chiave simmetrica. Sistemi di cifratura a blocchi e a flusso. Principi di confusione e diffusione. DES e 3DES, AES, RC4. Cifratura di messaggi lunghi. - Crittografia a chiave pubblica. RSA, Diffie-Hellman e DSA: uso, attacchi, protocolli e standard.Introduzione alla crittografia a curve ellittiche: ECDH ed ECDSA. - Confronto tra i sistemi di crittografia a chiave pubblica e a chiave simmetrica. Schema ibrido. Scambio di segreti e generazione di chiavi simmetriche. IES ed ECIES. - Funzioni di hash crittograficamente sicure. Collisioni. Struttura delle funzioni hash. Esempi di funzioni hash. - Message Authentication Codes. Confronto con le funzioni hash. HMAC. - Autenticazione di messaggi a chiave pubblica e non ripudiabilità. - Il tempo: nonce e timestamp. Sincronizzazione. - Certificati digitali. Autorità di certificazione e Registration Authority. Liste di revoca. Protocollo OCSP. - Schema Autentication Authorization Accounting (AAA). Autenticazione: paradigmi login/password, challenge/response e timestamp. - VPN. Cenni su IPsec. Come applicazione dei principi studiati: SSL/TLS, SSH. - Firewall. Architettura di un firewall. Principi fondamentali. Bastion Host. DMZ. - Filtri di pacchetti statici e dinamici. Access list. Proxy.
- Introduction to network and computer security. Vulnerabilities and security requirements. - Security policy - Symmetric key cryptography. Block and stream ciphers. Confusion and diffusion principles. DES and 3DES, AES, RC4. Modes of operation of block ciphers. - Public key cryptography. RSA, Diffie-Hellman and DSA: usage, attacks, protocols and standards. Introduction to Elliptic Curve Cryptography: ECDH and ECDSA. - Symmetric key ciphers vs. public key ciphers. Hybrid scheme. Exchange of a secret and symmetric key derivation. IES and ECIES. - Cryptographic hash functions. Properties and structure. Collisions. Examples. - Message Authentication Codes. Comparison with hash functions. - Public key message authentication. Non repudiability - Time: nonces and timestamps. Synchronization. - Public key certificates. Certification and Registration authorities. Certificate revocation lists. OCSP protocol. - Authentication Authorization and Accounting scheme (AAA). Authentication paradigms: login/password, challenge/response and timestamp - VPNs. Hints on IPsec. As an application of the principles introduced in the course: SSL/TLS and SSH. - Firewalls. Firewall architectures. Fundamental principles. Bastion Hosts. DMZ. - Static and dynamic packet filtering. Access lists. Proxies.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere i principi basilari della sicurezza informatica, le tecniche crittografiche fondamentali e i dispositivi essenziali per la protezione di una rete di calcolatori. Applicazione di conoscenza e comprensione: saper riconoscere vulnerabilità evidenti e proporre strumenti di protezione. Come beneficio aggiuntivo, lo studente volenteroso imparerà a implementare protocolli di sicurezza in Java, ad utilizzare alcuni strumenti di sicurezza e a configurare alcuni semplici sistemi. Autonomia di giudizio: corretta percezione dei rischi di sicurezza e del modo in cui gli aspetti di sicurezza informatica si intrecciano con l'organizzazione di una rete. Abilità comunicative : acquisizione della terminologia tecnica specifica dell'area e capacità di discutere di aspetti di sicurezza, e di meccanismi di protezione. Inoltre lo studente migliorerà la propria padronanza della lingua inglese a livello tecnico informatico. Capacità di apprendere: avendo appreso i principi findamentali sarà in grado in futuro di apprezzare e valutare tecnologie e protocolli nuovi che si basano sugli stessi principi.
Knowledge and understanding: knowledge of the basic principles of security, the fundamental cryptographic techniques and the essential devices to protect a computer network. Applying knowledge and understanding: students must be able, to a minimal extent, to recognize vulnerabilities and to propose protection tools. As an additional benefit, the motivated students will learn to implement security protocols in Java, to use some security tools and to configure some simple security systems. Making judgements: They must also acquire a correct perception of security risks and of the way security issues intertwine with the organization of a computer network. Communication skills: students must have acquired the specific technical terminology and must be able to discuss security aspects and protection mechanisms. Moreover the students will increase their proficiency in the technical English of computer science. Learning skills: having acquired the fundamental principles the student will later be able to appreciate and evaluate new technologies and protocols based on the same principles.
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Course
PROGETTAZIONE E IMPLEMENTAZIONE DI SISTEMI SOFTWARE IN RETE
Course ID
MF0244
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FRANCESCHINIS Giuliana Annamaria
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Annuale
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
- Architettura delle reti informatiche locali, incluse reti wireless - Servizi multimediali in rete - Principi di base sull’architettura delle applicazioni distribuite basate su microservizi - Internet of Things - Sviluppo di un’applicazione distribuita basata su microservizi
- Local Area Network architectures, including wireless LANs - Network based multimedia services. - Basic principles on the architecture of distributed applications based on microservices - Internet of Things - Practical implementation of a distributed application based on microservices architecture
Testi di riferimento/Textbooks
Libro di testo: James F. Kurose, Keith W. Ross, Reti di Calcolatori e Internet - Un approccio top-down , Settima o Ottava Edizione, Addison Wesley (2017 o 2022) Per consultazione: C. Richardson Microservices Patterns. With Examples in Java Manning Publications (2018)
Textbook course James F. Kurose, Keith W. Ross, Computer networking - A top-down approach , 7th or 8th Edition, Addison Wesley (2017 or 2021) In addition C. Richardson Microservices Patterns. With Examples in Java Manning Publications (2018)
Obiettivi formativi/Mission
Conoscere le principali tecniche e protocolli alla base del funzionamento delle reti locali con e senza fili. Conoscere le principali caratteristiche e i protocolli specifici delle applicazioni multimediali in rete. Acquisire le competenze necessarie a progettare un'applicazione distribuita basata su microservizi, dalla specifica dei requisiti, alla progettazione, alla implementazione e collaudo dell’applicazione. Sviluppare la capacità di lavorare in gruppo per lo svolgimento del progetto, utilizzando strumenti di lavoro collaborativo in rete per interagire e organizzare il lavoro in team.
Know the main techniques and protocols on which wired and wireless Local Area Networks are based. Know the main properties and the specific protocols of the net-based multimedia applications. Acquire the necessary skills to design and implement a distributed application based on microservices, from the requirements specification phase, to the design, implementation, and test of the whole application. Develop the ability to work in a team using distributed computer supported cooperative work tools to interact and organize the teamwork.
Prerequisiti/Required background knowledge
Lo studente deve avere acquisito le nozioni base relative alle reti informatiche (corso di Reti -I), la progettazione del software (Ingegneria del Software e Programmazione ad Oggetti), della programmazione WEB (Metodologie di Programmazione per il Web) e Sicurezza (Cybersecurity I).
The student should have already acquired the fundamental notions in software engineering, in computer networks, web application development and cybersecurity thought in the courses of Software Engineering, Object Oriented Programming, Web Programming Metodologies, Computer networks-I and Cybersecurity-I
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso si avvale di: - Lezioni frontali - Fasi di lavoro guidato in laboratorio - Fasi di lavoro individuali e in gruppo autogestite
The course includes: - Lectures - Lab activity assisted by the teachers - Self-organized individual activity and team work
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili le slide utilizzate a lezione, esempi di esercizi simili a quelli proposti all'esame scritto sulla parte di teoria, esempi di programmi completi da utilizzare per il lavoro in laboratorio. Attraverso la piattaforma gitlab del dipartimento gli studenti possono condividere on-line la documentazione e il software prodotto durante lo sviluppo dell’applicazione richiesta come progetto finale.
On the DIR platform the students can find the slides used in classes, examples of exercises similar to those proposed in the written exam on the theory part of the program, examples of simple working programs to be used in the lab sessions . Using the gitlab platform of the department, the students can share on-line the artifacts produced along all development phases of the final project.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica dell'apprendimento di conoscenze e competenze si articola in due fasi: - Un esame scritto sulla parte del programma di teoria con domande ed esercizi. - Dimostrazione del funzionamento del progetto sviluppato con colloquio di gruppo che include la verifica delle competenze acquisite a livello individuale. Il voto finale viene concordato dai docenti del corso tenendo conto del risultato raggiunto in ciascuna fase di verifica. E’ necessario raggiungere la sufficienza su entrambi gli aspetti: teoria e progetto.
The assessment of the concepts and skills acquired by the student includes two steps: - A written test on the theory part of the program, including questions and exercises. - A demonstration of the working prototype developed by the teams, including an individual evaluation of the acquired skills. The final grade is established by the course teachers taking into account the results reached in both verification steps. It is required a sufficient level of knowledge and skills on both aspects: theory and project work.
Programma esteso/Content
Il corso comprende due parti: 1. Teoria delle reti locali con e senza fili e applicazioni multimediali in rete: a) Il livello data-link: - Caratterizzazione del servizio e delle funzionalità. - Interfacciamento al livello rete: ARP Principi dei protocolli per l'accesso a mezzi condivisi: CSMA/CD, CSMA/CA, CDMA. - Ethernet, Ethernet-switch. - Wi-Fi, Access Point, protocolli della classe 802.11. - Bluetooth (cenni): architettura, utilizzazione nella IoT - ZigBee (cenni): architettura, utilizzazione nell'IoT b) Trasmissione multimediale su rete Internet: - Requisiti del traffico multimediale in contrapposizione al traffico dati tradizionale - Streaming audio-video. c) Architetture per applicazioni distribuite in rete: - Caratterizzazione dell’ambiente: reti private, IoT - Architetture guidate dagli eventi contrapposte alle architetture Client- Server. - Comunicazione tramite relay in rete pubblica con particolare riferimento ai message-broker - API Rest: principi generali 2. Modulo di Laboratorio: Sviluppo di un'applicazione distribuita in rete basata su microservizi. a) Ambiente a disposizione: - Rete locale “privata” dotata di un insieme di nodi adatti alla implementazione di applicazioni IoT. - Host a disposizione: Raspberry PI - Protocollo di comunicazione supportato: MQTT + HTTP - Autorizzazione basata su OAuth 2.0 usando token - Cloud dell'Ateneo dotato delle piattaforme studiate a lezione: Mosquitto. b) Lavoro da svolgere da parte dello studente. Nel percorso didattico del modulo di laboratorio lo studente deve sviluppare il progetto utilizzando le tecniche di progettazione apprese nel corso di ingegneria del software, metodologie di programmazione web, programmazione a oggetti e sicurezza. Il linguaggio di implementazione consigliato è Java (eventualmente appoggiandosi a framework adatti allo scopo) ma può anche essere scelto liberamente dallo studente (per esempio C#, Javascript, Python). c) Attività preliminare guidata dal docente: - Preparazione metodologica al progetto: analisi della struttura delle moderne applicazioni di rete basate su message-brokers, con sperimentazione del broker open source Mosquitto. - Paradigma di comunicazione basato su Publish-Subscribe (protocollo MQTT) d) Sviluppo del Progetto: Allo studente verrà assegnata un’applicazione distribuita nel dominio IoT che dovrà essere sviluppata in gruppo secondo le classiche fasi previste nell'ingegneria del software (potendo contare in ogni fase sulla possibilità di verificare le scelte compiute con i docenti): - Analisi dei requisiti che devono essere soddisfatti e definizione delle specifiche per il software da progettare. - Progettazione dell'architettura, specifica dei componenti, dei moduli e delle classi. Interazione dei componenti. - Implementazione del software progettato. - Validazione e analisi delle prestazioni ottenute - Stesura della documentazione relativa ad ogni fase.
The course comprises two parts: Part 1. Theory of Local Area Networks (both wired and wireless) and net-based multimedia applications: a) The data-link layer: - Service and functionality characterization. - Network to data-link interface: ARP Medium Access Control principles: CSMA/CD, CSMA/CA, CDMA. - Ethernet, Ethernet switches. - Wi-Fi, Access-point, 802.11 protocol suite. - Bluetooth (basic notions). Application to Internet of Things. - ZigBee (basic notions). Application to Internet of Things. b) Multimedia communication on IP networks: - Requirement characterization. - Audio-video streaming. c) Network Application Architectures: - Event-Driven architectures versus Client-Server architectures. - Relay in public networks, in particular through message brokers -API-rest: main principles Part 2. Lab work and Project development: Development of a Network Application based on microservices. a) Environment: - Local Area Network provided with hosts oriented to IoT applications: - Raspberry-PI - Communication protocol: MQTT + HTTP - Authorization based on OAuth 2.0 using tokens - University Cloud service provided with Mosquitto. b) Assignment: the student is required to develop a project applying the methods learned in the courses of software engineering, object oriented programming, computer networks, cybersecurity and WEB programming. The suggested computer language for the software implementation is Java (possibly using appropriate frameworks), but the students can freely choose other languages (e.g. C#, Javascript, Python). c) Preliminary activity: - Familiarization with the methodological aspects of the project: message- broker based architectures including practical experiments with the open source broker Mosquitto. - Experimentation with the public-subscribe paradigm (MQTT protocol) d) Project development: the students are required to developed an application in the IoT domain, which will be developed in team following the typical software engineering approach (in each phase the teams can check the validity of the chosen solutions with the course teachers): - Requirement analysis and general software specification. - Architecture design, components, modules and class specification. Components interaction. - Implementation of the designed software artifacts. - Validation and analysis of the performances - Production of the documentation for each project step.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti dovranno conoscere le principali architetture e caratteristiche delle reti informatiche locali con e senza fili; i servizi offerti dal livello data-link ed il loro interfacciamento con il livello di rete; le caratteristiche ed i requisiti della trasmissione di dati multimediali; i principi base e le tecniche usate per realizzare applicazioni distribuite a microservizi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: gli studenti dovranno essere in grado di applicare le conoscenze acquisite per sviluppare un’applicazione basata su microservizi che si interfacci con dispositivi IoT connessi ad una rete locale. Nella progettazione dell’applicazione gli studenti dovranno adottare le tecniche/ metodologie acquisite durante il corso di ingegneria del software. Autonomia di giudizio: nello sviluppo dell’applicazione gli studenti dovranno essere in grado in modo autonomo di analizzare differenti soluzioni architetturali e scelte implementative, identificarne i vantaggi e svantaggi e selezionare le soluzioni più appropriate. Abilità comunicative: gli studenti dovranno essere in grado di esporre in modo sintetico le caratteristiche della propria applicazione e le scelte architetturali o implementative fatte argomentandone la loro efficacia. Capacità di apprendere: gli studenti dovranno interagire con diversi dispositivi e piattaforme sviluppati in accordo ai principi generali acquisiti durante il corso, ma che offrono interfacce specifiche differenti. Gli studenti dovranno quindi essere in grado di apprendere in modo autonomo le caratteristiche peculiari dei servizi offerti e sviluppare un’applicazione capace di interagire con essi.
Knowledge and understanding: students will learn the main architectures and features of local and wifi computer networks; the services provided by the data link layer and their interactions with the network layer; the characteristics and requirements of multimedia data transmission; the principles and techniques used in computer networks security and the characteristics of microservice applications. Applying knowledge and understanding: students will be able to apply the acquired knowledge to develop a microservice application capable to interface with IoT devices connected to a LAN. During the application design the students will be able to use the techniques/methodologies acquired in the software engineering course. Making judgments: students will be able to autonomously analyze different architectural and implementation solutions, identify their pros and cons and choose the most suitable solutions. Communication skills: students will learn to synthetically explain the features of their application and the architectural or implementation choices and reasoning about their effectiveness. Learning skills: students will be capable to interact with different devices and platforms, developed according to the general principles acquired in the courses, but with different specific interfaces. Thus students will be able to autonomously learn the specific characteristics of provided services in order to develop an application capable to interact with them.
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Course
FONDAMENTI, LINGUAGGI E TRADUTTORI
Course ID
MF0360
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTRIGHI Alessio
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Parte 1 (6 crediti) Linguaggi formali, grammatiche context free, automi riconoscitori, parsing LR. Parte 2 (3 crediti) Sviluppo di un compilatore top-down a discesa ricorsiva per un linguaggio di espressioni.
Part 1 (6 credit) Formal languages, context free grammars, automata, LR parsing. Part 2 (3 credits) Implementation of a recursive descent top-down compiler for an expression language
Testi di riferimento/Textbooks
Parte 1 S. Crespi Reghizzi , L. Breveglieri, A. Morzenti, Linguaggi formali e compilazione, Esculapio. Parte 2 Charles N. Fischer, Ron K. Cytron, Richard J. Le Blanch Jr., "Crafting a compiler", Addison-Wesley.
Part 1 S. Crespi Reghizzi , L. Breveglieri, A. Morzenti, Linguaggi formali e compilazione, Esculapio. Part 2 Charles N. Fischer, Ron K. Cytron, Richard J. Le Blanch Jr., "Crafting a compiler", Addison-Wesley.
Obiettivi formativi/Mission
Gli studenti devono aver L'insegnamento ha l'obiettivo di introdurre i concetti fondamentali riguardanti l'analisi lessicale e sintattica e le tecniche di traduzione ed interpretazione nel contesto dei linguaggi formali. Vengono considerati gli aspetti teorici e quelli pratici. Per la parte teorica l'obiettivo e' di capire le relazioni fra linguaggi e automi e l’espressivita’ della classe dei linguaggi regolari e liberi da contesto. Per la parte pratica l'obiettivo, attraverso l'implementazione di un compilatore, e' di applicare le nozioni teoriche introdotte ed inoltre imparare come si struttura un sistema complesso in fasi successive individuando le strutture dati e le funzioni che costituiscono le interfacce fra le varie fasi.
The course aims to introduce the fundamental concepts concerning lexical and syntactic analysis and the techniques of translation and interpretation in the context of formal languages. Theoretical and practical aspects are considered. For the theoretical part, the goal is to understand the relationships between languages ​​and automata and the expressiveness of the class of regular and context-free languages. For the practical part, the objective, through the implementation of a compiler, is to apply the theoretical notions introduced and also to learn how to structure a complex system in successive phases by identifying the data structures and functions that constitute the interfaces between the various phases.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze dei contenuti di Programmazione 1 e 2; Programmazione ad Oggetti; Algoritmi 1.
Knowledge of the topics of Programming 1 and 2; Object Oriented Programming: Algorithms 1
Metodi didattici/Teaching methods
Parte 1 Lezioni frontali in aula, esercitazioni. Parte 2. lezioni iniziali (teoriche) per circa 5 lezioni. Lezioni in laboratorio per lo sviluppo del compilatore.
Part 1 Teacher lessons in classroom, exercitations. Part 2. Initial (theoretical) lessons for about 5 lessons. Laboratory lessons for the development of the compiler
Altre informazioni/Further information
Parte 2. Per le lezioni in laboratorio gli studenti sono invitati a sottoporre settimanalmente le parti sviluppate (in parte in laboratorio e in parte autonomamente). Gli elaborati degli studenti vengono commentate in aula.
Part 2. For laboratory lessons, students are invited to submit the developed parts weekly (partly in the laboratory and partly independently). Students' papers are commented in the classroom.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Parte 1 Esame scritto:7-8 domande, che posso essere sia esercizi pratici sia domande teoriche sugli automi riconoscitori e sulle tipologie di linguaggi mostrate a lezione Parte 2. Compito scritto consistente di un esercizio e tre domande aperte. Presentazione del progetto con discussione orale delle scelte effettuate ed eventuali richieste di piccole modifiche. Il voto della Parte 2 sara' la media pesata del giudizio sul progetto e nel compito scritto.
Written examination: 7-8 questions, that can be both applied exercise and theoretical questions on recognizers automata and on different types of languages showed and discussed Part 2. Written assignment consisting of an exercise and three open questions. Project presentation with oral discussion of the choices made and possible request of small changes. The grade of Part 2 will be the weighted average of the assessment on the project and in the written assignment.
Programma esteso/Content
Parte 1 - Linguaggi ed espressioni regolari - Linguaggi e grammatiche context free - Grammatiche lineari, e loro relazioni con i linguaggi regolari - grammatiche attributi - Grammatiche context sensitive (cenni) - Principali strutture sintattiche e regole grammaticali per generale - Automi a stati finite e loro relazione con i linguaggi regolari - Automi a pila (deterministici e non) e loro relazioni con i linguaggi context free - Principi del parsing bottom up, focalizzandosi sul parsing LR (LR(0)). Parte 2. - Introduzione ai compilatori. - Strutturazione dei compilatori - Analisi lessicale: tokens e loro produzione - Analisi sintattica: parsing top-down a discesa ricorsiva - Albero sintattico astratto e Symbol table. - Pattern visitor per l’analisi di tipo e la generazione del codice
Part 1 - Regular languages and expressions - Context free grammars and languages - Linear grammars, and correspondence to regular languages - Attribute grammar - Context sensitive grammars (hints). - Main syntactic structures and grammar rules to generate them - Finite-state automata and relationships to regular languages - Stack automata (deterministic and non-deterministic) and relationships to context free languages - Basic bottom up parsing theory, focusing on LR parsing (LR(0)) Part 2. - Introduction to compilers. - Structure of compilers - Lexical analysis: tokens and their production -Syntactic analysis: top-down recursive descent parsing - Abstract syntactic tree and Symbol table. - Pattern visitor for type analysis and code generation.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Parte 1 Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti devono conoscere e comprendere le seguenti nozioni di base: linguaggi regolari, espressioni regolari, grammatiche lineari, automi a stati finiti (deterministici e non) linguaggi context free, grammatiche context free, automi a pila (deterministici e non) parser LR(0) Capacita' di applicare conoscenza: modellare linguaggi regolari tramite espressioni regolari modellare linguaggi regolari tramite grammatiche lineari modellare linguaggi mediante grammatiche context free, utilizzando la metodologia "divide et impera" nello sviluppo delle grammatiche sviluppare automi a pila non deterministici a partire da grammatiche context-free sviluppare automi a pila deterministici per riconoscere linguaggi context-free deterministici sviluppare parser LR(0) e SLR(1) a partire da grammatiche context-free Autonomia di giudizio: riconoscere linguaggi regolari rispetto ai linguaggi context free conoscere la relazioni fra classi di linguaggi, classi di grammatiche, e classi di automi riconoscitori selezionare i costrutti appropriati per la definizione di grammatiche context-free a partire da un linguaggio Abilita, comunicative: Gli studenti devono acquisire ed utilizzare la terminologia rigorosa utilizzata nell'ambito della teoria dei linguaggi Capacita' di apprendere: Gli studenti devono aver acquisito le capacita' di riconoscere classi di problemi e di affrontarle con le metodologie appropriate per le classi stesse. Devono inoltre aver acquisito una generale capacita' di modellazione ed analisi formale dei problemi. Parte 2. Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve acquisire familiarita’ con la trasformazione di concetti formali (quali automi e grammatiche) in strumenti per la traduzione diretta da sintassi dei linguaggi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve saper progettare ed implementare una traduzione diretta da sintassi di un semplice linguaggio, essendo in grado di progettare le strutture dati necessarie e strutturando in modo modulare il codice. Autonomia di giudizio: lo studente deve essere in grado di riconoscere l’appropriatezza dell’uso di diversi tipi di analizzatori sintattici evidenziandone i vantaggi e gli svantaggi. Abilità comunicative: lo studente deve essere in grado di esporre e motivare anche le proprie scelte.
Part 1 Knowledge and comprehension: the students must know and understand the following basic notions: regular languages and expressions, linear grammars, (deterministic and non-deterministic) finite automata context free languages and grammars, (deterministic and non-deterministic) pushdown automata LR(0) and SLR(1) parsing Capacity to apply knowledge and comprehension: modeling regular languages via regular expression modeling languages via context free grammars developing pushdown automata on the basis of context free grammars developing deterministic pushdown automata to recognize deterministic context free languages developing LR(0) to recognize deterministic context free grammars Judgement autonomy: recognize regular languages vs. context free languages know the relationships between classes of languages, classes of grammars, and classes of automata choosing the proper constructs to define context free grammars recognizing a given language Communication abilities: Students must acquire and adopt the rigorous terminology used in the theory of languages Learning capacity: Students must acquire the capabilities to recognize classes of problems and face them adopting the appropriate methodologies. They should also acquire the capability of modeling and analyzing problems in a formal way. Part 2 Knowledge and understanding: the student must become familiar with the transformation of formal concepts (such as automata and grammars) into tools for syntax direct translation of languages. Applying knowledge and understanding: the student must be able to design and implement a syntax direct translation of a simple programming language, being able to independently design the necessary data structures and modularising its code Making judgments: the student must be able to recognize the appropriateness of using different kinds of syntactic analyzers, highlighting the advantages and disadvantages. Communication skills: the student must be able to expose and motivate both orally and in writing his/her own choices.
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Course
STAGE
Course ID
S0403
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
CFU
10.0
Teaching duration (hours)
0.0
Individual study time
170.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
F
Year
3
Period
Annuale
Grading type
G
Contenuti/Content Summary
Gli stage curriculari consistono in un periodo di formazione svolto dallo studente in azienda privata o ente pubblico. Tale periodo costituisce un completamento del percorso universitario attraverso cui realizzare momenti di alternanza tra studio e lavoro nell'ambito di processi formativi volti ad agevolare le scelte professionali mediante la conoscenza diretta del mondo del lavoro. Durante lo stage vengono verificati e ampliati alcuni temi trattati in modo teorico nel percorso universitario. Lo stage in azienda può essere sostituito da uno studio guidato all’interno dell’ateneo, su un argomento coerente con il progetto formativo dello studente che sia inquadrabile nel SSD di un esame presente nella carriera dello studente e superato positivamente. In questo caso il relatore sarà un docente di quel SSD.
Curricular internships consist of a training period carried out by the student in a private company or public body. This period constitutes a completion of the university course, creating moments of alternation between study and work in a real working environment. During the internship, some themes dealt with theoretically in the university course are verified and expanded. The internship in a company can be replaced by a guided study within the university, on a topic consistent with the student's training project that can be included in the area of an exam present in the student's career and passed positively. In this case the student will be guided by a professor of that area.
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza diretta del mondo del lavoro in azienda o in università. Ampliamento di alcuni temi trattati nel percorso di studi universitari. Inserimento in un gruppo di lavoro, sviluppo delle abilità comunicative.
Direct knowledge of the working environment in the company or university. Expansion of some topics covered in the university studies. Inclusion in a work group, development of communication skills.
Prerequisiti/Required background knowledge
Avere conseguito almeno 120 CFU, o aver sostenuto tutti gli esami dei primi due anni.
Having obtained at least 120 CFU, or having taken all the exams of the first two years.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Lo studente deve redigere una relazione di stage che viene valutata dal tutor universitario.
The student must prepare an internship report which is evaluated by the university tutor.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Lo studente acquisisce competenze pratiche che ampliano alcuni temi trattati in modo teorico nel corso di studi. Inoltre sviluppa abilità trasversali utili per il mondo del lavoro tra cui: lavorare in gruppo, lavorare per obiettivi, comunicare efficacemente.
The student acquires practical skills that broaden some themes dealt with theoretically during her studies. She also develops transversal skills useful for her future job, including: working in a team, working towards objectives, communicating effectively.
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Course
FONDAMENTI, LINGUAGGI E TRADUTTORI
Course ID
MF0359
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
TERENZIANI Paolo
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Linguaggi formali, grammatiche context free, automi riconoscitori, parsing LR. Traduzione guidata dalla sintassi e suo utilizzo per la traduzione dei linguaggi imperativi di programmazione.
Formal languages, context free grammars, automata, LR parsing. Syntax-directed translation and its use for the translation of imperative programming languages.
Testi di riferimento/Textbooks
Stefano Crespi Reghizzi “Sintassi, semantica e tecniche di compilazione Volume 1: Metodi Sintattici”, CLUP. A. V. Aho, R. Sethi, J.D. Ullman: "Compilers Principles, Techniques and Tools", Addison-Wesley, 1986 oppure A. V. Aho, M.S. Lam, R. Sethi, J.D. Ullman: "Compilers Principles, Techniques and Tools", 2a edizione, Addison-Wesley, 2006
Stefano Crespi Reghizzi “Sintassi, semantica e tecniche di compilazione Volume 1: Metodi Sintattici”, CLUP. A. V. Aho, R. Sethi, J.D. Ullman: "Compilers Principles, Techniques and Tools", Addison-Wesley, 1986 oppure A. V. Aho, M.S. Lam, R. Sethi, J.D. Ullman: "Compilers Principles, Techniques and Tools", 2a edizione, Addison-Wesley, 2006
Obiettivi formativi/Mission
Gli studenti devono aver acquisito le seguenti conoscenze e capacita': • modellare linguaggi regolari e linguaggi context free (tramite espressioni regolari, e grammatiche context free, eventualmente lineari) • riconoscere linguaggi regolari e context free mediante automi (a stati finiti e a pila) • conoscere il parsing LR(0) ed SLR(1), sviluppare parser LR(0) e SLR(1) a partire da grammatiche context-free, • conoscere il metodo per la traduzione diretta dalla sintassi durante l’analisi LR, e l’esistenza di altri metodi.
The students must have achieved the following Knowledge and capabilities: • modeling regular and context-free languages (through regular expressions and -possibly linear- context-free grammars). • Recognizing regular and context-free languages through automata (finite automata and pushdown automata) • Knowing LR(0) and SLR(1) parsing, developing LR(0) and SLR(1) parsers staring from a context-free grammar • Syntax-directed translation (SDT) during LR parsing (in detail); further options for SDT.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di base acquisite nei corsi di programmazione dei primi due anni.
Basic notions acquired in the programming courses of the first two years.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula, esercitazioni.
Lectures, exercises.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto (orale facoltativo). Contiene sia esercizi pratici che domande teoriche.
Written examination (oral examination is optional). It contains both practical exercises and theoretical questions.
Programma esteso/Content
- Linguaggi ed espressioni regolari - Linguaggi e grammatiche context free - Grammatiche lineari, e loro relazioni con i linguaggi regolari - Grammatiche context sensitive (cenni) - Principali strutture sintattiche e regole grammaticali per generale - Automi a stati finite e loro relazione con i linguaggi regolari - Automi a pila (deterministici e non) e loro relazioni con i linguaggi context free - Principi del parsing bottom up, focalizzandosi sul parsing LR (LR(0) e SLR(1)). - Traduzione guidata dalla sintassi: grammatiche ad attributi e schemi di traduzione. . - Generazione del codice intermedio
- Regular languages and expressions - Context free grammars and languages - Linear grammars, and correspondence to regular languages - Context sensitive grammars (hints). - Main syntactic structures and grammar rules to generate them - Finite-state automata and relationships to regular languages - Stack automata (deterministic and non-deterministic) and relationships to context free languages - Basic bottom up parsing theory, focusing on LR parsing (LR(0) e SLR(1)) . - Syntax-directed translation: attribute grammars and translation schemes. - Intermediate code generation
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti devono conoscere ee comprendere le seguenti nozioni di base: linguaggi regolari, espressioni regolari, grammatiche lineari, automi a stati finiti (deterministici e non) linguaggi context free, grammatiche context free, automi a pila (deterministici e non) parser LR(0) e SLR(1) Conoscere in dettaglio il metodo per la traduzione diretta dalla sintassi durante l’analisi LR, e l’esistenza di altri metodi. Capacita' di applicare conoscenza: modellare linguaggi regolari tramite espressioni regolari modellare linguaggi regolari tramite grammatiche lineari modellare linguaggi mediante grammatiche context free, utilizzando la metodologia "divide et impera" nello sviluppo delle grammatiche sviluppare automi a pila non deterministici a partire da grammatiche context-free sviluppare automi a pila deterministici per riconoscere linguaggi context-free deterministici sviluppare parser LR(0) e SLR(1) a partire da grammatiche context-free. Applicazione della traduzione diretta dalla sintassi alla traduzione dei linguaggi di programmazione. Autonomia di giudizio: riconoscere linguaggi regolari rispetto ai linguaggi context free conoscere la relazioni fra classi di linguaggi, classi di grammatiche, e classi di automi riconoscitori selezionare i costrutti appropriati per la definizione di grammatiche context-free a partire da un linguaggio. Riconoscere le condizioni per poter applicare la traduzione diretta dalla sintassi durante l’analisi LR Abilita, comunicative: Gli studenti devono acquisire ed utilizzare la terminologia rigorosa utilizzata nell'ambito della teoria dei linguaggi Capacita' di apprendere: Gli studenti devono aver acquisito le capacita' di riconoscere classi di problemi e di affrontarle con le metodologie appropriate per le classi stesse. Devono inoltre aver acquisito una generale capacita' di modellazione ed analisi formale dei problemi.
Knowledge and comprehension: the students must know and understand the following basic notions: regular languages and expressions, linear grammars, (deterministic and non-deterministic) finite automata context free languages and grammars, (deterministic and non-deterministic) pushdown automata LR(0) and SLR(1) parsing. Syntax-directed translation (SDT) during LR parsing (in detail); further options for SDT. Capacity to apply knowledge and comprehension: modeling regular languages via regular expression modeling languages via context free grammars developing pushdown automata on the basis of context free grammars developing deterministic pushdown automata to recognize deterministic context free languages developing LR(0) and SLR(1) parsers to recognize deterministic context free grammars. Application of syntax-directed translation to the compilation of programming languages. Judgement autonomy: recognize regular languages vs. context free languages know the relationships between classes of languages, classes of grammars, and classes of automata choosing the proper constructs to define context free grammars recognizing a given language. Being able to recognize whether SDT can be performed during LR parsing. Communication abilities: Students must acquire and adopt the rigorous terminology used in the theory of languages Learning capacity: Students must acquire the capabilities to recognize classes of problems and face them adopting the appropriate methodologies. They should also acquire the capability of modeling and analyzing problems in a formal way.
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Course
INGEGNERIA DEL SOFTWARE
Course ID
S1730
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PENNISI MARZIO ALFIO
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso tratta le fasi del processo di sviluppo di sistemi software: specifica, progettazione, implementazione, collaudo e manutenzione. Inoltre viene introdotto il linguaggio UML per la specifica e la progettazione di sistemi. L'attività di laboratorio consiste nella preparazione di diagrammi UML tramite un apposito editor.
The course covers the phases of the software systems development process: specification, design, implementation, testing and maintenance. In addition, the UML language for system specification and design is introduced. The laboratory activity consists in the preparation of UML diagrams using a special editor.
Testi di riferimento/Textbooks
- I. Sommerville, "Ingegneria del software", Pearson Education Italia – M. Fowler, "UML distilled", Pearson Education Italia
- I. Sommerville, "Ingegneria del software", Pearson Education Italia – M. Fowler, "UML distilled", Pearson Education Italia
Obiettivi formativi/Mission
Il corso prevede una parte teorica e una parte di laboratorio. La parte teorica tratta il processo dell'Ingegneria strutturato nelle fasi di specifica, progettazione, implementazione, collaudo e manutenzione. Lo scopo e' mostrare come tale processo puo' essere applicato allo sviluppo di sistemi software. La parte di laboratorio introduce il linguaggio UML per la specifica e la progettazione di sistemi. L'attività in laboratorio consiste nella preparazione di diagrammi UML relativi ad un determinato sistema software, attraverso l'uso di un editor UML. Questo permette di prendere confidenza con tali diagrammi e approfondirne la conoscenza. Conoscenza e comprensione: fasi dell'Ingegneria, aspetti formali dei vari tipi di diagrammi UML. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicazione delle fasi dell'Ingegneria allo sviluppo di un sistema software, ed in particolare, - studio del dominio applicativo; - deduzione dei requisiti dal dominio; - modellazione del dominio e dei requisiti in UML; - definizione e modellazione in UML di un'architettura software adatta a realizzare i requisiti; - definizione e modellazione in UML del comportamento dei componenti del sistema durante l'esecuzione di un certo requisito, con un livello di dettaglio tale da consentire l'implementazione del requisito in un linguaggio di programmazione. Autonomia di giudizio: studio e definizione in modo autonomo del dominio applicativo, dei requisiti, dell'architettura e del comportamento del sistema. Abilità comunicative: - comunicazione e coordinazione all'interno del gruppo di lavoro; - esprimere i requisiti del sistema con diversi gradi di dettaglio; - stesura dei diagrammi UML in modo completo, dettagliato e coerente, al fine di renderli comprensibili a qualunque programmatore. Capacita' di apprendimento: acquisire la terminologia dell'Ingegneria, organizzare lo sviluppo di un sistema secondo le fasi dell'Ingegneria, modellare gli aspetti di specifica e progettazione tramite un linguaggio formale quale UML.
The course includes a theoretical part and a laboratory part. The theoretical part deals with the Engineering process structured in the phases of specification, design, implementation, testing and maintenance. The aim is to show how this process can be applied to the development of software systems. The laboratory part introduces the UML language for the specification and design of systems. The activity in the laboratory consists in the preparation of UML diagrams related to a specific software system, through the use of a UML editor. This allows you to become familiar with these diagrams and learn more about them. Knowledge and understanding: engineering phases, formal aspects of the various types of UML diagrams. Ability to apply knowledge and understanding: application of the engineering phases to the development of a software system, and in particular, - study of the application domain; - deduction of the requirements from the domain; - modeling of the domain and requirements in UML; - definition and modeling in UML of a software architecture suitable for realizing the requirements; - definition and modeling in UML of the behavior of the system components during the execution of a certain requirement, with a level of detail that allows the implementation of the requirement in a programming language. Independent judgment: study and autonomous definition of the application domain, requirements, architecture and behavior of the system. Communication skills: - communication and coordination within the work group; - express the system requirements with different degrees of detail; - writing of UML diagrams in a complete, detailed and coherent way, in order to make them understandable to any programmer. Learning skills: acquire engineering terminology, organize the development of a system according to the engineering phases, model the specification and design aspects using a formal language such as UML.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nei corsi di programmazione e basi di dati.
Knowledge acquired in programming and database courses.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso prevede lezioni frontali in aula e lezione pratiche in laboratorio. Modalità: le lezioni frontali si occupano di spiegare le fasi dell'Ingegneria e come queste si possono applicare allo sviluppo di un sistema software. Inoltre si presenta il linguaggio UML sia dal punto di vista formale sia dal punto di vista applicativo mostrando come può essere utilizzato per modellare il dominio applicativo, i requisiti, l'architettura e il comportamento del sistema. Strumenti: Un caso di studio specifico è utilizzato durante le lezioni frontali per mostrare come progettare il sistema a partire dalla deduzione dei requisiti dal dominio applicativo. Il caso di studio viene progressivamente sviluppato durante le lezioni riguardanti l'applicazione pratica delle fasi dell'Ingegneria e di UML. Lo scopo del caso di studio è fornire agli un esempio concreto di applicazione delle procedure viste nel corso. La preparazione da parte degli studenti di un proprio progetto in UML è richiesto durante le ore in laboratorio. Tale progetto deve avere un dominio diverso rispetto al caso di studio, ma deve avere gli stessi contenuti in termini di specifica e progettazione. Lo scopo del progetto è l'applicazione pratica da parte degli studenti delle stesse procedure viste durante le lezioni frontali. Un apposito editor UML (Visual Paradigm) è utilizzato sia in aula sia in laboratorio, per modellare il caso di studio e per preparare il progetto, rispettivamente. Il corso ha una propria pagina nella piattaforma DIR (Didattica in Rete) che contiene le slide del corso, i tutorial su UML, i diagrammi UML del caso di studio, le istruzioni per l'editor UML, alcune prove scritte del passato, ecc.
The course includes lectures and practical lessons. Methods: the lectures deal with explaining the phases of Engineering and how these can be applied to the development of a software system. Furthermore, the UML language is presented both from the formal point of view and from the application point of view showing how it can be used to model the application domain, the requirements, the architecture and the behavior of the system. Tools: A specific case study is used during the lectures to show how to design the system starting from the deduction of the requirements from the application domain. The case study is progressively developed during the lessons concerning the practical application of the Engineering and UML phases. The purpose of the case study is to provide students with a concrete example of application of the procedures seen in the course. The preparation by students of their own project in UML is required during the hours in the laboratory. This project must have a different domain than the case study, but must have the same contents in terms of specification and design. The aim of the project is the practical application by the students of the same procedures seen during the lectures. A special UML (Visual Paradigm) editor is used both in the classroom and in the laboratory, to model the case study and to prepare the project, respectively. The course has its own page in the DIR platform (Didactics on the Net) which contains the course slides, UML tutorials, UML case study diagrams, instructions for the UML editor, some past written tests, etc.
Altre informazioni/Further information
Nessuna.
N/A
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame prevede una prova scritta riguardante la parte di teoria, ed una prova orale in cui si discute il progetto in linguaggio UML realizzato nelle ore di laboratorio. La partecipazione alla prova scritta è libera; invece la prova orale richiede di aver consegnato il progetto una settimana prima dell'appello. Nella prova scritta si verificano la conososcenza delle varie fasi del processo dell'Ingegneria, l'acquisizione della terminologia dell'Ingegneria e l'applicazione di alcuni metodi. L'esame scritto prevede sia domande (circa 10) sui concetti teorici, sia esercizi applicativi (circa 3) relativi ai metodi. Ad ogni domanda e ad ogni esercizio corrisponde un punteggio dipendente dalla rilevanza, dalla complessità e dalla lunghezza della risposta attesa. Durante la prova scritta non è consetita la consultazione del materiale del corso o di manuali. Sulla piattaforma DIR, nella pagina del corso, ci sono esempi di prove scritte del passato. Durante la discussione del progetto si verificano due aspetti: la qualità dei diagrammi UML realizzati, in termini di precisione, coerenza e completezza; la conoscenza degli aspetti formali di UML. Le domande relative ai diagrammi consegnati hanno lo scopo di chiarire i difetti riscontrati nel progetto. Il numero di tali domande dipende dal numero di difetti. Invece le domande sugli aspetti puramente formali del linguaggio UML sono circa 4. Ad ogni diagramma corrisponde un punteggio dipendendente dalla complessità del tipo di diagramma e dalla sua correttezza. Il voto finale è dato dalla media tra i voti dell'esame scritto e di quello orale.
The exam includes a written test concerning the theory part, and an oral test in which the project in UML language is discussed during the laboratory hours. Participation in the written test is free; on the other hand, the oral exam requires that the project be submitted one week before the exam. In the written test the knowledge of the various phases of the Engineering process, the acquisition of Engineering terminology and the application of some methods are verified. The written exam includes both questions (about 10) on theoretical concepts, and application exercises (about 3) relating to methods. Each question and each exercise corresponds to a score which depends on the relevance, complexity and length of the expected response. During the written test it is not allowed to consult the course material or manuals. On the DIR platform, on the course page, there are examples of past written tests. Two aspects occur during the discussion of the project: the quality of the UML diagrams created, in terms of precision, consistency and completeness; knowledge of the formal aspects of UML. The questions relating to the diagrams delivered are intended to clarify the defects found in the project. The number of such applications depends on the number of defects. Instead, the questions on the purely formal aspects of the UML language are about 4. Each diagram corresponds to a score depending on the complexity of the type of diagram and its correctness. The final mark is given by the average of the marks in the written and oral exams.
Programma esteso/Content
- Introduzione all'Ingegneria del Software - Prodotto software e Processo software - Specifica dei requisiti di sistemi - Specifica con UML - Progettazione di sistemi - Progettazione con UML - Collaudo di sistemi - Manutenzione di sistemi - Gestione del progetto - Modelli di processo software -Introduzione ad alcuni Design Patterns della GoF
- Introduction to Software Engineering - Software Product and Software Process - Specification of systems requirements - Specify with UML - Systems design - Design with UML - System testing - Systems maintenance - Project management - Software process models - Introduction to some GoF Design Patterns
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: Saper identificare i passi necessari per realizzare un sistema software a partire dalla richiesta di un committente, fino alla consegna, secondo il processo dell'Ingegneria; Saper identificare i vari modelli di processo; saper identificare ed interpretare un diagramma UML. Conoscere le principali architetture software. Conoscere le principali tecniche di verifica e validazione di un software. Conoscere lo scopo ed i passi fondamentali della gestione di un progetto software. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Applicare le metodologie dello sviluppo di un processo software (deduzione dei requisiti, progettazione, sviluppo, verifica e validazione, manutenzione) in maniera sistematica secondo un modello di processo. Saper modellare il dominio applicativo, i requisiti, l'architettura e il comportamento del sistema tramite diagrammi UML. Saper sviluppare il codice seguendo i diagrammi UML. Autonomia di giudizio Identificare il miglior modello di processo da applicare per lo sviluppo di un software. Identificare le migliori tecniche di deduzione dei requisiti. Valutare l'architettura più idonea da utilizzare per lo sviluppo di un software. Identificare le tecniche più appropriate per la verifica e la validazione. Saper scegliere in autonomia come gestire la manutenzione e/o l'evoluzione di un software. Saper valutare i rischi nella gestione del progetto software ed identificare possibili soluzioni. Scegliere in maniera opportuna i diagrammi UML da utilizzare in base alle fasi di sviluppo e alle metodologie coinvolte. Capacità di apprendere Durante lo sviluppo del progetto lo studente acquisisce la capacità di scegliere e utilizzare in maniera autonoma approcci, tecniche e tecnologie legate alla progettazione e programmazione orientata agli oggetti.
knowledge and understanding: Knowing how to identify the necessary steps to create a software system starting from the request of a customer, up to delivery, according to the engineering process; Knowing how to identify the various process models; being able to identify and interpret a UML diagram. Know the main software architectures. Know the main software verification and validation techniques. Know the purpose and the basic steps about the management of a software project. Applying knowledge and understanding: Apply the methodologies of the development of a software process (deduction of requirements, design, development, verification and validation, maintenance) in a systematic way according to a process model. Knowing how to model the application domain, requirements, architecture, and system behavior using UML diagrams. Knowing how to develop code following UML diagrams. Making judgements: Identify the best process model to apply for software development. Identify the best requirements deduction techniques. Evaluate the most suitable architecture to use for software development. Identify the most appropriate techniques for verification and validation. Knowing how to independently choose how to manage the maintenance and/or evolution of software. Knowing how to assess the risks in managing the software project and identify possible solutions. Choose the UML diagrams to be used appropriately according to the development phases and methodologies involved. Learning skills: During the development of the project, the student acquires the ability to independently choose and use approaches, techniques, and technologies related to object-oriented design and programming.
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Course
PROVA FINALE
Course ID
S0069
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
CFU
5.0
Teaching duration (hours)
0.0
Individual study time
85.0
SSD
PROFIN_S -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
E
Year
3
Period
Annuale
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il candidato produrrà un elaborato scritto avente come oggetto i risultati e le esperienze conseguite nell'attività di stage esterno, effettuato sotto la supervisione di un docente (tutor universitario), presso industrie, aziende, laboratori, centri di ricerca, per un minimo di 250 ore. In alternativa, l’elaborato riguarderà uno studio guidato all’interno dell’ateneo, che avrà fornito competenze utili e spendibili nel mondo del lavoro, su un argomento coerente con il progetto formativo dello studente che sia inquadrabile nel SSD di un esame presente nella carriera dello studente e superato positivamente. In questo caso il relatore sarà un docente di quel SSD.
The candidate will produce a written report concerning the results and experiences obtained in the external internship activity, carried out under the supervision of a teacher (university tutor), in industries, companies, laboratories, research centers, for a minimum of 250 hours. Alternatively, the report will regard a guided study completed within the university, which will have provided useful and expendable skills for the student’s future job, on a topic consistent with her training project that can be included in the area of an exam present in her career and passed positively. In this case the student will be guided by a professor of that area.
Obiettivi formativi/Mission
Sviluppare la capacità del laureando di esporre e discutere con chiarezza e padronanza un argomento pertinente l’informatica
Develop the ability to explain and discuss a topic relevant to computer science with clarity and mastery
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La relazione scritta dovrà evidenziare le metodologie utilizzate e un'analisi critica dei risultati ottenuti. I contenuti verranno poi esposti dal candidato di fronte ad una apposita commissione. A partire dal lavoro così effettuato, la commissione valuterà le conoscenze acquisite dal laureando durante il corso di studio, nonché la capacità di collegare tra loro tecniche e metodologie diverse al fine di giungere alla soluzione di un problema teorico-pratico.
The written report must highlight the methodologies used and a critical analysis of the results obtained. The contents will then be exposed by the candidate in front of a specific committee. The committee will evaluate the knowledge acquired by the student, as well as the ability to link different techniques and methodologies together in order to arrive at the solution of a theoretical-practical problem.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Lo studente dovrà saper esporre con chiarezza in forma scritta e orale i risultati del lavoro svolto durante lo stage sotto la guida del tutor universitario e (ove previsto) del tutor aziendale. Dovrà sviluppare abilità comunicative e dimostrare attitudine al lavoro in gruppo.
The student must be able to clearly present in written and oral form the results of the work carried out during the internship under the guidance of the university tutor and (where required) of the company tutor. She will have to develop communication skills and demonstrate an aptitude for teamwork.
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Course
INGEGNERIA DEL SOFTWARE
Course ID
MF0221
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CODETTA RAITERI Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso tratta le fasi del processo di sviluppo di sistemi software: specifica, progettazione, implementazione, collaudo e manutenzione. Inoltre viene introdotto il linguaggio UML per la specifica e la progettazione di sistemi. L'attività di laboratorio consiste nella preparazione di diagrammi UML tramite un apposito editor, e la loro traduzione in codice.
The course deals with the stages of the development of software systems: specification, design, implementation, validation and verification, maintenance. Moreover, the UML language for the specification and design of systems is introduced. The activity in the laboratory consists of preparing UML diagrams by means of a specific editor, and their translation into code.
Testi di riferimento/Textbooks
- I. Sommerville, "Ingegneria del software", Pearson Education Italia - M. Fowler, "UML distilled", Pearson Education Italia
- I. Sommerville, "Software Engineering", Addison Wesley - M. Fowler, "UML distilled", Addison Wesley
Obiettivi formativi/Mission
Lo studente deve conoscere: 1) i passi necessari per realizzare un sistema software a partire dalla richiesta di un committente, fino alla consegna, secondo il processo dell'Ingegneria; 2) i diagrammi UML necessari per modellare il dominio applicativo, i requisiti, l'architettura e il comportamento del sistema; 3) terminologia dell'Ingegneria. Lo studente deve essere in grado di: 1) organizzare un processo di lavoro secondo le fasi dell'Ingegneria, individuando e definendo tutte le informazioni propedeutiche all'implementazione del sistema (requisiti, architettura, comportamento); 2) rappresentare tali informazioni sotto forma di diagrammi UML in modo da essere comprensibili da altri sviluppatori, e scrivere il codice rispettando il contenuto di tali diagrammi; 3) comprendere e utilizzare il linguaggio tipico dagli ingegneri.
The student must know: 1) the steps necessary to realize a software system, from the customer's requests, to the delivery, according to the engineering process; 2) the UML diagrams necessary to model the application domain, the requirements, the architecture, and the behaviour of the system; 3) terminology of engineering. The student must be able to: 1) organize a working process according to the steps of Engineering, identifying and defining all the information necessary to implement the system (requirements, architecture, behaviour); 2) represent such information in terms of UML diagrams in order to be read by other developers, and write the code respecting the contents of such diagrams; 3) understand and use the language of engineers.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nei corsi di Paradigmi di programmazione e Basi di dati.
Knowledge acquired in the Programming paradigms course and Databases course.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso prevede lezioni frontali in aula e lezione pratiche in laboratorio. Modalità: le lezioni frontali si occupano di spiegare le fasi dell'Ingegneria e come queste si possono applicare allo sviluppo di un sistema software. Inoltre si presenta il linguaggio UML sia dal punto di vista formale sia dal punto di vista applicativo mostrando come può essere utilizzato per modellare il dominio applicativo, i requisiti, l'architettura, il comportamento del sistema, e per supportare la scrittura del codice. Le lezioni pratiche prevedono la preparazione di un progetto dove si definiscono dei diagrammi UML e si traducono in codice. Strumenti: Un caso di studio specifico è utilizzato durante le lezioni frontali per mostrare come progettare il sistema a partire dalla deduzione dei requisiti dal dominio applicativo. Il caso di studio viene progressivamente sviluppato durante le lezioni riguardanti l'applicazione pratica delle fasi dell'Ingegneria e di UML. Lo scopo del caso di studio è fornire agli studenti un esempio concreto di applicazione delle procedure viste nel corso. La preparazione da parte degli studenti di un proprio progetto in UML è richiesto durante le ore in laboratorio. Tale progetto deve avere gli stessi contenuti in termini di specifica e progettazione. Lo scopo del progetto è l'applicazione pratica da parte degli studenti delle stesse procedure viste durante le lezioni frontali. Un apposito editor UML (Visual Paradigm) è utilizzato sia in aula sia in laboratorio, per modellare il caso di studio e per preparare il progetto. Il corso ha una propria pagina nella piattaforma DIR (Didattica in Rete) che contiene le slide del corso, le istruzioni per l'editor UML, alcune prove scritte del passato, ecc.
The course consists of frontal lectures and laboratory lectures. Modality: the frontal lectures explain the stages of Engineering and how they can be applied to the development of a software system. Moreover the UML language is presented from both the formal point of view and the application point of view, showing how it can be used to model the application domain, the requirements, the system architecture and behaviour, and to support code writing. The laboratory lectures are dedicated to preparing a project where UML diagrams are defined and translated into code. Tools: A specific case study is used during the frontal lectures to show how to design the system, starting from the elicitation of requirements from the application domain. The case study is gradually developed during the lectures about the practical application of Engineering stages and UML. The goal of the case study is providing a concrete example of application of the procedures presented in the course. The preparation by the students of their own project in UML, is required during the laboratory lectures. Such project must have the same contents in terms of specification and design. The goal of the project is the practical application by the students, of the same procedures presented during the frontal lectures. A specific UML editor (Visual Paradigm) is used in both kinds of lectures, to model the case study and prepare the project. The course has its own page in the platform DIR (Didattica in Rete) which contains the slides, the instructions for the UML editor, several written tests in the past, etc.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso sono previste varie scadenze per consegnare le parti del progetto di laboratorio: diagrammi di specifica (verso fine ottobre), diagrammi di progettazione (verso fine novembre), codice e test-cases (verso fine dicembre). Ciò viene fatto tramite uno strumento di condivisione dei file (Git) e consente di controllare periodicamente quanto prodotto dagli studenti.
During the course, deadlines are planned to delivery the parts of the laboratory project: specification diagrams (around the end of October), design diagrams (around the end of November), code and test-cases (around the end of December). This is done by means of a file sharing tool (Git) and pernits the periodic control of the students' work.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Per gli studenti che frequentano il corso, l'esame è composto da due parti: 1) la consegna, alla fine del corso, del progetto realizzato durante le lezioni di laboratorio; 2) una prova scritta riguardante la parte di teoria da sostenere agli appelli. Per essere ammessi alla prova scritta il progetto deve essere consegnato. 1) La valutazione del progetto si basa sulla qualità dei diagrammi UML realizzati, in termini di precisione (circa 10 punti), coerenza (circa 10 punti) e completezza (circa 10 punti). Per precisione si intende la correttezza formale dei diagrammi, un livello di dettaglio accettabile e l'assenza di ambiguità di interpretazione del contenuto. Per coerenza si intende che non ci devono essere discrepanze tra un diagramma e l'altro, e tra i diagrammi e il codice implementato. Per completezza si intende che tutti i diagrammi richiesti devono essere presenti, assieme al codice corrispondente e ai test-case. 2) Nella prova scritta si verificano la conoscenza delle varie fasi del processo dell'Ingegneria, l'acquisizione della terminologia dell'Ingegneria e l'applicazione di alcuni metodi. L'esame scritto prevede sia domande (circa 15) sui concetti teorici, sia esercizi applicativi (circa 3) relativi ai metodi. Il numero delle domande è motivato dalla necessità di coprire tutti gli argomenti; tuttavia ogni domanda è abbastanza specifica e richiede una risposta relativamente breve. Una domanda vale circa 1.5 punti su 30; ogni esercizio vale circa 2.5 punti. Durante la prova scritta non è consentita la consultazione del materiale del corso o di manuali. Sulla piattaforma DIR, nella pagina del corso, ci sono esempi di prove scritte del passato. Il voto finale è dato dalla media tra i voti del progetto consegnato e dell'esame scritto. Per gli studenti che non frequentano il corso è prevista una prova orale su tutto il programma del corso (teoria e UML), da sostenere agli appelli. La prova orale prevede domande su argomenti della parte di teoria (circa 3), esercizi relativi ai metodi visti in questa parte (circa 2), domande sugli aspetti formali di UML (circa 3), esercizi relativi ai diagrammi UML (circa 2). Una domanda vale circa 3 punti; un esercizio vale circa 3 punti.
For the students attending the course, the exam is composed by two parts: 1) the delivery, at the end of the course, of the project realized during the laboratory lectures; 2) a written test concerning the theory. In order to be admitted to the written test the project must be delivered. 1) The evaluation of the project is based on the quality of the UML diagrams realized, in terms of precision (about 10 points), coherence (about 10 points), and completeness (about 10 points). Precision means the formal correctness of the diagrams, an acceptable detail level, and the absence of ambiguity in the interpretation of the contents. Coherence means that there are no discrepancies between a diagram and another one, and between the diagrams and the code implemented. Completeness means that all the required diagrams are present, together with the corresponding code and the test-cases. 2) The knowledge of the Engineering stages, the knowledge of the Engineering terminology, and the application of specific methods, are verified in the written test which is composed by both questions (about 15) about theoretical concepts, and practical exercises (about 3) about the methods. The number of questions is motivated by the necessity to cover all the topics; however every question is quite specific and requires a relatively brief answer. The score of every question is about 1.5 points over 30; the score of every exercise is about 2.5 points. During the written test, consulting the course materials or manuals is not allowed. The DIR platform, in the course page, contains examples of written tests in the past. The final score is given by the average of the scores of the delivered project and the written test. For the students not attending the course, the exam is oral and concerns all the topics of the course (theory and UML). The oral exam consists of questions about the topics from theory (about 3), exercises about the methods presented in this part (about 2), questions about the formal aspects of UML (about 3), exercises about UML diagrams (about 2). The score of every question is about 3 points over 30; the score of every exercise is about 3 points over 30.
Programma esteso/Content
- Introduzione all'Ingegneria del Software - Processo software (ciclo di vita del software) - Specifica dei requisiti - Specifica con UML - Progettazione - Progettazione con UML - Da UML al codice - Collaudo - Manutenzione - Gestione del progetto - Modelli di processo software - Design patterns - Strumenti software - Progetto di laboratorio
- Introduction to the Software Engineering - Software process (software life-cycle) - Requirements specification - Specification using UML - System design - Design using UML - From UML to code - Verification and validation - Maintenance - Project management - Software process models - Design patters - Software tools - Lab. project
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Il corso prevede una parte teorica e una parte di laboratorio. La parte teorica tratta il processo dell'Ingegneria strutturato nelle fasi di specifica, progettazione, implementazione, collaudo e manutenzione. Lo scopo e' mostrare come tale processo puo' essere applicato allo sviluppo di sistemi software. La parte di laboratorio introduce il linguaggio UML per la specifica e la progettazione di sistemi. L'attività in laboratorio consiste nella preparazione di diagrammi UML relativi ad un determinato sistema software, attraverso l'uso di un editor UML, e la loro traduzione in codice. Questo permette di prendere confidenza con tali diagrammi e approfondirne la conoscenza. Conoscenza e comprensione: fasi dell'Ingegneria, aspetti formali dei vari tipi di diagrammi UML. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicazione delle fasi dell'Ingegneria allo sviluppo di un sistema software, ed in particolare, - studio del dominio applicativo; - deduzione dei requisiti dal dominio; - modellazione del dominio e dei requisiti in UML; - definizione e modellazione in UML di un'architettura software adatta a realizzare i requisiti; - definizione e modellazione in UML del comportamento dei componenti del sistema durante l'esecuzione di un certo requisito, con un livello di dettaglio tale da consentire l'implementazione del requisito in un linguaggio di programmazione. Autonomia di giudizio: studio e definizione in modo autonomo del dominio applicativo, dei requisiti, dell'architettura e del comportamento del sistema. Abilità comunicative: - comunicazione e coordinazione all'interno del gruppo di lavoro; - esprimere i requisiti del sistema con diversi gradi di dettaglio; - stesura dei diagrammi UML in modo completo, dettagliato e coerente, al fine di renderli comprensibili a qualunque programmatore. Capacita' di apprendimento: acquisire la terminologia dell'Ingegneria, organizzare lo sviluppo di un sistema secondo le fasi dell'Ingegneria, modellare gli aspetti di specifica e progettazione tramite un linguaggio formale quale UML.
The course consists of a theoretical section and a laboratory section. The theoretical section deals with the Engineering process structured in the following stages: specification, design, implementation, verification & validation, maintenance. The aim is showing how such process can be applied to the development of software systems. The laboratory section introduces the UML language for the specification and the design of systems. The activity in the laboratory consists of preparing UML diagrams about a certain software system, by means of an UML editor, and translating them into code. This allows the students to become familiar with such diagrams and improve the knowledge of them. Knowledge and comprehension: stages of Engineering, formal aspects of the several kinds of UML diagrams. Ability to apply knowledge and comprehension: application of the Engineering stages and UML to the development of a system software, and in particular, - the study of the application domain; - the requirement elicitation from the domain; - UML modeling of the domain and the requirements; - definition and UML modeling of a software architecture able to realize the requirements; - definition and UML modeling of the component behaviour during the execution of a specific requirement, with a detail level allowing the programmer to implement the requirement. Judgement autonomy: study and definition in an autonomous way, of the application domain, the requirements, the system architecture and behaviour. Communication abilities: - communication and coordination inside the working group; - expressing the system requirements with different levels of detail; - designing the UML diagrams in a complete, detailed, and coherent way, with the goal of making them clear to any programmer. Learning capacity: acquiring the terminology of Engineering, planning the development of a system according to the stages of Engineering, modeling specification and design aspects by means of a formal language such as UML.
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Course
CALCOLO DELLE PROBABILITÀ E STATISTICA
Course ID
MF0358
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GRASSI PIETRO
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/06 - PROBABILITÀ E STATISTICA MATEMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di Probabilità: Assiomi della probabilità, diagrammi di Venn, Spazi equiprobabili, probabilità condizionata, Teorema di Bayes. Variabili aleatorie e valore atteso. Variabili aleatorie discrete e continue, variabili aleatorie indipendenti, valore atteso. Varianza e covarianza. Modelli di variabili aleatorie: Variabili di Bernoulli e binomiali, ipergeometriche, geometriche e negative. Distribuzione di Poisson, Variabili aleatorie uniformi, variabili aleatorie normali, variabili aleatorie esponenziali. Teorema limite centrale. Statistica di base. Gruppi di dati, media, mediana, quartili. Definizione delle statistiche campionarie. Valori attesi, varianza campionaria. Stima dei parametri, stimatori Bayesiani. Verifica delle ipotesi e applicazioni all'informatica.
Basic probability theory: the axioms of probability, Venn diagrams, space with equally likely outcomes, conditional probability, Bayes’ formula. Random variables and expectation: discrete and continuous random variables, independent random variables, expected values, variance and covariance. Special random variables: Bernoulli and binomial random variables, Poisson distribution, uniform random variables, normal random variables, exponential random variables. Central limit theorem. Basic statistics. Set of data, mean, quartiles. Definition of sample statistics, sample variance. Parameter estimations, Bayesian estimators. Hypothesis testing and applications to computer science.
Testi di riferimento/Textbooks
Sheldon M. Ross: Probabilità e Statistica per l'Ingegneria e le Scienze,Apogeo Education – Seconda Edizione 2008
Sheldon M. Ross: Introduction to probability and statistics for Engineers and scientists, Elsevier 2004 (Probabilità e Statistica per l'Ingegneria e le Scienze,Apogeo Education – Seconda Edizione 2008)
Obiettivi formativi/Mission
Avviare lo studente agli elementi base della teoria e della pratica del calcolo delle probabilità.  Introdurre le principali distribuzioni di probabilità e il loro utilizzo. Introdurre lo studente alle basi della statistica, definizione della statistiche, stima dei parametri. Verifica delle ipotesi.
Introduce the student to the basic elements of theory and application of probability. Introduce the most important probability distributions with applications.Introduce the students to the basic elements of statistics, statistical mean, statistical variance. Parameter estimations. Hypothesis verifications.
Prerequisiti/Required background knowledge
Analisi e matematiche discrete. Algebra elementare e algebra lineare.
Calculus and discrete mathematics. Elementary algebra and Linear Algebra.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali ed esercitazioni.
Class lectures with exercises.
Altre informazioni/Further information
L'esame è in una unica prova, consistente in un test scritto.
The exam consists of a written examination.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto. L'esame consiste in due esercizi, uno centrato sulla teoria delle probabilita' e uno sulla statistica. Ogni esercizio consta di 5 domande distinte con livello di difficolta' crescente. Ogni esercizio prevede anche una domanda piu' teorica per verificare le conoscenze della teoria oltre alla capacita' di svolgere l'esercizio.
Written test. The exam consists in two exercises, one focused on probability and the other on statistics. Each exercise has 5 questions with increasing level of difficulty. Each exercise has also a theoretical question to value the preparation.
Programma esteso/Content
Elementi di Probabilità: Assiomi della probabilità, diagrammi di Venn, Spazi equiprobabili, probabilità condizionata, Teorema di Bayes. Variabili aleatorie e valore atteso: Variabili aleatorie discrete e continue, variabili aleatorie indipendenti, valore atteso, Varianza e covarianza. Modelli di variabili aleatorie: Variabili di Bernoulli e binomiali,Distribuzione di Poisson, Variabili aleatorie uniformi, variabili aleatorie normali, variabili aleatorie esponenziali.  Teorema limite centrale. Statistica di base. Gruppi di dati, media, mediana, quartili. Definizione delle statistiche campionarie. Valori attesi, varianza campionaria. Stima dei parametri, stimatori Bayesiani. Stimatori di massima verosomiglianza, derivazione delle principali distribuzioni. Stima per la media, per la varianza e stime parametriche. Intervalli di confidenza. Verifica delle ipotesi e applicazioni all'informatica.
Basic probability theory: the axioms of probability, Venn diagrams, space with equally likely outcomes, conditional probability, Bayes’ formula. Random variables and expectation: discrete and continuous random variables, independent random variables, expected values, variance and covariance. Special random variables: Bernoulli and binomial random variables, Poisson distribution, uniform random variables, normal random variables, exponential random variables. Central limit theorem. Basic statistics. Set of data, mean, quartiles. Definition of sample statistics, sample variance. Parameter estimations, Bayesian estimators. Maximal Likelihodd technique for common distributions. Confidence level and intervals. Hypothesis testing and applications to computer science.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza della teoria della probabilita' elementare. Saper applicare gli apprendimenti a problematiche della scienza informatica. Gestione delle informazioni sulla base dei dati.
Knowledge of elementary probability theory. Know how for applications to computer science and managing of data. Knowledge of elementary statistics. Know how for applications to computer science and managing of data.
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Course
CALCOLO DELLE PROBABILITÀ E STATISTICA
Course ID
MF0357
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
TODINO ANNA PAOLA
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/06 - PROBABILITÀ E STATISTICA MATEMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di Probabilità: assiomi della probabilità, diagrammi di Venn, spazi equiprobabili, probabilità condizionata, Teorema di Bayes. Variabili aleatorie discrete e continue, variabili aleatorie indipendenti, valore atteso. Varianza e covarianza. Modelli di variabili aleatorie: variabili di Bernoulli e binomiali, ipergeometriche, geometriche. Distribuzione di Poisson, variabili aleatorie uniformi, variabili aleatorie normali, variabili aleatorie esponenziali. Teorema del Limite Centrale. Statistica di base. Gruppi di dati, media, mediana, quartili. Definizione delle statistiche campionarie. Valori attesi, varianza campionaria. Stime dei parametri. Verifica delle ipotesi e applicazioni.
Basic probability theory: the axioms of probability, Venn diagrams, space with equally likely outcomes, conditional probability, Bayes formula. Discrete and continuous random variables, independent random variables, expected values. Variance and covariance. Special random variables: Bernoulli and binomial random variables, hypergeometric and geometric variables. Poisson distribution, uniform random variables, normal random variables, exponential random variables. Central Limit Theorem. Basic statistics. Set of data, mean, quartiles. Definition of sample statistics, sample variance. Parameter estimations. Hypothesis testing and applications.
Testi di riferimento/Textbooks
Sheldon M. Ross: Probabilità e Statistica per l'Ingegneria e le Scienze, Apogeo Education – Seconda Edizione 2008
Sheldon M. Ross: Introduction to probability and statistics for Engineers and scientists, Elsevier 2004 (Probabilità e Statistica per l'Ingegneria e le Scienze,Apogeo Education – Seconda Edizione 2008)
Obiettivi formativi/Mission
Avviare lo studente agli elementi base della teoria e della pratica del calcolo delle probabilità.  Introdurre le principali distribuzioni di probabilità e il loro utilizzo. Introdurre lo studente alle basi della statistica, definizione della statistiche, stima dei parametri, verifica delle ipotesi.
Introduce the student to the basic elements of theory and application of probability. Introduce the most important probability distributions with applications. Introduce the students to the basic elements of statistics, statistical mean, statistical variance, parameter estimations, hypothesis verifications.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza dei principali contenuti dei corsi di Analisi Matematica I e Matematica Discreta.
Basic notions of the courses of Mathematical Analysis I and Discrete Mathematics.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali ed esercitazioni.
Class lectures with exercises.
Altre informazioni/Further information
L'esame è costituito da una prova scritta e da una prova orale facoltativa.
The exam consists of a written test and of an optional oral test.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La prova scritta è costituita da esercizi suddivisi equamente tra la parte di teoria della probabilità e la parte di statistica. Non è esclusa la presenza di una domanda teorica per verificare il livello di approfondimento raggiunto dallo studente.
The written exam consists in exercises, focused equitably on a part about probability theory and a part about statistics. The presence of a theoretical question to verify the level of knowledge achieved by the student, is not excluded.
Programma esteso/Content
Elementi di Probabilità: assiomi della probabilità, diagrammi di Venn, spazi equiprobabili, probabilità condizionata, Teorema di Bayes. Variabili aleatorie discrete e continue, variabili aleatorie indipendenti, valore atteso. Varianza e covarianza. Modelli di variabili aleatorie: variabili di Bernoulli e binomiali, ipergeometriche, geometriche. Distribuzione di Poisson, variabili aleatorie uniformi, variabili aleatorie normali, variabili aleatorie esponenziali. Teorema del Limite Centrale. Statistica di base. Gruppi di dati, media, mediana, quartili. Definizione delle statistiche campionarie. Valori attesi, varianza campionaria. Stima dei parametri. Stimatori di massima verosomiglianza, derivazione delle principali distribuzioni. Stima per la media, per la varianza e stime parametriche. Intervalli di confidenza. Verifica delle ipotesi e applicazioni.
Basic probability theory: the axioms of probability, Venn diagrams, space with equally likely outcomes, conditional probability, Bayes formula. Discrete and continuous random variables, independent random variables, expected values. Variance and covariance. Special random variables: Bernoulli and binomial random variables, hypergeometric and geometric variables. Poisson distribution, uniform random variables, normal random variables, exponential random variables. Central Limit Theorem. Basic statistics. Set of data, mean, quartiles. Definition of sample statistics, sample variance. Parameter estimations, Maximal Likelihodd technique for common distributions. Confidence level and intervals. Hypothesis testing and applications.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza della teoria della probabilità elementare e della statistica. Saper applicare gli apprendimenti a problematiche della scienza informatica. Gestione delle informazioni sulla base dei dati.
Knowledge of elementary probability theory. Knowledge of elementary statistics. Know how to apply probability and statistics theory to computer science and managing of data.
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Course
APPLICAZIONI MOBILI
Course ID
MF0739
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CANONICO Massimo
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Durante il corso lo studente avrà modo di conoscere e sperimentare tutti i principali layout e widget che il sistema operativo Android oltre che sfruttare i servizi cloud. Nella parte finale del corso, verrà introdotto il sistema operativo iOS attraverso lo sviluppo di semplici app.
During the course the student will have the opportunity to learn about and experiment with all the main layouts and widgets of the Android operating system as well as taking advantage of cloud services. In the final part of the course, the iOS operating system will be introduced through the development of simple apps.
Testi di riferimento/Textbooks
Android and iOS sono sistemi operativi ancora molto in evoluzione, quindi oltre alle slide del corso, il docente fornirà link alla documentazione ufficiale online.
The Android and iOS Operating system are still evolving very fast, so besides the slides of the course, the lecturer will provide to the students web links to the official online documentation.
Obiettivi formativi/Mission
Il corso si prefigge di fornire allo studente nozioni sia teoriche che sperimentali di come si progetta e sviluppa una applicazione per i dispositivi mobili.
The course focuses on theoretic and practical aspects concerning the development of mobile applications.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite dai corsi di algoritmi.
Knowledge acquired from algorithm courses.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali e sperimentazione in laboratorio che possono essere erogate in modalità in presenza.
Lectures and laboratory sessions that can be held in classroom.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso vengono svolti esercizi che riguardano l'implementazione di semplici app.
During the course, the students have to implement simple mobile apps.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Consegna di un progetto Android e di un progetto iOS.
Delivery of an Android and an iOS projects.
Programma esteso/Content
0- Informazioni generali sul corso 1- Il linguaggio Kotlin 2- Concetti base 3- Piattaforma Android 4- Emulatore Android 5- XML-based Layout 6- Widget di base 7- Lavorare con i container 8- Metodi di input: Framework 9- Messaggi Pop-up 10- Gestione delle Thread 11- Ciclo di vita di una app 12- Creazione di Intent filter 13- Gestione schermi 14 -Menus & Preferences 15 - Accessing Files 16 -Notification 17 - Maps 18 - Firebase services 19 - Manage picture 20 - iOS first apps
0- About the course 1- The Kotlin programming language 2- How to get started 3- Android platform 4- Android emulator 5- Using XML-based layout 6- Basic widgets 7- Working with containers 8- Input Method Framework 9- Pop-up messages 10- Dealing with Threads 11- Handling activity lifecycle 12- Creating Intent filter 13- Handling Multiple Screen Sizes 14 -Menus & Preferences 15 - Accessing Files 16 -Notification 17 - Maps 18 - Firebase services 19 - Manage picture 20 - iOS first apps
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Imparare a creare applicazioni mobili utilizzando vari widget e servizi cloud.
Students will learn how to create mobile applications by exploiting various widgets and cloud services.
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Course
APPLICAZIONI WEB: LINGUAGGI E ARCHITETTURE
Course ID
MF0224
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MANTOVANI DANIELE
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Metodologie e tecnologie per lo sviluppo server-side di applicazioni e servizi web.
Methods and technologies for server-side development of web applications and services.
Testi di riferimento/Textbooks
Suggeriti ma non obbligatori: C# 12 in a Nutshell: The Definitive Reference, Joseph Albahari C# 12 and .NET 8 – Modern Cross-Platform Development Fundamentals: Start building websites and services with ASP.NET Core 8, Blazor, and EF Core 8, Mark J. Price
Suggested but not mandatory: C# 12 in a Nutshell: The Definitive Reference, Joseph Albahari C# 12 and .NET 8 – Modern Cross-Platform Development Fundamentals: Start building websites and services with ASP.NET Core 8, Blazor, and EF Core 8, Mark J. Price
Obiettivi formativi/Mission
Apprendimento dei fondamenti del linguaggio C#. Apprendimento delle metodologie e architetture per lo sviluppo della parte server-side di applicazioni e servizi web.
Learning the fundamentals of the C # language. Learning of the methodologies and architectures for the development of the server-side part of web applications and services.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza della programmazione ad oggetti in un qualsiasi linguaggio. Conoscenza base di HTTP, HTML, CSS, JavaScript. Conoscenza base del modello relazionale e di SQL.
Knowledge of object-oriented programming in any language. Basic knowledge of HTTP, HTML, CSS, JavaScript. Basic knowledge of the relational model and SQL.
Metodi didattici/Teaching methods
Nella prima parte del corso si alterneranno lezioni teoriche e esercitazioni in laboratorio. Nella seconda parte (più pratica) i concetti verranno illustrati analizzando in dettaglio diversi esempi concreti.
In the first part of the course theoretical lessons and laboratory exercises will alternate. In the second part (more practical) the concepts will be illustrated by analyzing in detail several concrete examples.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso verranno assegnati degli esercizi e, nella lezione successiva, analizzate e discusse possibili soluzioni.
During the course, exercises will be assigned and, in the next lesson, possible solutions will be analyzed and discussed.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consiste nella realizzazione di un progetto (un'applicazione web) e di un orale. Il progetto può essere realizzato anche in piccoli gruppi ma verrà verificato all'orale, che ciascun membro abbia effettivamente contribuito alla sua realizzazione. Durante l'esame orale verranno comunque fatte anche domande relative ai contenuti del corso. La valutazione del progetto di laboratorio e dell'esame orale determineranno il voto finale. La realizzazione di un buon progetto che rispetti le specifiche indicate e la dimostrazione - all'orale - di aver contribuito alla sua realizzazione saranno considerati il minimo per raggiungere la sufficienza.
The exam consists in the realization of a project (a web application) and an oral. The project can also be carried out in small groups but it will be verified at the oral stage that each member has actually contributed to its realization. During the oral exam, however, questions relating to the contents of the course will also be asked. The evaluation of the laboratory project and the oral exam will determine the final grade. The realization of a good project that respects the indicated specifications and the demonstration - at the oral - of having contributed to its realization will be considered the minimum to reach the sufficiency.
Programma esteso/Content
Il corso è diviso in due parti: la prima riguarda il linguaggio di programmazione C# (concetti e costrutti fondamentali), la seconda introduce invece le metodologie, architetturali (es. Clean Architecture) e tecnologiche (caching, accesso ai dati, fattori che determinano le performance, testing, ...) per la realizzazione di applicazioni e servizi web di media complessità. Si utilizzerà ASP.NET Core quale stack tecnologico. Durante il corso verranno anche affrontati argomenti di supporto come l'accesso a dati relazionali tramite ORM (Object Relational Mapping), utilizzo di tool di sviluppo complessi (Visual Studio), unit testing.
The course is divided into two parts: the first concerns the C # programming language (fundamental concepts and constructs), the second introduces the methodologies, architectural (e.g. Clean Architecture) and technological (caching, access to data, factors that determine the performance, testing, ...) for the development of medium complexity web applications and services. We will use ASP.NET Core as the technology stack. Support topics such as access to relational data through ORM (Object Relational Mapping), use of complex development tools (Visual Studio), unit testing will also be addressed during the course.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Dimostrazione di saper concepire e progettare correttamente un'applicazione web di medio/alta complessità, sia per quanto concerne gli aspetti architetturali (ad esempio la corretta applicazione dei pattern object-oriented), sia per quanto riguarda la corretta integrazione di componenti tecnologiche in relazione agli obiettivi (ad esempio saper utilizzare in modo corretto quanto visto per realizzare un'applicazione scalabile). Conoscenza e comprensione: - linguaggio C# - accesso a dati relazionali e non - architettura delle applicazioni web (orientate al rendering di pagine e/o ai dati) - tecniche per il rendering server-side di pagine dinamiche - validazione dell'input - notifiche push (server-to-client) - tecniche mirate al fine tuning delle performance (es. caching) - autenticazione e gestione delle autorizzazioni. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: dato insieme di specifiche utente che descrivono un problema, - concepire la corretta architettura - implementare l'architettura concepita - verificarne il corretto funzionamento e rispetto delle specifiche - documentare adeguatamente quanto concepito e implementato.
Demonstration of knowing how to conceive correctly and design a web application of medium / high complexity, both as regards the architectural aspects (for example, the correct application of object-oriented patterns) and as follows the proper integration of technological components about objectives (for example knowing how to correctly use what we have seen to create a scalable application). Knowledge and understanding: - C# language - access to relational and non-relational data - web application architecture (oriented to rendering pages and data) - techniques for server-side rendering of dynamic pages - input validation - push notifications (server-to-client) - techniques aimed at the fine-tuning of performance (e.g., caching) - authentication and authorization management. Applying knowledge and understanding: given set of user specifications describing a problem, - conceive the correct architecture - implement the conceived architecture - check its correct functioning and compliance with the specifications - adequately document what has been conceived and implemented.
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Course
COMPUTAZIONE QUANTISTICA
Course ID
MF0615
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GRASSI PIETRO
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
FIS/02 - FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Viene data una introduzione alle nozioni teoriche e alle tecniche sperimentali della computazione quantistica.
The course provides an introduction to the theoretical ground and experimental techniques in quantum computation.
Testi di riferimento/Textbooks
M.A. Nielsen, I.L. Chuang, "Quantum computation and quantum information", CUP (2000); J. Preskill, Lecture Notes for Phys. 229, Quantum information and computation, http://theory.caltech.edu/~preskill/ph219/; Note del docente
M.A. Nielsen, I.L. Chuang, "Quantum computation and quantum information", CUP (2000); J. Preskill, Lecture Notes for Phys. 229, Quantum information and computation, http://theory.caltech.edu/~preskill/ph219/; Lecture notes
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle conoscenze teoriche e introduzione alle tecniche sperimentali più importanti per la computazione quantistica.
Acquisition of basic theoretical knowledge and experimental techniques for quantum computation.
Prerequisiti/Required background knowledge
Algebra lineare e analisi di base, fisica di base.
Linear algebra and calculus, introductory physics.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercizi per casa con correzione in classe, programmazione di calcolatori quantistici in rete (IBM-Q-experience)
Frontal lessons, take home exercises, practice in quantum programming with online quantum computers (IBM Q-experience)
Altre informazioni/Further information
Verranno messe a disposizione le note sintetiche delle lezioni sul sito del corso
Lecture notes will be available on the site of the course
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale. Correzione di esercizi in classe.
Oral exam. Exercises in the classroom.
Programma esteso/Content
1. Introduzione. Numeri complessi, formula di Taylor, formula di Eulero. Matrici e loro operazioni. 2. Ripasso sintetico di algebra lineare: spazi vettoriali, operatori, prodotto scalare. Le regole di base della Meccanica Quantistica. 3. Quantum bits, sfera di Bloch, qubits multipli, porte a singolo qubit e porte a qubits multipli. 4. Circuiti quantistici. Stati intrecciati. Algoritmi quantistici. Cenni alla teoria dell' informazione quantistica. 5. Crittografia quantistica. Teletrasporto. 6. Algoritmo di Deutsch-Josza. Trasformata di Fourier Quantistica. Algoritmo di Shor per la fattorizzazione di numeri interi. Algoritmo di Grover per la ricerca in un database.
1. Introduction. Complex numbers, Taylor's formula, Euler's formula. Matrices and their operations. 2. Recap of linear algebra: vector spaces, linear operators, scalar product. The basic rules of quantum mechanics. 3. Quantum bits, Bloch sphere, multiple qubits, single qubit gates and Programma esteso/Content 1. Introduzione. Numeri complessi, formula di Taylor, formula di Eulero. Matrici e loro operazioni. 2. Ripasso sintetico di algebra lineare: spazi vettoriali, operatori, prodotto scalare. Le regole di base della Meccanica Quantistica. 3. Quantum bits, sfera di Bloch, qubits multipli, porte a singolo qubit e porte a qubits multipli. 4. Circuiti quantistici. Stati intrecciati. Algoritmi quantistici. Cenni alla teoria dell' informazione quantistica. 5. Crittografia quantistica. Teletrasporto. 6. Algoritmo di Deutsch-Josza. Trasformata di Fourier Quantistica. Algoritmo di Shor per la fattorizzazione di numeri interi. Algoritmo di Grover per la ricerca in un database. Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives Acquisizione dei principi di base della computazione quantistica, e capacità di applicarli alla programmazione di calcolatori quantistici. Obiettivi per lo sviluppo sostenibile Codice Descrizione multiple qubit gates. 4. Quantum circuits. Entangled states. Quantum algorithms. Notions of quantum information. 5. Quantum cryptography. Quantum teleportation. 6. Deutsch-Josza algorithm. Quantum Fourier Transform. Shor's algorithm for factorization. Grover's algorithm for searching non structured databases.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Acquisizione dei principi di base della computazione quantistica, e capacità di applicarli alla programmazione di calcolatori quantistici.
Understanding of the basic principles of quantum computation, and ability to apply them in programming quantum computers.
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Course
COMPUTAZIONE QUANTISTICA
Course ID
MF0618
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CASTELLANI Leonardo
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
FIS/02 - FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Viene data una introduzione alle nozioni teoriche e alle tecniche sperimentali della computazione quantistica.
The course provides an introduction to the theoretical ground and experimental techniques in quantum computation.
Testi di riferimento/Textbooks
M.A. Nielsen, I.L. Chuang, "Quantum computation and quantum information", CUP (2000); J. Preskill, Lecture Notes for Phys. 229, Quantum information and computation, http://theory.caltech.edu/~preskill/ph219/; Note del docente
M.A. Nielsen, I.L. Chuang, "Quantum computation and quantum information", CUP (2000); J. Preskill, Lecture Notes for Phys. 229, Quantum information and computation, http://theory.caltech.edu/~preskill/ph219/; Lecture notes
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle conoscenze teoriche e introduzione alle tecniche sperimentali più importanti per la computazione quantistica.
Acquisition of basic theoretical knowledge and experimental techniques for quantum computation.
Prerequisiti/Required background knowledge
Algebra lineare e analisi di base, fisica di base.
Linear algebra and calculus, introductory physics.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercizi per casa con correzione in classe, programmazione di calcolatori quantistici in rete (IBM-Q-experience)
Frontal lessons, take home exercises, practice in quantum programming with online quantum computers (IBM Q-experience)
Altre informazioni/Further information
Verranno messe a disposizione le note sintetiche delle lezioni sul sito del corso
Lecture notes will be available on the site of the course
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale. Correzione di esercizi in classe.
Oral exam. Exercises in the classroom.
Programma esteso/Content
1. Introduzione. Numeri complessi, formula di Taylor, formula di Eulero. Matrici e loro operazioni. 2. Ripasso sintetico di algebra lineare: spazi vettoriali, operatori, prodotto scalare. Le regole di base della Meccanica Quantistica. 3. Quantum bits, sfera di Bloch, qubits multipli, porte a singolo qubit e porte a qubits multipli. 4. Circuiti quantistici. Stati intrecciati. Algoritmi quantistici. Cenni alla teoria dell' informazione quantistica. 5. Crittografia quantistica. Teletrasporto. 6. Algoritmo di Deutsch-Josza. Trasformata di Fourier Quantistica. Algoritmo di Shor per la fattorizzazione di numeri interi. Algoritmo di Grover per la ricerca in un database.
1. Introduction. Complex numbers, Taylor's formula, Euler's formula. Matrices and their operations. 2. Recap of linear algebra: vector spaces, linear operators, scalar product. The basic rules of quantum mechanics. 3. Quantum bits, Bloch sphere, multiple qubits, single qubit gates and multiple qubit gates. 4. Quantum circuits. Entangled states. Quantum algorithms. Notions of quantum information. 5. Quantum cryptography. Quantum teleportation. 6. Deutsch-Josza algorithm. Quantum Fourier Transform. Shor's algorithm for factorization. Grover's algorithm for searching non structured databases.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Acquisizione dei principi di base della computazione quantistica, e capacità di applicarli alla programmazione di calcolatori quantistici.
Understanding of the basic principles of quantum computation, and ability to apply them in programming quantum computers.
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Course
DIGITAL ELECTRONICS
Course ID
MF0740
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
RAMELLO Luciano
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Inglese.
English.
Contenuti/Content Summary
Il corso si propone di approfondire argomenti di elettronica digitale, dalla realizzazione fisica con transistor delle porte logiche fondamentali, ai circuiti di logica combinatoria e sequenziale, alle memorie a semiconduttore e Solid State Disk, fino alla trasmissione di dati seriali e alla conversione analogico-digitale.
The purpose of this course is to present in some depth digital electronics topics, from the physical implementation with transistors of fundamental logic gates, to combinatorial and sequantial logic circuits, to semincoductor memories and Solid State Disks, to serial data transmission and analog/digital conversion.
Testi di riferimento/Textbooks
P. Horowitz and W. Hill, The art of electronics (second edition), Cambridge University Press (1989) - ISBN: 9780521370950 Ralph J. Smith, Electronics: circuits and devices (third edition), John Wiley and Sons (1987) - ISBN: 0471844462 Nigel P. Cook, Digital Electronics with PLD Integration, Prentice Hall (2001) - ISBN: 0130869074 Materiale fornito dal docente
P. Horowitz and W. Hill, The art of electronics (second edition), Cambridge University Press (1989) - ISBN: 9780521370950 Ralph J. Smith, Electronics: circuits and devices (third edition), John Wiley and Sons (1987) - ISBN: 0471844462 Nigel P. Cook, Digital Electronics with PLD Integration, Prentice Hall (2001) - ISBN: 0130869074 Materials provided by the instructor
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza dei principi fisici di funzionamento delle porte logiche fondamentali a partire da diodi, transistor e componenti passivi. Conoscenza dei circuiti integrati digitali su piccola e media scala di integrazione, sia combinatori che sequenziali. Conoscenze di base sulla conversione analogico-digitale (nei due sensi) e sulla trasmissione di dati seriali. Capacità di applicare le conoscenze acquisite ad esempio nella scelta dei componenti da utilizzare per una data applicazione di elettronica digitale.
Students will gain a fair knowledge of the physical working principles of fundamental logic gates starting from diodes, transistors and passive components. Knowledge of integrated circuits at small and medium integration scale, both combinatorial and sequentiale. Basic knowledge on analog/digital conversion (both ways) and serial data transmission. Ability to apply this knowledge e.g. to the choice of components to be used in a given digital electronics application.
Prerequisiti/Required background knowledge
Corsi di Fisica, Architettura degli elaboratori: modulo Architettura 1.
Courses of Physics, Computer architecture module 1.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali. Durante le lezioni vengono proposte simulazioni di circuiti con LTspice e dimostrazioni del funzionamento di componenti discreti e circuiti integrati utilizzando la piattaforma open hardware Arduino. Inoltre gli studenti possono svolgere (senza obbligo) un progetto di simulazione o di sperimentazione pratica con componenti digitali discreti o integrati.
Lectures. During the lectures, simulations with LTspice and practical demonstrations of discrete electronic components and integrated circuits using the open hardware platform Arduino are proposed. In addition students have the possibility (no obligation) to develop a project of simulation or experimentation with digital components and integrated circuits.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento: verra' fatto mediante domande durante le lezioni frontali ed eventualmente quiz proposti sulla piattaforma D.I.R.
Monitoring the learning process: this will be achieved by posing questions to students during lectures and possibly through quizzes on the D.I.R. platform.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale. Di solito vengono poste almeno due domande su due diversi argomenti svolti a lezione, per verificare le conoscenze acquisite. L’esame è superato se lo studente dimostra un livello di comprensione almeno sufficiente sui due (o più) argomenti discussi. Il progetto facoltativo (vedere sezione Metodi didattici) sostituisce lo studio della parte su conversiona analogico/digitale e trasmissione di dati seriali e contribuisce per 1/3 al voto finale.
Oral exam. Usually at least two questions on two different topics developed during lectures are made, in order to verify the acquired knowledge. The exam is passed when a sufficient level of understanding is demonstrated on each of the two (or more) topics. The optional project (see the section on Teaching methods) substitutes the study of the part on analog/digital conversion and serial data transmission and contributes 1/3 of the final grade.
Programma esteso/Content
Quantita' elettriche, dati e dispositivi analogici e digitali. Circuiti con componenti passivi e diodi. Circuiti con transistor BJT e MOS. Porte logiche fondamentali (OR, AND, NOT, NOR, XOR, NAND) e loro realizzazione fisica. Logica standard (cablata), logica programmabile e ASIC. Alcuni circuiti integrati digitali a varie scale di integrazione (SSI, MSI, LSI, VLSI). Codificatori, decodificatori, multiplexer, demultiplexer. Flip-flop, registri e contatori. Memorie a semiconduttore: ROM, EPROM, RAM. Memorie flash e Solid State Disk. Trasmissione dati seriale: RS-232 e USB. Conversione digitale-analogica e analogica-digitale.
Electrical quantities, analog and digital data and devices. Circuits with passive componets and diodes. Circuits with BJT and MOS transistors. Fundamental logic gates (OR, AND, NOT, NOR, XOR, NAND) and their physical implementation. Standard (wired) logic, programmable logic and ASICs. Some digital ICs at various degrees of integration (SSI, MSI, LSI,VLSI). Encoders, decoders, multiplexers, demultiplexers. Flip-flops, registers and counters. Semiconductor memories: ROM, EPROM, RAM. Flash memories and Solid State Disks. Serial data transmission: RS-232 and USB. Digital-to-analog and analog-to-digital conversion.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: Conoscere le caratteristiche fisiche delle porte logiche e dei circuiti digitali, comprendere il meccanismo di funzionamento dei transistor e degli altri componenti utilizzati. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Saper leggere e interpretare le specifiche dei componenti discreti e dei circuiti integrati. Autonomia di giudizio: Saper valutare quando utilizzare logica cablata, logica programmabile o microprocessore per una data applicazione.
Knowledge and understanding: Knowing the physical features of logic gates and digital circuits, understanding the working principles of transistors and other components used. Applying knowledge and understanding: Being able to read and interpret datasheets of discrete components and integrated circuits. Making judgements: Being able to decide when to use wired logic, programmable logic or a microprocessor for a given application.
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Course
ETICA DIGITALE
Course ID
MF0741
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BENZI MARGHERITA
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
M-FIL/02 - LOGICA E FILOSOFIA DELLA SCIENZA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Elementi di etica applicati ai temi dell'innovazione digitale
Elements of ethics applied to digital innovation issues
Testi di riferimento/Textbooks
Fossa, f., Schiaffonati, V, e Tamburrini, G. (a cura di) "Automi e persone. Introduzione all'etica dell'intelligenza artificiale e dell robotica". Carocci 2021 , 7 capitoli scelti tra i seguenti:1 - 9, 12. K. O'Neil, "Armi di distruzione matematica". Bompiani 201 (capitoli VIII-IX facoltativi)
Fossa, f., Schiaffonati, V, e Tamburrini, G. (a cura di) "Automi e persone. Introduzione all'etica dell'intelligenza artificiale e dell robotica". Carocci 2021 (parti) K. O'Neil, "Armi di distruzione matematica". Bompiani 201 (parti)
Obiettivi formativi/Mission
- Introduzione all’etica digitale e ai suoi fondamenti concettuali - Analisi delle principali teorie etiche e dei loro applicazioni nel contesto digitale - Sviluppo di capacità di argomentazione etica basata su una solida comprensione dei principi etici e delle loro applicazioni nel mondo digitale - Promozione dell'auto-riflessione e della consapevolezza critica sull'impatto etico delle proprie azioni digitali - Valutazione critica delle leggi e delle norme esistenti nell’ambito digitale
- Introduction to digital ethics and its conceptual foundations - Analysis of the main ethical theories and their applications in the digital context - Development of ethical argumentation skills based on a sound understanding of ethical principles and their applications in the digital world - Promotion of self-reflection and critical awareness of the ethical impact of one's digital actions - Critical evaluation of existing laws and regulations in the digital environment
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze di informatica di base
Basic computer knowledge
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, discussioni in classe, uso di strumenti audiovisivi
Lectures, class discussions, use of audiovisual tools
Altre informazioni/Further information
Gli studenti e le studentesse sono invitati a seguire gli aggiornamenti della pagina del corso pubblicata su DIR per il materiale integrativo e di supporto alle lezioni nonché per il programma dettagliato.
Students are strongly recommended to follow the course page updates posted on DIR for supplementary and supporting lecture material as well as the detailed syllabus.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
1.Progetto: le studentesse e gli studenti potranno presentare un saggio nel quale discutono, sostenendola con argomenti coerenti, una tesi relativa agli argomenti del corso. Coloro che decidono di portare il saggio potranno portare - oltre al saggio e al volume di O'Neil - 4 capitoli al anziché 7 del volume di Fossa, Schiaffonati e Tamburrini. 2. Orale: eventuale discussione del saggio e domande sui testi in programma
1.Project: students may submit a paper in which they discuss, supporting it with coherent arguments, a thesis related to the course topics. Those who decide to bring the essay may bring - in addition to the essay and O'Neil's volume - 4 chapters instead of 7 of the volume by Fossa, Schiaffonati and Tamburrini. 2. Oral: Discussion of the paper, if submitted, and questions about the texts in the program
Programma esteso/Content
1. Problema delle macchine autonome e diverse formulazioni del "trolley problem"- Principali tipi di soluzione dei dilemmi morali 2. Armi autonome e relativi problemi etici 3. Conseguenze sociali e morali dei bias algoritmici 4. I nuovi persuasori occulti: il deep nudge e le sue implicazioni etiche 4. Dall'etica alla legislazione: orientamenti della legislazione europea sull'intelligenza artificiale
1. Autonomous machine problem and different formulations of the 'trolley problem' - Main types of solutions to moral dilemmas 2. Autonomous weapons and related ethical problems 3. Social and moral consequences of algorithmic biases 4. The new hidden persuaders: the deep nudge and its ethical implications 4. From ethics to legislation: orientations of European legislation on artificial intelligence
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
1. Conoscenza e comprensione: • Introduzione all'etica digitale e ai suoi fondamenti concettuali. • Studio delle implicazioni etiche dei progressi tecnologici digitali. • Analisi delle principali teorie etiche e delle loro applicazioni nel contesto digitale. • Esame delle questioni legate alla privacy, all’accessibilità digitale e all'equità nell'era digitale. 2. Applicazione della conoscenza e comprensione: • Studio dei casi concreti riguardanti dilemmi etici nel contesto digitale. • Analisi e discussione di scenari etici derivanti dall'uso di tecnologie digitali in settori specifici. • Sviluppo di capacità critiche per valutare e risolvere problemi etici in ambito digitale. 3. Giudizio autonomo: • Approfondimento delle competenze etiche per prendere decisioni informate e responsabili in contesti digitali complessi. • Valutazione critica delle politiche, delle leggi e delle norme etiche esistenti nell'ambito digitale. • Sviluppo di capacità di argomentazione etica basata su una solida comprensione dei principi etici e delle loro applicazioni nel mondo digitale. 4. Abilità comunicative: • Sviluppo di competenze di comunicazione efficace nella presentazione e nella discussione di questioni etiche legate al mondo digitale. • Pratica della scrittura accurata e persuasiva di testi che affrontano dilemmi etici nel contesto digitale. • Utilizzo di mezzi di comunicazione digitali per promuovere il dibattito e la consapevolezza sull’etica digitale. 5. Capacità di apprendimento: • Sviluppo di una mentalità di apprendimento continuo per rimanere aggiornati sulle questioni etiche emergenti nel contesto digitale. • Promozione dell'auto-riflessione e della consapevolezza critica sull'impatto etico delle proprie azioni digitali. • Capacità di adattarsi e rispondere ai cambiamenti etici che derivano dalle innovazioni tecnologiche nel mondo digitale.
1. Knowledge and understanding: - Introduction to digital ethics and its conceptual foundations. - Study of the ethical implications of digital technological advances. - Analysis of the main ethical theories and their applications in the digital context. - Examination of issues of privacy, digital accessibility and fairness in the digital age. 2. Application of knowledge and understanding: - Case study regarding ethical dilemmas in the digital context. - Analysis and discussion of ethical scenarios arising from the use of digital technologies in specific sectors. - Development of critical skills to evaluate and solve ethical problems in the digital environment. 3. Autonomous judgement: - Deepening ethical skills to make informed and responsible decisions in complex digital contexts. - Critical evaluation of existing ethical policies, laws and rules in the digital environment. - Development of ethical argumentation skills based on a sound understanding of ethical principles and their applications in the digital world. 4. Communication skills: - Development of effective communication skills in presenting and discussing ethical issues related to the digital world. - Practice in accurate and persuasive writing of documents addressing ethical dilemmas in the digital context. - Use of digital media to promote debate and awareness on digital ethics. 5. Learning skills: - Development of a continuous learning mindset to stay abreast of emerging ethical issues in the digital context. - Promotion of self-reflection and critical awareness of the ethical impact of one's digital actions. - Ability to adapt and respond to ethical changes resulting from technological innovations in the digital world.
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Course
LABORATORIO DI CALCOLO
Course ID
S1658
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
RAMELLO Luciano
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Il programma tratta dei metodi di calcolo numerico quali l’approssimazione degli zeri di funzioni, l’interpolazione polinomiale, l'integrazione numerica e i sistemi di equazioni lineari, nonché il metodo dei minimi quadrati e i numeri casuali. Il corso è integrato con esercitazioni di laboratorio di programmazione in C.
The course deals with numerical methods such as the approximate determination of functions' zeros, the polynomial interpolation of arbitrary functions, numerical integration and linear equations systems, as well as the least squares method and random numbers. Some programming practice using the C language is foreseen.
Testi di riferimento/Textbooks
A. S. Tanenbaum, "Structured Computer Organization", ed. Prentice–Hall, 1984; W. H. Press et al., "Numerical Recipes in C", ed. Cambridge University Press, 1992
A. S. Tanenbaum, "Structured Computer Organization", ed. Prentice–Hall, 1984; W. H. Press et al., "Numerical Recipes in C", ed. Cambridge University Press, 1992
Obiettivi formativi/Mission
Fornire allo studente le nozioni di base del calcolo numerico. Conoscenza dei metodi di base del calcolo numerico dal punto di vista dell’algoritmo e della tecnica di programmazione. Capacità di comprensione di semplici programmi in C. Abilità nella combinazione e nella modifica di programmi in C ai fini del calcolo numerico. Capacità analitiche nello sviluppo di algoritmi adatti a risolvere tipici problemi di calcolo numerico.
Acquire the basic skills of numerical computation. Knowledge of basic methods of numerical computation including algorithms and programming skills. Understanding simple programs in C language. Ability to combine and modify C programs for the purpose of numerical computation. Analytical skills in developing algorithms suited to solve typical numerical computation problems.
Prerequisiti/Required background knowledge
I corsi fondamentali di Matematica e il Corso di Programmazione 1.
Fundamental courses of Mathematics and Programmazione 1.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in aula e esercitazioni in aula informatica. Le lezioni sviluppano gli argomenti teorici mentre le esercitazioni sono mirate a sviluppare le abilità di programmazione di algoritmi numerici da parte degli studenti.
Lectures and practice in the computer laboratory. Lectures develop numerical methods theory while practice in the computer laboratory is meant to develop students' skills in programming algorithms for numerical calculations.
Altre informazioni/Further information
Valutazione dei progressi durante le esercitazioni in aula informatica.
Student progress is evaluated during the computer laboratory sessions.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Svolgimento di un progetto ed esame orale finale. Il progetto richiede lo sviluppo di un programma in C su un argomento concordato a circa 2/3 dello svolgimento del Corso tra il docente e ciascuno studente o gruppo di due studenti; la valutazione della relazione scritta sul progetto, da inviare entro il termine di iscrizione all’appello orale, pesa per 1/3 sul voto finale. La prova orale verte sugli argomenti teorici del corso e su eventuali criticità della relazione di progetto e pesa per 2/3 sul voto finale. Condizione necessaria per superare l’esame è una valutazione almeno sufficiente sul progetto e almeno 12/20 per la parte orale.
Development of a project and final oral exam. The project requires students to develop a program in C language on a topic agreed among the teacher and the students (1 or 2 students per project) after 2/3 of the lectures have been delivered. The evaluation of the written report on the project, to be sent by the deadline for inscription to the exam session, contributes 1/3 of the final grade. The oral exam is centered on the topics developed during the course and on possible problems with the report on the project and contributes 2/3 of the final grade. The necessary condition to pass the exam is a sufficient score on the report and a score of at least 12/20 for the oral exam.
Programma esteso/Content
Rappresentazione dei numeri in virgola mobile, errori nella rappresentazione e precisione macchina. Programmi compilati, librerie. Ripasso dei costrutti fondamentali del linguaggio C. Approssimazione degli zeri di una funzione. Approssimazioni di funzioni e di dati. Interpolazione polinomiale. Minimi quadrati. Integrazione numerica. Sistemi di equazioni lineari. Numeri pseudocasuali e metodo MonteCarlo. Il corso è integrato da esercitazioni di Laboratorio che utilizzano il linguaggio C.
Floating point representation of real numbers, representation errors and machine precision. Approximation of the zeros of a function. Approximations of functions and data. Polynomial interpolation. Least squares. Numerical integration. Systems of linear equations. The course includes practice in the Laboratory using the C language.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscere i principali metodi di calcolo numerico. Saper applicare i metodi di calcolo numerico sviluppando programmi in linguaggio C. Conoscenza dei metodi di base del calcolo numerico. Capacità di comprensione di semplici programmi in C. Abilità nella combinazione e nella modifica di programmi in C ai fini del calcolo numerico. Vedasi anche i risultati di apprendimento attesi descritti nella sezione Obiettivi formativi.
Knowledge of the main numerical computation methods. Being able to apply these methods by developing of C-language programs. Knowledge of basic methods of numerical computation. Understanding simple programs in C language. Ability to combine and modify C programs for the purpose of numerical computation. See also the intended learning objectives described in the section about Mission.
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Course
SUPPORTO ALLE DECISIONI E ALLA GESTIONE DEI PROCESSI
Course ID
MF0742
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MONTANI Stefania
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Metodologie e tecniche per la realizzazione di un moderno strumento di Business Intelligence e di gestione dei processi
Methodologies and techniques to realize a modern Business Intelligence system and process management
Testi di riferimento/Textbooks
Z. Michalewicz et al., Adaptive Business Intelligence, Springer.
Z. Michalewicz et al., Adaptive Business Intelligence, Springer.
Obiettivi formativi/Mission
Gli studenti devono aver acquisito le seguenti conoscenze, competenze, ed abilita': Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso, consistono nell'aver appreso i concetti di intelligenza artificiale e machine learning, con particolare riferimento a metodi e tecniche relativi a: 1.gestione della conoscenza 2.predizione 3.ottimizzazione 4.adattamento Occorre inoltre essere in grado di dimostrare la capacita' di applicarli nel rispondere a quesiti di teoria, o nello svolgere alcuni esercizi.
Students must acquire the following knowledge, competences, and abilities: Having understood notions of artificial intelligence and machine learning, with particular focus on methods and techniques for: 1. knowledge management 2. prediction 3. optimisation 4. adaptation described in the lessons; being able to apply such notions in answering theoretic questions as well as exercises.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di basi di dati
Database fundamentals
Metodi didattici/Teaching methods
Lezione frontale in aula. Le lezioni frontali contempleranno anche la risposta a quesiti o la risoluzione di esercizi esemplificativi per lo svolgimento dell'esame. Esempi di test d'esame potranno essere forniti agli studenti. Le slide delle lezioni, i testi consigliati, ed altro materiale saranno forniti anche sulla piattaforma DIR, per consentire anche a chi non frequenta di tenersi al passo con lo svolgimento del corso.
Direct lessons in classroom. Classroom lessons will also include example questions or exercises useful for the final test. Example tests can also be provided to students. Slides, textbooks indications and additional material will be provided also through the DIR platform. In this way, the students who do not attend will be allowed to easily follow the course progression.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto. L'esame su questa parte del corso prevede un minimo di 3 domande, che verteranno su argomenti scelti tra: gestione della conoscenza, predizione, ottimizzazione, adattamento. Il voto terra' conto dei risultati parziali ottenuti nelle singole domande (ad esempio eseguendone una media). Eventualmente (ad esempio, per richiesta dello studente), la stessa tipologia di esame potra' essere svolta oralmente
Written test. The test will be composed by three questions at least, focused on different course topics chosen among knowledge management, prediction, optimization, adaptation. The final score will take into account the partial scores of the different questions (e.g., calculating the average). Possibly (e.g., on student's request), the same exam type will be executed orally.
Programma esteso/Content
Nel corso l’esposizione sarà organizzata in quattro parti, ciascuna riferita alla realizzazione di uno dei quattro principali moduli che compongono la struttura di un moderno strumento di Business Intelligence: 1. gestione della conoscenza: conoscenza implicita ed esplicita; Rule-based Reasoning e Case-based Reasoning; soluzioni di Case-based Reasoning avanzate (dati in forma di serie temporali, fuzzy CBR, process-oriented CBR); 2. predizione: classificazione, regressione, serie temporali; metodi matematici, basati su distanze, logici, basati su euristiche; metodi ibridi;3. ottimizzazione: metodi matematici, algoritmi evoluzionistici, ant systems, metodi ibridi; 4. adattamento: tecniche per migliorare le prestazioni del modulo di previsione.
The subject will be organised in four parts, each one referring to the realization of a specific module in a modern Business Intelligence tool architecture: 1. knowledge management: implicit and explicit knowledge; Rule-based Reasoning and Case-based Reasoning; advanced Case-based Reasoning solutions (time series data, fuzzy CBR, process-oriented CBR); 2. prediction: classification, regression, time series; mathematical models, distance-based models, logic models, heuristic models; hybrid methods; 3. optimisation: mathematical methods, evolutionary algorithms, ant systems, hybrid methods; 4. adaptation: techniques to improve the prediction module performances.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti devono acquisire approfondita conoscenza di metodologie e tecniche di rappresentazione e gestione della conoscenza, predizione, ottimizzazione, adattamento. Capacita' di applicare conoscenza: capacità di valutare e/o applicare le tecniche studiate per progettare un sistema di supporto alle decisioni in un contesto aziendale, dove possono essere presenti dati e conoscenze eterogenee; Autonomia di giudizio: capacità di lavorare in maniera autonoma, anche in situazioni aziendali complesse o a fronte di informazioni incomplete Abilità comunicative: devono saper giustificare le scelte progettuali o implementative fatte comunicandole in modo chiaro anche a utenti meno esperti Capacita' di apprendere: Gli studenti devono aver acquisito la capacita' di descrivere e saper scegliere le più opportune tecniche per la realizzazione di un sistema di supporto alle decisioni aziendali
Knowledge and comprehension: students must acquire a deep knowledge about: methodologies and techniques for: knowledge representation and management, prediction, optimization, adaptation. Capacity to apply knowledge and comprehension: ability to evaluate and/or apply the techniques studied in the course to design a decision support tool in an enterprise context, where heterogeneous data and knowledge may be available; Judgement autonomy: ability to work in an autonomous way, and deal with complex enterprise situations or with incomplete information Communication capabilities: They must be able to justify their design or implementation choices and clearly communicate them also to a non expert audience. Learning capacity: students must acquire the capability of describing and properly choosing the correct techniques to realize an enterprise decision support system
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Course
CALCOLO NUMERICO
Course ID
S0515
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO LIDIA
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/08 - ANALISI NUMERICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
D
Year
3
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso fornisce nozioni sull'analisi degli errori, l'aritmetica di macchina, l'approssimazione numerica della soluzione di equazioni non lineari, metodi efficienti per la soluzione di sistemi di equazioni lineari. Il corso affronta anche le principali questioni relative all'approssimazione delle funzioni e all'integrazione numerica.
The course provides notions on error analysis, finite precision number system and arithmetic, numerical approximation of the solution of nonlinear equations, efficient methods for the solution of systems of linear equation. The course also approaches the main issues related to function approximation and numerical integration.
Testi di riferimento/Textbooks
Appunti del docente caricati sulla piattaforma DIR.
Teacher's notes available on the DIR platform.
Obiettivi formativi/Mission
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti la conoscenza dei metodi numerici di base e la analisi delle loro principali proprietà. Scopo dell'insegnamento è che gli studenti acquisiscano e sappiano utilizzare un linguaggio matematico appropriato in relazione agli argomenti trattati nel corso e che sviluppino la capacità di utilizzare in maniera corretta e consapevole le nozioni imparate. Obiettivo formativo dell’insegnamento è quello di sviluppare la capacità di implementare su calcolatore gli strumenti matematici introdotti a lezione. In particolare, lo studente sarà in grado di valutare uno schema numerico sia dal punto di vista dell'accuratezza dell'approssimazione che fornisce sia dal costo computazionale della sua implementazione.
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge of the basic topics of numerical calculus. In particular, he/she will be able to evaluate a numerical scheme from both the point of views of the accuracy of the approximation it provides and the computational cost of its implementation.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza delle nozioni fondamentali fornite durante corsi matematica. In maggior dettaglio: funzioni e successioni, limiti, calcolo differenziale in una variabili, sviluppi di Taylor, calcolo integrale in una variabile, problemi ai valori iniziali per sistemi di equazioni differenziali ordinarie. Spazi vettoriali, sistemi lineari, algebra delle matrici, autovalori ed autovettori.
The knowledge of the main notions provided during a basic course of Mathematics is required. In more details: Functions and sequences, Limits, Differential calculus, Taylor expansion, Integral calculus in one variable, Initial value problems for ordinary differential equations; Vector spaces, Linear systems, Matrix algebra, Eigenvalues.
Metodi didattici/Teaching methods
La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali alla lavagna ed esercitazioni in laboratorio informatico. Oltre alle lezioni teoriche verranno svolte esercitazioni in laboratorio informatico da parte del docente con il coinvolgimento attivo degli studenti per approfondire gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche. I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante le esercitazioni in laboratorio per stimolare negli studenti il senso critico e l’autonomia di giudizio. Frequenza: consigliata
Teaching will take place through lectures on the blackboard and exercises in the computer lab. In addition to the theoretical lessons, the teacher will carry out exercises in the computer lab with the active involvement of the students to deepen the topics covered during the theoretical lessons. The concepts covered by the course will be discussed collegially in the classroom and applied directly during laboratory exercises to stimulate students' critical sense and autonomy of judgment. Attendance: Advised
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Prova orale sugli argomenti trattati durante le lezioni teoriche e pratiche (laboratorio informatico). Durante la prova orale lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito conoscenze sui contenuti del corso utilizzando strumenti e terminologia appropriata.
Oral exam on the topics covered during the theoretical and practical lessons (computer lab). During the oral exam, the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the main course contents using the appropriate terminology. He/She must also demonstrate ability of putting into practice, with critical awareness, some of the activities carried out in laboratory during the course.
Programma esteso/Content
ANALISI DELL'ERRORE: errore assoluto ed errore relativo. Tipologie di errore. Numeri di macchina. Rappresentazione mediante troncamento ed arrotondamento. Precisione di macchina. Overflow ed Underflow. Aritmetica finita. Condizionamento di un problema. Condizionamento delle quattro operazioni algebriche fondamentali; APPROSSIMAZIONE DI ZERI DI FUNZIONE: Il metodo di bisezione: criteri di arresto, condizionamento del problema ed ordine di convergenza. Il metodo di Newton: convergenza locale ed ordine di convergenza quadratico per radici semplici. Il caso di radici multiple: convergenza lineare e ripristino dell'ordine quadratico per il caso di molteplicità esatta nota a priori. Metodi quasi-Newton. RISOLUZIONE DI SISTEMI LINEARI: Casi semplici. Fattorizzazione LU: esistenza, unicità e costo computazionale. Matrici a diagonale dominante. Matrici simmetriche e definite positive: metodo di Cholesky. Pivoting. Condizionamento del problema. Metodi iterativi di base. Sistemi lineari sovradeterminati: soluzione nel senso dei minimi quadrati, metodo delle equazioni normali e cenni sul metodo basato sulla fattorizzazione QR. APPROSSIMAZIONE DI FUNZIONI: Interpolazione polinomiale: esistenza ed unicità del polinomio interpolante. Forma di Lagrange. Cenni sulla analisi dell'errore. Il metodo dei minimi quadrati nel discreto. INTEGRAZIONE NUMERICA: Formule di quadratura di tipo interpolatorio. Formule di Newton-Cotes: il metodo dei trapezi ed il metodo di Simpson semplici. Analisi dell'errore. Grado di precisione di una formula di quadratura. Analisi del condizionamento di un integrale definito e di una formula di quadratura. Metodo dei trapezi e di Simpson compositi e relativa analisi dell'errore. AMBIENTE DI CALCOLO MATLAB: Definizione di variabili scalari, vettori e matrici. Tipo di una variabile. Operatore due punti. Sottovettori e sottomatrici. Operatori aritmetici, relazionali e logici. Espressioni. Principali funzioni built-in. M-files di tipo script. Comandi per l'input e l'output dei dati. Comandi per il controllo del flusso di esecuzione. M-files di tipo function: parametri di input e di output. Principali comandi per la grafica in 2D.
The course provides notions on error analysis, finite precision number system and arithmetic, numerical approximation of the solution of nonlinear equations, efficient methods for the solution of systems of linear and non linear equations. The course also approaches the main issues related to function approximation and numerical integration. Finally, the use of the Matlab software from the command window and by using M-files is presented.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito le tecniche di base per lo sviluppo di metodi numerici e lo studio delle loro principali proprietà. Lo studente dovrà essere in grado di saper individuare i metodi più appropriati per la risoluzione di alcuni specifici problemi numerici anche in rapporto all'accuratezza richiesta ed alle risorse di calcolo a disposizione. Dovrà quindi essere in grado di passare dallo sviluppo ed analisi dei metodi alla loro implementazione, al loro utilizzo ed ai relativi test di correttezza ed accuratezza. Lo studente, sulla base dell'analisi dei metodi studiati, dovrà essere in grado di fornire una valutazione di pro e contro di ciascun metodo in modo da effettuare scelte consapevoli nella risoluzione dei problemi. Dovrà inoltre essere in grado di valutare la bontà dei risultati forniti dalle prove numeriche effettuate per mezzo dei codici presentati dal docente in aula o realizzati dallo studente stesso. Lo studente dovrà acquisire la capacità di descrivere, per ciascun problema studiato, la natura del problema stesso, le difficoltà nella sua risoluzione al calcolatore e le modalità con cui tali difficoltà sono affrontate. Dovrà inoltre acquisire la capacità di presentare in maniera efficace i risultati delle proprie esperienze numeriche. Sulla base dei problemi, dei metodi studiati e della loro analisi, lo studente dovrà acquisire la capacità di elaborare in proprio strategie risolutive da applicare a nuovi problemi.
At the end of the course the student must have acquired the basic techniques for the development of numerical methods and the study of their main properties. The student must be able to identify the most appropriate methods for solving some specific numerical problems also in relation to the required accuracy and the available computing resources. He/she must therefore be able to pass from the development and analysis of the methods to their implementation, their use and the related correctness and accuracy tests. The student, on the basis of the analysis of the methods studied, must be able to provide an evaluation of the pros and cons of each method in order to make informed choices in solving problems. The student must also be able to evaluate the quality of the results provided by the numerical tests carried out by means of the codes presented by the teacher in the classroom or made by the student himself. The student will have to acquire the ability to describe, for each problem studied, the nature of the problem itself, the difficulties in solving it on the computer and the ways in which these difficulties are faced. He/she will also have to acquire the ability to effectively present the results of his/her numerical experiences. On the basis of the problems, the methods studied and their analysis, the student will have to acquire the ability to independently develop solution strategies to be applied to new problems.
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Course
INGLESE (SEDE DI VERCELLI)
Course ID
MF0397
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
STAN IRINA SUZANA
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
E
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
INGLESE
English
Contenuti/Content Summary
La conoscenza della lingua inglese è una competenza essenziale per professionisti nel campo della tecnologia dell’informazione. Da qui l'esigenza di offrire agli studenti di TI un corso pratico e immediato con l'obiettivo di migliorare a sviluppare le loro abilità di comunicazione in lingua inglese (e.g., ascolto, parlata, lettura e scrittura). L'acquisizione di tali nuove competenze linguistiche consentirà agli studenti, una vola inseriti in ambito lavorativo, sia in Italia che all’estero, di comunicare efficacemente in lingua inglese parlata e scritta.
A strong command of the English language has become an essential skill for professionals working in the field of Information Technology. For this reason, there is a need to offer IT students a practical and easy-to-learn English course aimed at improving their English communication skills (e.g., listening, speaking, reading and writing). The acquisition of these new language skills will enable students to communicate effectively in spoken and written English with foreign employers, business partners and colleagues.
Testi di riferimento/Textbooks
English File GOLD B2 Fourth edition Student’s Book & Workbook with Digital Pack (2022). By Latham-Koenig, Oxenden and Chomacki. Oxford University Press ISBN:9780194435932
English File GOLD B2 Fourth edition Student’s Book & Workbook with Digital Pack (2022). By Latham-Koenig, Oxenden and Chomacki. Oxford University Press ISBN:9780194435932
Obiettivi formativi/Mission
Gli scopi, gli obiettivi e le funzioni sono quelli raccomandati dal Quadro comune europeo di riferimento (CEFR) per il raggiungimento di un livello B2. Alla fine del corso, lo studente sarà in grado di affrontare la maggior parte delle situazioni che potrebbero presentarsi durante un viaggio e/o il lavoro dove si parla la lingua inglese. Inoltre, saprà giustificare le proprie intenzioni o decisioni. Lo studente migliorerà anche le sue capacità di pronuncia e ascolto. Il tutto sarà finalizzato alla acquisizione della conoscenza e comprensione della lingua inglese generale e alle capacità di applicare tale conoscenza in ambito lavorativo in modo indipendente.
The aims, objectives and functions are those recommended to attain a B2 competence level according to the Common European Framework of Reference (CEFR). At the end of the course, the student will be able to deal with most situations likely to arise while traveling and/or working where the English language is spoken. In addition, the student will be able to provide reasons and explanations for his/her plans or opinions. The student will also improve his/her pronunciation and listening comprehension skills. The overall goal of the course is to provide students the tools to strengthen their knowledge and understanding of English and their ability to apply this knowledge independently in the work environment.
Prerequisiti/Required background knowledge
Si raccomanda l'acquisizione di un livello B1 (intermedio) attraverso il placement test e corsi di sostegno A2 e B1 disponibili sulla piattaforma Macmillan Education (vedi alter informazioni). Certificazioni internazionali di lingua inglese sono accettate secondo i criteri della commissione linguistica del CLUPO.
The attainment of a B1 (intermediate) competence level is highly recommended. This can be accomplished by a placement test on the Macmillan Education platform available to all UPO students. Previous international English certifications may exempt the student from this course if the certifications comply with the criteria in the CLUPO guidelines.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali e esercitazioni.
Lectures and classroom activities.
Altre informazioni/Further information
Tutti gli studenti del Corso di Laure triennale in Informatica possono sostenere un English Placement Test informatizzato. Questo test NON sostituisce l'esame d'Inglese, anche in casi in cui lo studente abbia conseguito un livello > B2. L'obiettivo di tutto ciò è quello di verificare il livello di conoscenza della lingua inglese dello studente secondo i parametri internazionali CEFR. Nel caso in cui il livello sia pari ad A1 (elementare) o A2 (pre-intermedio), gli studenti sono caldamente consigliati di frequentare i corsi A1>A2 e A2>B1 offerti da UPO tramite la nuova piattaforma Macmillan Education, che permetterà loro di acquisire le conoscenze linguistiche necessarie a seguire più agevolmente il corso di Inglese MF0397 (B2 upper-intermedio).
All students of the three-year degree course in Information Technology are recommended to take a computerized English Placement Test as per CLUPO guidelines. This placement test does not replace the English exam, even in the event the student has achieved a level > B2. The objective of the entry test is verification of the student’s English competence level according to the international CEFR parameters. It is highly recommended that students with an A1 (elementary) or A2 (pre-intermediate) level attend the A2 and B1 support courses on the new Macmillan Education platform in preparation for the English course MF0397 (B2-upper-intermediate).
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame finale è volto a verificare le competenze linguistiche in lingua Inglese. L’esame consisterà di una prova scritta con 45 domande multiple choice chiuse basate sul testo indicato in bibliografia e su tutto il materiale svolto in classe nelle 50 ore di lezione. Le domande verteranno sulla grammatica, comprensione e ascolto. L’esame sarà tarato su un livello B2 (upper-intermedio) secondo i parametri CEFR. La valutazione sarà basata su un voto in 30esimi.
The final exam will assess the student’s newly acquired English language skills. The test will consist of 45 multiple-choice closed questions based on all topics addressed throughout the course, from the textbook and materials provided by the teacher. The questions will focus on grammar, comprehension and listening. The exam will be calibrated on a B2 level (upper-intermediate) according to the CEFR parameters. The grading system will be expressed on a scale from 1 to 30.
Programma esteso/Content
a) Studio del testo English File GOLD B2 Fourth edition Student’s Book & Workbook with Digital Pack indicato in bibliografia. b) Studio di eventuali dispense e articoli forniti dal docente. c) Studio della grammatica; sintassi; tecniche di comprensione della pronuncia e dell'ascolto; comprensione di testi scritti di livello B2.
a) Learn contents (reading listening, writing and grammar) of textbook English File GOLD B2 Fourth edition Student’s Book & Workbook with Digital Pack b) Handouts and general articles provided by the teacher c) Grammar, syntax, pronunciation, listening comprehension, reading and comprehension of written texts commensurate with a B2 level
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Con le nuove competenze linguistiche, gli studenti saranno in grado di esprimersi in lingua inglese in modo spontaneo e fluente nella comunicazione orale, e in modo chiaro e conciso nella comunicazione scritta. I risultati attesi di questo percorso formativo saranno l'aumento della conoscenza e comprensione della lingua inglese (livello B2 upper-intermedio) e la capacità di applicare tale conoscenze in ambito lavorativo in modo indipendente.
With their new language skills, students will be able to express themselves spontaneously and fluently in oral communication in English and clearly and concisely in written communications. As a result of this training course, students will strengthen their knowledge and understanding of English (B2 upper-intermediate level) and their ability to apply this knowledge independently in the workplace.
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Course
RETI
Course ID
MF0577
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BRINGHENTI Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il tema del corso è la rete Internet, affrontato secondo un approccio che partendo dalle applicazioni di rete scende via via in profondità, descrivendo il livello "trasporto" e quindi il livello "rete" dei protocolli TCP/IP.
The central theme of the course is the Internet approached starting from the network applications down to lower levels of the TCP/IP stack, describing the transport level and the network level.
Testi di riferimento/Textbooks
James F. Kurose, Keith W. Ross, Reti di Calcolatori e Internet - Un approccio top-down, Ottava Edizione
James F. Kurose, Keith W. Ross, Computer Networking: A Top-Down Approach 8th Edition
Obiettivi formativi/Mission
Approfondire le tematiche relative alle reti informatiche.
In depth learning of computer networks.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nei corsi di Architetture e Sistemi operativi.
The student should know the topics in the program of the Computer Architecture and Operating Systems courses.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni e laboratorio in presenza.
Onsite lessons and lab activities.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso vengono fatte esercitazioni volte ad approfondire la conoscenza degli strumenti presentati e dei concetti introdotti.
Along the course, exercises are done to deepen knowledge of the tools presented and concepts introduced.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto con domande aperte e chiuse, riguardanti il corso e i laboratori.
The exam consists of a written test with open and closed questions about the topics of the course and the lab activities.
Programma esteso/Content
Il corso tratta i seguenti argomenti: − Introduzione intuitiva alla rete, descrivendone in modo qualitativo la struttura e le funzionalità. − Livello applicazione: protocolli per la gestione della posta elettronica, del WEB e del DNS. − Livello sessione: i socket, programmazione dei socket. − Livello trasporto: protocolli TCP e UDP − Livello rete: protocolli IP e ICMP. − Protocolli di instradamento: algoritmi di instradamento, nozione di Sistema Autonomo, protocolli RIP, OSPF, BGP. Oltre alla descrizione dei protocolli succitati, il corso si propone di fornire allo studente anche un'esperienza diretta delle problematiche connesse con la gestione delle reti informatiche. Pertanto, durante il percorso di studio, vengono tenute anche lezioni pratiche in cui vengono assegnati esercizi da svolgere in aula o a casa.
The course deals with the following: -Intuitive introduction to the network describing in a qualitative way its structure and functionalities. -Application level: protocols for e-mail, web and DNS. -Session level: socket and socket programming. -Transport level: protocols TCP and UDP -Network level: protocols IP and ICMP -Routing protocols: routing algorithms, notion of Autonomous System, protocols RIP, OSPF, BGP. Besides the description of the mentioned protocols, the course aims at endowing the student with a direct experience on management of computer networks and the related issues. Therefore, part of the course consists of practical lessons in which the student is given exercises to complete in lab hours or as a homework.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al fine di raggiungere le conoscenze e le competenze corrispondenti al livello minimo di sufficienza, allo studente si chiederà di dimostrare di conoscere e comprendere - i principi alla base della struttura della rete Internet e delle reti di trasmissione dati moderne, - le scelte progettuali necessarie per la creazione e la gestione di un sistema di trasmissione dati su larga scala, - le principali tecniche per il recupero degli errori e per il trasferimento affidabile dei dati, - la struttura di comunicazione e di programmazione dietro le applicazioni software distribuite secondo il modello client-server. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di identificare gli aspetti chiave di una rete di trasmissione dati, comprendere i criteri alla base del funzionamento della rete Internet e delle reti con tecnologia IP, eventualmente applicandole all'esperienza quotidiana. Sarà anche in grado di comprendere le dinamiche di comunicazione alla base delle applicazioni distribuite.
To reach the minimum required levels of knowledge associated to the course, and the corresponding skills, the student is required to have a suitable understanding and knowledge of - the structure of the Internet and any modern computer network, - the design choices needed to create and manage a large-scale data transmission system, - the main techniques used for error recovery and to achieve a reliable data transfer - the general communication and programming structures used by distributed client-server applications. At the end of the course the student should be able to identify the key aspects of a data communication network, and to have a general understanding of the workings of the Internet and any network based on the IP technology, with the skill to apply these understandings to everyday scenarios. They will also be able to understand the communication dynamics behind the distributed software applications.
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Course
BASI DI DATI E SISTEMI INFORMATIVI
Course ID
MF0211
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GIORDANO Laura
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Dei principali modelli dei dati adottati dai sistemi di gestione delle basi di dati (DBMS) viene approfondito il modello relazionale, in particolare sono presentati gli aspetti teorici di tale modello. Le strutture logiche di una base di dati sono progettate con modelli semantici ed analizzate alla luce di opportune forme normali. La parte di sperimentazioni comprende lo sviluppo di casi di studio di progettazione concettuale e logica, un'introduzione al linguaggio SQL e sue applicazioni alla gestione di una base di dati.
Among the main data models presented in data base literature, the course presents the relational model and, in particular, it focuses on its theoretical aspects. Conceptual models are introduced for database design and the logical structure of the database is analyzed through the notion of normal forms. Sperimentazioni: We introduce some case studies and we design databases for such case studies by defining conceptual and logical models. We also introduce the SQL language for the management of a database.
Testi di riferimento/Textbooks
Atzeni, Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone Basi di Dati: Modelli e Linguaggi di Interrogazione Mc Graw-Hill, sesta edizione, 2023
Atzeni, Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone Basi di Dati: Modelli e Linguaggi di Interrogazione Mc Graw-Hill, sesta edizione, 2023
Obiettivi formativi/Mission
Obiettivo del corso è fornire gli strumenti metodologici e formali per progettare le strutture logiche e fisiche di una base di dati relazionale a partire dai requisiti del sistema informatico espressi dagli utenti. Favorire lo sviluppo da parte degli studenti di abilità pratiche nella progettazione concettuale e logica di una base di dati. Sviluppare competenze nell'uso del linguaggio SQL sia negli aspetti DDL che DML.
The course aims at introducing the main methodological and formal tools for designing the logical structure of a relational database, starting from the requirements specification. Another aim is to promote the development by students of practical skills in the conceptual and logical design of a database and of skills in the use of SQL language in both the definition and manipulation of databases.
Prerequisiti/Required background knowledge
Avere seguito i corsi di Programmazione e di Architettura degli elaboratori del I anno.
The courses in programming and computer architectures of the first year.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula e esercitazioni in aula e in laboratorio informatico.
Lectures and exercises in the classroom and computer lab.
Altre informazioni/Further information
Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso consistono nella capacità di aver appreso i concetti di base relativi al modello relazionale, al modello Entità-Relazione e alla teoria della normalizzazione. Sperimentazioni: Le competenze verificate in sede d'esame consistono nella dimostrazione di aver appreso i concetti di base relativamente alla progettazione di basi di dati e l'uso del linguaggio SQL, mediante lo sviluppo di un progetto di laboratorio.
The students should have acquired the base notions of the relational model, of the entity-relation model and of normalization theory. Sperimentazioni: for successfully completing Sperimentazioni the students should prove to have learned the basic concepts relating to database design and the use of SQL language, through the realization of a lab project.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Fondamenti: un esame scritto ed un'orale opzionale. La prova prevede diverse domande, riguardanti argomenti svolti in una parte diversa del programma. La valutazione complessiva terrà conto dei risultati conseguiti nelle singole domande. Sperimentazioni: una prova orale individuale comprendente la discussione di una relazione riguardante un progetto di laboratorio assegnato dai docenti. Il progetto di laboratorio consiste di due parti: i) progettazione di un modello concettuale e un modello logico per una base di dati adeguata ai requisiti assegnati dai docenti e ii) scrittura di circa 10-20 query SQL assegnate dal docente su un database indicato dal docente. Il progetto di laboratorio viene svolto autonomamente dagli studenti in piccoli gruppi di indicativamente massimo tre persone e dovranno preparare una relazione da consegnare al docente alcuni giorni prima della discussione. La discussione della relazione può essere integrata con domande riguardanti i concetti fondamentali delle basi di dati relazionali usando come spunto la relazione presentata. Il punteggio totale della discussione è di 30 punti. La valutazione complessiva terrà conto dei punteggi parziali conseguiti nelle due parti.
Fondamenti: A written examination and an optional discussion. The exam involves several questions on different subjects within the course contents. The evaluation takes into account the answers to the different questions. Sperimentazioni: an individual oral examination where a lab project will be discussed. The lab project consists of two parts: i) the design of a conceptual and a logical model for a database (the requirements for such a database are assigned by the teachers) and ii) about 10-20 SQL queries assigned by the teacher on an existing database also assigned by the teacher. The lab project is carried out by the students working in small groups of approximately up to three people. The students are expected to write a report about their lab project to be delivered to the teacher a few days before the discussion. The individual oral examination can be supplemented with questions regarding the basic concepts of relational databases using as a basis the students’ report. The total score of this partial test is 30 points. The overall assessment will take account of the partial scores obtained in the two parts.
Programma esteso/Content
Fondamenti: dei principali modelli dei dati adottati dai sistemi di gestione delle basi di dati (DBMS) viene approfondito il modello relazionale, in particolare sono presentati gli aspetti teorici di tale modello. Le strutture logiche di una base di dati sono progettate con modelli semantici ed analizzate alla luce di opportune forme normali. Il corso si articola nelle seguenti parti: Modello Relazionale; Algebra Relazionale; Modello Entità-Relazione; Traduzione del Modello ER nel modello Relazionale; Normalizzazione. Viene inoltre descritta brevemente l'architettura di un DBMS, che viene presentata succintamente seguendo lo schema di descrizione generale a tre livelli di astrazione: esterno, logico e fisico. Vengono introdotte le nozioni di base sugli indici e sulle transazioni. Sperimentazioni: Progettazione concettuale e logica: presentazione di casi di studio. Introduzione al linguaggio SQL: Data Definition Language, Data Manipulation Language e Query Language. Implementazione e gestione di una base dati relazionale usando SQL mediante la realizzazione di alcuni casi di studio in laboratorio. Utilizzo del DBMS PostgreSQL.
Among the main data models presented in data base literature, the course presents the relational model and, in particular, it focuses on its theoretical aspects. Conceptual models are introduced for database design and the logical structure of the database is analyzed through the notion of normal forms. The course consists of the following parts: Relational Model; Relational Algebra; Entity-Relationship Model; translation from the ER model to the relational model; Normal Forms. The threelevel architecture of a DBMS is introduced. The main notions on indexes and transactions are briefly discussed. Sperimentazioni: Conceptual and logical design: introduction of case studies. Introduction to SQL: Data Definition Language, Data Manipulation Language and Query Language. Implementation and management of a relational database using SQL through the implementation of some case studies in the computer lab. Use of the PostgreSQL DBMS.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Raggiungimento, in grado misurato dal voto, degli obiettivi formativi.
The achievement, up to a degree measured by grades, of the learning goals.
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Course
METODOLOGIE DI PROGRAMMAZIONE PER IL WEB
Course ID
MF0437
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
RUFFO Giancarlo Francesco
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Durante il corso saranno illustrati i concetti di base sull'utilizzo di markup languages come HTML5 e CSS3, i concetti più importanti relativi alla programmazione Web lato client (JavaScript) e lato server (Node.js), nonché le modalità di interazione con DBMS relazionali (RDBMS). Verrà inoltre posta attenzione agli aspetti di accessibilità di siti e applicazioni web.
During the course, concepts related to markup languages like HTML5 will be introduced, together with concepts related to style notations like CCS3. The course will also cover client-side programming (JavaScript) and server-side programming (Node.js), as well as methods for interacting with relational DBMS (RDBMS). Accessibility and usability aspects will be considered along the course, to allow web pages and applications to be usable by everyone.
Testi di riferimento/Textbooks
Deitel et al., Internet and World Wide Web: How to program (5th ed.), Prentice Hall R. Connolly, R. Hoar, Fundamentals of Web Development, Pearson R. Sebesta, Programming the World Wide Web, Pearson Materiale fornito dal docente.
Deitel et al., Internet and World Wide Web: How to program (5th ed.), Prentice Hall R. Connolly, R. Hoar, Fundamentals of Web Development, Pearson R. Sebesta, Programming the World Wide Web, Pearson Material provided by the teacher on DIR.
Obiettivi formativi/Mission
Scopo del corso è acquisire le capacità di base per progettare e realizzare siti ed applicazioni sul World Wide Web, costituiti da testi, elementi multimediali e interattivi secondo un'architettura 3-tier (client/application/data).
The goal of the course is to learn how to design and build web sites and applications by following a 3-tier architecture (client/application/data).
Prerequisiti/Required background knowledge
Programmazione ad oggetti. Basi di Dati.
Object-oriented Programming. Database systems.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni che introducono i concetti teorici ed esercitazioni in laboratorio che li applicano. Nelle lezioni si affrontano gli argomenti di teoria tramite presentazioni diapositive, con esempi e alcune domande per verificare l’apprendimento degli studenti. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti sono guidati nella realizzazione di semplici progetti volti a mettere in pratica le conoscenze teoriche acquisite.
Lectures that introduce theoretical concepts and laboratory exercises that apply them. In the lessons, theoretical topics are addressed through slide presentations, with examples and some questions to verify students' learning. In laboratory exercises, students are guided in the implementation of simple projects aimed at putting into practice the theoretical knowledge acquired.
Altre informazioni/Further information
Monitoraggio del processo di apprendimento: durante l’insegnamento gli studenti interagiranno con il docente per la soluzione di esercizi e di compiti di laboratorio
Monitoring the learning process: during the course the students will interact with the teacher to solve exercises and lab assignments.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consisterà nella progettazione, realizzazione e discussione di un progetto pratico assegnato durante il corso. Il progetto deve essere consegnato tre giorni prima dell’appello e quindi discusso in sede di esame orale. Il voto sarà espresso in trentesimi e rappresenterà la sintesi di una valutazione sulla completezza e correttezza del progetto rispetto alle specifiche date e la capacità di discutere con precisione e consapevolezza delle soluzioni tecniche e metodologiche adottate in fase di esame orale.
The exam will consist in the design, realization and discussion of a practical project assigned during the course. The project must be submitted three days before the exam and then discussed in oral form The grade will be expressed out of thirty and will represent the synthesis of an assessment of the completeness and correctness of the project with respect to the given guidelines and the ability to discuss with precision and awareness of the technical and methodological solutions adopted during the oral examination.
Programma esteso/Content
Concetti base di programmazione e progettazione per il web Il linguaggio HTML (HTML5) Cascading Style Sheets (CSS3) e il responsive design Accessibilità di pagine e applicazioni web Programmazione client-side: JavaScript, DOM, AJAX Richiami di progettazione RDBMS Programmazione server-side: web server e architettura 3-tier, node.js e il framework Express Interfacciamento con RDBMS Cenni sui web service e sulle API Strumenti di sviluppo, dentro e fuori dal browser
Basic notions about programming and designing for the Web The HTML5 language Cascading Style Sheets (CSS3) and responsive web design Create accessible web pages and applications Client-side programming: JavaScript, Dynamic HTML and DOM, AJAX Overview on RDBMS design Server-side programming: web servers and 3-tier architectures, node.js and the Express framework Interaction with RDBMS Overview on web services and APIs Development tools for the web, inside and outside the browser
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: familiarità con i principi alla base della realizzazione di siti ed applicazioni web di media complessità, usabili e accessibili, costituiti da testi, elementi multimediali e interattivi secondo un'architettura 3-tier (client/application/data). Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di progettare e realizzare un progetto usando i su citati strumenti e metodologie della programmazione Web basata su un'architettura 3-tier. Capacità critiche e di giudizio: abilità di riconoscere 1) buone e cattive pratiche di programmazione web, 2) quando è più o meno appropriato adottare una soluzione a livello client, a livello applicazione o a livello dei dati e 3) valutare la qualità architetturale di un progetto. Capacità di comunicare quanto si è appreso: padronanza della terminologia specifica della programmazione Web e miglioramento nell’abilità di lavoro in gruppo. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo: maggior facilità ad apprendere autonomamente l’utilizzo di altri linguaggi e tecnologie specifiche per lo sviluppo per il web, oltre ad altri paradigmi di progettazione architetturale.
Knowledge and understanding: familiarity with the principles of building complex, yet usable and accessible, web sites and applications by following a 3-tier architecture (client/application/data). Applying knowledge and understanding: ability to design and implement a project using the above mentioned web programming tools, by following a 3-tier architecture Making judgments: ability to recognize 1) good and bad web programming practices, 2) when it is more appropriate to adopt a solution at client level, application level, or data level, and 3) to evaluate the architectural quality of a project. Communication Skills: mastering the specific terminology of web programming and improving teamwork skills. Learning Skills: ability to learn autonomously the use of other web development languages, technologies, and architectural design patterns
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Course
METODOLOGIE DI PROGRAMMAZIONE PER IL WEB
Course ID
MF0438
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CANNAVO' ALBERTO
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Scopo del corso è acquisire le capacità di base per progettare e realizzare siti ed applicazioni sul World Wide Web, costituiti da testi, elementi multimediali e interattivi secondo un'architettura 3-tier (client/application/data). Verranno illustrati i concetti di base sull'utilizzo di markup languages come HTML5 e CSS3, i concetti più importanti relativi alla programmazione Web lato client (JavaScript) e lato server (Node.js), nonché le modalità di interazione con DBMS relazionali (RDBMS). Particolare attenzione verrà posta agli aspetti di accessibilità di siti e applicazioni web.
The aim of the course is to acquire the basic skills to design and build websites and applications on the World Wide Web, consisting of texts and interactive elements according to a 3-tier architecture (client / application / data). During the course, the basic concepts of using markup languages such as HTML5 and CSS3 and the most important concepts related to client-side (JavaScript) and server-side (Node.js) web programming will be illustrated, , as well as interaction with DBMS relational modes (RDBMS ). Particular attention will be paid to the accessibility aspects of websites and web applications.
Testi di riferimento/Textbooks
Materiale fornito dal docente. Opzionalmente: Deitel et al., Internet and World Wide Web: How to program (5th ed.), Prentice Hall R. Connolly, R. Hoar, Fundamentals of Web Development, Pearson R. Sebesta, Programming the World Wide Web, Pearson
Material provided by the teacher. Optionally: Deitel et al., Internet and World Wide Web: How to program (5th ed.), Prentice Hall R. Connolly, R. Hoar, Fundamentals of Web Development, Pearson R. Sebesta, Programming the World Wide Web, Pearson
Obiettivi formativi/Mission
Acquisire le capacità di base per realizzare siti ed applicazioni web di media complessità, usabili e accessibili, costituiti da testi, elementi multimediali e interattivi secondo un'architettura 3-tier (client/application/data).
To acquire the basic skills to create websites and web applications of medium complexity, usable and accessible, consisting of texts, multimedia and interactive elements according to a 3-tier architecture (client / application / data).
Prerequisiti/Required background knowledge
Programmazione ad oggetti. Basi di Dati.
Object-oriented programming. Databases.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è organizzato in lezioni frontali e laboratori pratici in cui saranno applicati i concetti esposti su esempi di complessità crescente.
The course is organized in lectures and practical workshops in which the concepts presented will be applied to examples of increasing complexity.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consisterà nella realizzazione e discussione di un progetto pratico scelto dallo studente e che deve corrispondere a requisiti funzionali e architetturali illustrati ad inizio corso. Lo studente dovrà autonomamente dimostrare di aver appreso le seguenti competenze: - definire i requisiti funzionali del sito/applicazione web - strutturare il sito/applicazione web, organizzandolo in pagine e moduli coerenti - selezionare il paradigma architetturale da utilizzare sulla base di quelli descritti durante il corso, e progettare l'architettura dell'applicazione secondo il modello 3-tier - definire e implementare le caratteristiche delle pagine secondo i principi di usabilità introdotti durante il corso, e utilizzando in maniera appropriata HTML, CSS e Javascript - costruire un sito con elementi dinamici interfacciandosi opportunamente con il database progettato - gestire l'autenticazione e autorizzazione degli utenti, personalizzando il comportamento dell'applicazione sulla base del tipo di utente La valutazione del progetto terrà conto: - del rispetto dei requisiti tecnici, stilistici e funzionali indicati - della correttezza dell’implementazione (assenza di bug, crash, comportamenti inattesi) - dell’appropriatezza delle scelte progettuali effettuate - dell’accuratezza dell’implementazione (accuratezza dei controlli, personalizzazione
The exam will consist in the design, implementation and discussion of a practical project chosen by the student and which must correspond to the functional and architectural requirements illustrated at the beginning of the course. The student must independently demonstrate the following skills: - define the functional requirements of the website / web application - structure the website / web application, organizing it into coherent pages and modules - select the architectural paradigm to be used on the basis of those described during the course, and design the application architecture according to the 3-tier model - define and implement the features of the pages according to the usability principles introduced during the course, and using HTML, CSS and Javascript appropriately - build a site with dynamic elements by interfacing appropriately with the designed database - manage user authentication and authorization, customizing the application behavior based on the user type The project assessment will take into account: - compliance with the technical, stylistic and functional requirements indicated - the correctness of the implementation (absence of bugs, crashes, unexpected behaviours) - the appropriateness of the design and architectural choices - the accuracy of the implementation
Programma esteso/Content
Concetti base di programmazione e progettazione per il web Il linguaggio HTML (HTML5) Cascading Style Sheets (CSS3) e il design responsive Accessibilità di pagine e applicazioni web Programmazione client-side: JavaScript, DOM, AJAX Richiami di progettazione RDBMS Programmazione server-side: web server e architettura 3-tier, node.js e il framework Express Interfacciamento con RDBMS Cenni sui web service e sulle API Strumenti di sviluppo, dentro e fuori dal browser.
Basic concepts of programming and design for the web HTML language (HTML5) Cascading Style Sheets (CSS3) and responsive design Accessibility of web pages and applications Client-side programming: JavaScript, DOM, AJAX Review of RDBMS design Server-side programming: web server and 3-tier architecture, node.js and the Express framework Interfacing with RDBMS Notes on web services and APIs Development tools, in and out of the browser
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Acquisire le capacità di base per realizzare siti ed applicazioni web di media complessità, usabili e accessibili, costituiti da testi, elementi multimediali e interattivi secondo un'architettura 3-tier (client/application/data).
To acquire the basic skills to create websites and web applications of medium complexity, usable and accessible, consisting of texts, multimedia and interactive elements according to a 3-tier architecture (client / application / data).
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Course
PARADIGMI DI PROGRAMMAZIONE
Course ID
MF0363
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
RUFFO Giancarlo Francesco
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si compone di due parti. Nella prima viene introdotta la programmazione ad oggetti in Java e la metodologia di sviluppo di programmi basata su Test. Nella seconda parte viene introdotta la programmazione funzionale usando il linguaggio Python.
The course consists of two parts. In the first, object-oriented programming in Java and the Test-based program development methodology are introduced. In the second part, functional programming is introduced using the Python language.
Testi di riferimento/Textbooks
Paul J. Deitel - Harvey M. Deitel Programmare in Java, 11° edizione, Pearson. Suggerito: Marco Buttu, Programmare con Python. Guida completa di Marco Buttu, pro Dgital Life Style. Consultazione: Steven F. Lot, Functional Python Programming: Discover the power of functional programming, generator functions, lazy evaluation, the built-in itertools library, and monads, 2nd Edition Paperback – April 13, 2018 Materiale fornito dal docente.
Paul J. Deitel - Harvey M. Deitel Programmare in Java, 11° edizione, Pearson. Recommended: Marco Buttu, Programmare con Python. Guida completa, pro Dgital Life Style. Reference: Steven F. Lot, Functional Python Programming: Discover the power of functional programming, generator functions, lazy evaluation, the built-in itertools library, and monads, 2nd Edition Paperback – April 13, 2018 Material supplied by the teacher.
Obiettivi formativi/Mission
Scopo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti i fondamenti teorici della programmazione a oggetti e di quella funzionale. Ci si aspetta che lo studente che supera l’esame sia in grado di: - modellare un applicativo individuandone le componenti e il paradigma migliore per la loro descrizione; - progettare ed implementare la soluzione scelta usando sia Java che Python; - realizzare test con JUnit; - avere padronanza del Collections framework di Java e di Python; - saper riconoscere e gestire i casi non standard tramite eccezioni.
The goal of this teaching is to know the theoretical foundations of object-oriented and functional programming. The student that passes the exam are supposed: - to model an application by identifying the components and the best paradigm for their description; - to design and implement the chosen solution using both Java and Python; - to perform tests with Junit; - to master the Java and Python Collections framework; - to be able to recognize and manage non-standard cases through exception.
Prerequisiti/Required background knowledge
Prerequisiti formali: superamento dei corsi di Programmazione 1 e 2. Prerequisiti sostanziali: padronanza dei principi della programmazione imperativa.
Formal prerequisites: passing grade in the Programming 1 and 2 courses. Substantial prerequisites: mastering the principles of imperative programming.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni che introducono i concetti teorici ed esercitazioni in laboratorio che li applicano. Nelle lezioni si affrontano gli argomenti di teoria tramite presentazioni diapositive, con esempi e alcune domande per verificare l’apprendimento degli studenti. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti sono guidati nella realizzazione di semplici progetti volti a mettere in pratica le conoscenze teoriche acquisite.
Lectures that introduce theoretical concepts and laboratory exercises that apply them. In the lessons, theoretical topics are addressed through slide presentations, with examples and some questions to verify students' learning. In laboratory exercises, students are guided in the implementation of simple projects aimed at putting into practice the theoretical knowledge acquired.
Altre informazioni/Further information
Allo studente vengono proposti esercizi settimanali (facoltativi), il cui svolgimento, iniziato in laboratorio, deve essere completato a cura del medesimo. Gli esercizi vengono commentati e corretti sia singolarmente che in classe. Le prove finali (descritte nelle "modalità di verifica") valutano l'autonomia dello studente nella progettazione, realizzazione e testing di programmi ad oggetti implementati in Java.
The student is presented with weekly exercises (optional), which solution is started during the lab sessions and that should be completed by the student. The exercises are discussed and corrected both individually and in the classroom. The final tests (described in " Assesment methods") assess the student autonomy with respect to the design, implementation and testing of object-oriented programs implemented in Java.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consiste di tre parti. Le prime due parti, da sostenere in qualsiasi ordine, sono volte ad accertare la padronanza degli strumenti di programmazione introdotti (uso IDE, sviluppo di test) e dei concetti teorici presentati a lezione, rispettivamente sugli argomenti di programmazione ad oggetti e programmazione funzionale. Ciascuna delle due parti consiste in 2-3 domande sui concetti teorici, seguite dall’implementazione pratica, al pc, di un programma in Java o Python (rispettivamente). Ad esempio, nella parte relativa a Java, potrà essere richiesto di implementare 2-3 classi come da descrizione fornita per l’esercizio. La terza ed ultima parte, sostenibile solo dopo aver conseguito la sufficienza nelle precedenti, richiede lo svolgimento di un progetto personale o in gruppo volto ad accertare sia la capacità di strutturazione di un problema nel paradigma ad oggetti che la sua implementazione con l'uso delle librerie Java. Il progetto (consegnato prima della prova) viene discusso durante un esame orale. Il voto finale è determinato in maniera collegiale, tenendo conto della votazione delle tre prove.
The exam is made of three parts. The first two parts, to be taken in any order, aim at testing the mastering of the programming tools (IDE use, test development) exercised during the lab sessions and of the theoretical concepts presented in lesson, as regards the object oriented and functional programming topics, respectively. Each of the two parts consists of 2-3 questions about the theoretical concepts, followed by a practical implementation of a Java or Python program (respectively). For instance, the Java test can ask the student to implement 2-3 classes, as described by the text. The third and last part can be taken only after having passed the previous parts. It requires to present a project designed and implemented either individually or in a group to assess both the ability to structure a problem in the object paradigm and its implementation with the use of Java libraries. The project (to be turned in before the exam) is discussed during an oral exam. The score is collectively decided, considering the results of the three parts.
Programma esteso/Content
Introduzione a Java. Oggetti, classi, metodi Tipi fondamentali, strutture sintattiche per controllo di flusso, array. Tipi involucro (per tipi primitivi) e auto-boxing/unboxing Interfacce, polimorfismo, ereditarietà Programmazione parametrica Gestione di eccezioni Panoramica delle librerie di base Caratteristiche funzionali di Java 8 e nuove librerie di collezioni Sviluppo guidato dai Test Pattern di programmazione Model-View-Controller Introduzione alla programmazione funzionale in Python. Funzioni come valori Funzioni di ordine superiore Dati immutabili Valutazione lazy Lavorare con le Collezioni: ricorsione e riduzione
Introduction to Java. Objects, classes, methods Basic types, syntactic structures for flow control, arrays. Wrappers for primitive types and auto-boxing/unboxing Interfaces, polymorphism, inheritance Parametric programming Exception handling Overview of the core libraries New functional features of Java 8 and new collections libraries Test-Driven Development Pattern Programming Model-View-Controller Introduction to functional programming in Python. Functions as values Higher order functions Immutable data Lazy evaluation Working with Collections: recursion and reduction
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione: familiarità con i principi della programmazione ad oggetti e funzionale, le architetture modello/vista/controllore, le metodologie di testing del software. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di progettare e realizzare un progetto usando gli strumenti della programmazione ad oggetti con il linguaggio Java e funzionale con il linguaggio Python, derivando il codice dai test. Capacità critiche e di giudizio: abilità di riconoscere 1) buone e cattive pratiche di programmazione, 2) quando un paradigma è più o meno appropriato e 3) valutare la qualità architetturale di un progetto. Capacità di comunicare quanto si è appreso: padronanza della terminologia specifica della programmazione ad oggetti e funzionale e miglioramento nell’abilità di lavoro in gruppo. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo: maggior facilità ad apprendere autonomamente l’utilizzo di altri linguaggi e altre librerie con strutturazione oggetti e/o funzionale.
Knowledge and understanding: familiarity with the principles of object oriented and functional programming, the model/view/controller architecture and the methodologies for software testing. Applying knowledge and understanding: ability to design and implement a project using object programming tools, with the specific Java language, and functional programming tools, with Python language, and deriving code from tests. Making judgments: ability to recognize 1) good and bad programming practices, 2) when a programming paradigm is appropriate and 3) to evaluate the architectural quality of a project. Communication Skills: mastering the specific terminology of object programming and functional programming and improving teamwork skills. Learning Skills: ability to learn autonomously the use of other languages and other object oriented and/or functionally structured libraries.
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Course
PARADIGMI DI PROGRAMMAZIONE
Course ID
MF0364
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GIANNINI Paola
Teachers
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si compone di due parti. Nella prima viene introdotta la programmazione ad oggetti in Java e la metodologia di sviluppo di programmi basata su Test. Nella seconda parte viene introdotta la programmazione funzionale usando il linguaggio Python.
The course consists of two parts. In the first, object-oriented programming in Java and the Test-based program development methodology are introduced. In the second part, functional programming is introduced using the Python language.
Testi di riferimento/Textbooks
Bruno, Corradini, Gervasi. Programmazione in Java, 2° edizione, AOGEO. Consigliati: Programmare con Python. Guida completa di Marco Buttu, pro Dgital Life Style. Core Python Programming (2nd Edition) di Wesley J Chun, Prentice Hall. Materiale fornito dal docente.
Bruno, Corradini, Gervasi. Programmazione in Java, 2° edizione, AOGEO. Recommended: Programmare con Python. Guida completa di Marco Buttu, pro Dgital Life Style. Core Python Programming (2nd Edition) di Wesley J Chun, Prentice Hall. Material supplied by the teacher.
Obiettivi formativi/Mission
Padronanza dei fondamenti teorici della programmazione a oggetti e di quella funzionale. Capacita' di modellare un applicativo individuandone le componenti e il paradigma migliore per la loro descrizione. Saper progettare e implementare la soluzione scelta usando sia Java che Python. Realizzarne test con JUnit. Avere padronanza del Collections framework di Java e di Python. Saper riconoscere e gestire i casi non standard tramite eccezioni.
Mastering of the theoretical foundations of object-oriented and functional programming. Being able to model an application by identifying the components and the best paradigm for their description. Knowing how to design and implement the chosen solution using both Java and Python. Perform tests with JUnit. Master the Java and Python Collections framework. Knowing how to recognize and manage non-standard cases through exceptions.
Prerequisiti/Required background knowledge
Prerequisiti: superamento dei corsi di Programmazione 1 e 2. Prerequisiti sostanziali: padronanza dei principi della programmazione imperativa.
Formal prerequisites: passing grade in the Programming 1 and 2 courses. Substantial prerequisites: mastering the principles of imperative programming.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula ed esercitazioni in laboratorio. Nelle lezioni frontali si affrontano gli argomenti di teoria tramite presentazioni diapositive, con esempi e alcune domande per verificare l’apprendimento degli studenti. Nelle esercitazioni gli studenti sono guidati nella realizzazione di semplici progetti volti a mettere in pratica le conoscenze teoriche acquisite.
Classroom lessons and lab sessions. In classroom lessons are introduced the theoretical topics through slide presentations, with examples and some question sessions to test student understanding. In the lab sessions, students are guided in the implementation of simple projects designed to put into practice the theoretical knowledge acquired.
Altre informazioni/Further information
Allo studente vengono proposti esercizi (facoltativi), il cui svolgimento, iniziato in laboratorio, deve essere completato a cura del medesimo. Gli esercizi vengono commentati e corretti sia singolarmente che in classe. Le prove finali (descritte nelle "modalità di verifica") valutano l'autonomia dello studente nella progettazione, realizzazione e testing di programmi ad oggetti implementati in Java.
The student is presented with weekly exercises (optional), which solution is started during the lab sessions and that should be completed by the student. The exercises are discussed and corrected both individually and in the classroom. The final tests (described in "modalità di verifica") assess the student autonomy with respect to the design, implementation and testing of object-oriented programs implemented in Java.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consiste di tre parti. La prima parte, è una prova in laboratorio volta ad accertare la padronanza degli strumenti di programmazione introdotti (uso IDE, sviluppo di test) e dei concetti teorici presentati a lezione. Il test sulla padronanza degli strumenti prevede l’implementazione di 2-3 classi con le relative classi di test usando l’IDE eclipse ed il test sulla conoscenza teorica la risposta a 2-3 domande sui fondamenti della programmazione orientata ad oggetti in Java. La seconda parte richiede lo svolgimento di un progetto personalmente o in gruppo volto ad accertare sia la capacità di strutturazione di un problema nel paradigma ad oggetti che la sua implementazione con l'uso delle librerie Java. Il progetto viene discusso durante un esame orale. La terza parte verifica le competenze acquisite per quanto riguarda la programmazione funzionale. Il voto è determinato dalla votazione delle tre prove.
The exam is made of three parts. The first part done in the lab is aimed at testing the mastering of the programming tools (IDE use, test development) exercised during the lab sessions and of the theoretical concepts presented in lesson. For the testing of the tools the student is required to implement 2-3 classes with their test classes using the eclipse IDE, and for the acquisition of the theoretical concepts the students have to answer to 2-3 questions about the Java-oriented programming basics. The second part requires to present a project designed and implemented either individually or in a group to asses both the ability to structure a problem in the object paradigm and its implementation with the use of Java libraries. The project is discussed during an oral exam. The third part aims at testing the acquired competences as regards functional programming. The score is determined by the scores in the three tests.
Programma esteso/Content
Introduzione a Java. Oggetti, classi, metodi Tipi fondamentali, strutture sintattiche per controllo di flusso, array. Tipi involucro (per tipi primitivi) e auto-boxing/unboxing Interfacce, polimorfismo, ereditarietà Programmazione parametrica Gestione di eccezioni Panoramica delle librerie di base Caratteristiche funzionali di Java 8 e nuove librerie di collezioni Sviluppo guidato dai Test Pattern di programmazione Model-View-Controller Introduzione alla programmazione funzionale in Python. Funzioni come valori Funzioni di ordine superiore Dati immutabili Valutazione lazy Lavorare con le Collezioni: ricorsione e riduzione
Introduction to Java. Objects, classes, methods Basic types, syntactic structures for flow control, arrays. Wrappers for primitive types and auto-boxing/unboxing Interfaces, polymorphism, inheritance Parametric programming Exception handling Overview of the core libraries New functional features of Java 8 and new collections libraries Test-Driven Development Pattern Programming Model-View-Controller Introduction to functional programming in Python. Functions as values Higher order functions Immutable data Lazy evaluation Working with Collections: recursion and reduction
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con i principi della programmazione ad oggetti e funzionale, con il linguaggio Java, le architetture modello/vista/controllore e con il linguaggio Python. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: abilità di strutturare e realizzare un progetto usando gli strumenti della programmazione ad oggetti e funzionale derivando il codice dai test. Autonomia di giudizio: abilità di riconoscere 1) buone e cattive pratiche di programmazione, 2) quando un paradigma è più o meno appropriato e 3) e valutare la qualità architetturale di un progetto. Abilità comunicative: padronanza della terminologia specifica della programmazione ad oggetti e funzionale e miglioramento nell’abilità di lavoro in gruppo. Capacità di apprendere: maggior facilità ad apprendere autonomamente l’utilizzo di altri linguaggi e altre librerie con strutturazione oggetti e/o funzionale.
Knowledge and understanding: familiarity with the principles of object oriented and functional programming, with the specific Java language, the model/view/controller architecture and the language Python. Applying knowledge and understanding: ability to design and implement a project using object programming tools and deriving code from tests. Making judgments: ability to recognize 1) good and bad programming practices, 2) when a programming paradigm is more or less appropriate and 3) and to evaluate the architectural quality of a project. Communication Skills: mastering the specific terminology of object programming and functional programming and improving teamwork skills. Learning Skills: ability to learn autonomously the use of other languages and other object oriented and/or functionally structured libraries.
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Course
RETI
Course ID
MF0576
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CANONICO Massimo
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il tema del corso è la rete Internet, affrontato secondo un approccio che partendo dalle applicazioni di rete scende via via in profondità, descrivendo il livello "trasporto" e quindi il livello "rete" dei protocolli TCP/IP.
The course explain how a device network works from the application layer until the network layer following the TCP/IP's iso/osi stack.
Testi di riferimento/Textbooks
James F. Kurose, Keith W. Ross, Reti di Calcolatori e Internet - Un approccio top-down, Ottava Edizione.
James F. Kurose, Keith W. Ross, Computer Networking: A Top-Down Approach 8th Edition.
Obiettivi formativi/Mission
Approfondire le tematiche relative alle reti informatiche.
Understand how devices connected via networks can communicate each other.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nei corsi di Architetture e Sistemi operativi.
The student should know the topics proposed in the Computer Architecture and Operating Systems courses
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula ed in laboratorio. Durante il corso verranno proposti agli studenti esercitazioni sia di teoria che di pratica.
Lessons in class and in the computer lab. During the course, students will be proposed assignments for both theory and practice parts.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso vengono fatte esercitazioni volte a valutare l’acquisizione degli strumenti presentati e dei concetti introdotti.
All along the course self-evaluation exercises are proposed to assess understanding of the concepts and of the technical aspects.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto. La prova prevede domande, riguardanti argomenti svolti a lezione. Ogni domanda prevede un punteggio. La valutazione complessiva terrà conto dei punteggi parziali conseguiti nelle singole domande.
The exam consists of a written test with questions about the topics of the course. Each question has a specific score. The final mark is the sum of the scores assigned to each answer.
Programma esteso/Content
Il corso tratta i seguenti argomenti: − Introduzione intuitiva alla rete, descrivendone in modo qualitativo la struttura e le funzionalità. − Livello applicazione: protocolli per la gestione della posta elettronica, del WEB e del DNS. − Livello sessione: i socket, programmazione dei socket. − Livello trasporto: protocolli TCP e UDP − Livello rete: protocolli IP e ICMP. − Protocolli di instradamento: algoritmi di instradamento, nozione di Sistema Autonomo, protocolli RIP, OSPF, BGP. Oltre alla descrizione dei protocolli succitati, il corso si propone di fornire allo studente anche un'esperienza diretta delle problematiche connesse con la gestione delle reti informatiche. Pertanto, durante il percorso di studio, vengono tenute anche lezioni pratiche in cui vengono assegnati esercizi da svolgere in aula o a casa.
The course deals with the following: -Intuitive introduction to the network describing in a qualitative way its structure and functionalities. -Application level: protocols for e-mail, web and DNS. -Session level: socket and socket programming. -Transport level: protocols TCP and UDP -Network level: protocols IP and ICMP -Routing protocols: routing algorithms, notion of Autonomous System, protocols RIP, OSPF, BGP. Besides the description of the mentioned protocols, the course aims at endowing the student with a direct experience on management of computer networks and the related issues. Therefore, part of the course consists of practical lessons in which the student is given exercises to complete in lab hours or as a homework.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al fine di raggiungere le conoscenze e le competenze corrispondenti al livello minimo di sufficienza, allo studente si chiederà di dimostrare di conoscere e comprendere - i principi alla base della struttura della rete Internet e delle reti di trasmissione dati moderne, - le scelte progettuali necessarie per la creazione e la gestione di un sistema di trasmissione dati su larga scala, - le principali tecniche per il recupero degli errori e per il trasferimento affidabile dei dati, - la struttura di comunicazione e di programmazione dietro le applicazioni software distribuite secondo il modello client-server. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di identificare gli aspetti chiave di una rete di trasmissione dati, comprendere i criteri alla base del funzionamento della rete Internet e delle reti con tecnologia IP, eventualmente applicandole all'esperienza quotidiana. Sarà anche in grado di comprendere le dinamiche di comunicazione alla base delle applicazioni distribuite.
To reach the minimum required levels of knowledge associated to the course, and the corresponding skills, the student is required to have a suitable understanding and knowledge of - the structure of the Internet and any modern computer network, - the design choices needed to create and manage a large-scale data transmission system, - the main techniques used for error recovery and to achieve a reliable data transfer - the general communication and programming structures used by distributed client-server applications. At the end of the course the student should be able to identify the key aspects of a data communication network, and to have a general understanding of the workings of the Internet and any network based on the IP technology, with the skill to apply these understandings to everyday scenarios. They will also be able to understand the communication dynamics behind the distributed software applications.
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Course
SISTEMI OPERATIVI
Course ID
MF0365
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
THESEIDER DUPRE' Daniele
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
2
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Introduzione ai sistemi operativi, gestione di processi e threads, sincronizzazione dei processi e thread e programmazione concorrente, gestione della memoria. Gestione e sincronizzazione di processi e threads in Unix. Gestione dell'Input/Output. Progettazione e realizzazione dei file system. Tecniche di virtualizzazione di sistemi.
Introduction to operating system, process and thread management, process and thread synchronization and concurrent programming, memory management. Process and thread management and synchronization in Unix. I/O management. Design and implementation of file systems. System virtualization techniques.
Testi di riferimento/Textbooks
A. S. Tanenbaum, H. Bos, I moderni sistemi operativi, 4a edizione. Sulla piattaforma DIR è a disposizione degli studenti del materiale integrativo aggiuntivo.
A. S. Tanenbaum, H. Bos. Modern Operating Systems, 4th edition. On the DIR platform students can find additional material.
Obiettivi formativi/Mission
Comprendere i principi e il ruolo dei sistemi operativi, apprendere le nozioni di base di gestione dei processi e dei threads, della gestione della memoria, della gestione dell'input/output, dei file systems e dei sistemi di virtualizzazione.
Understanding the role and the main principles of operating systems, the basic notions on process and thread managemen, memory management, I/O management, file systems, virtualization techniques.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza degli argomenti di Architettura degli Elaboratori, Programmazione 1 e 2.
The notions from Computer Architecture, Programming 1 & 2
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in cui si mettono in evidenza gli obiettivi per cui sono state messi a punto i meccanismi le politiche di gestione. Esercitazioni in cui si applicano a casi concreti i concetti illustrati a lezione. Lezioni in laboratorio in cui si illustra il funzionamento di chiamate di sistema.
Lectures pointing out the goals of mechanisms and policies. Practical exercises in which the concepts illustrated during the lectures are applied in practice. Programming sessions in the computer lab where system calls are described and used.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto consistente domande su argomenti diversi del corso, compresa la programmazione con l'uso di chiamate di sistema. Il voto finale terrà conto della valutazione ottenuta sulle singole domande, per le quali vengono valutate la correttezza e completezza delle risposte, la capacità di organizzare la conoscenza, la capacità di ragionamento critico, la capacità di applicare i concetti ai problemi applicativi, la qualità dell'esposizione, l'utilizzo appropriato del lessico specialistico. Ciascuno dei due moduli ha un suo esame ed è necessario conseguire un esito sufficiente in ciascun modulo per superare l’esame complessivo. Il voto finale è stabilito in modo collegiale dai docenti dei due moduli, tenuto conto dell’esito ottenuto in ciascun modulo.
Written exam consisting questions on different course topics, including programming with system calls. The final grade will be based on the score obtained on the single questions and assignments. The evaluation takes into account correctness and completeness of answers, the ability to organize knowledge and to reason, the ability to apply knowedge, the quality of presentation, the correct use of technical terms. Each module has an exam; a sufficient evaluation in each of them is required. The final grade is jointly established by the lecturers, given the evaluation of the single exams.
Programma esteso/Content
Nozioni fondamentali sull'architettura del sistema operativo di un elaboratore multiutente. Nucleo del sistema operativo. Gestione di processi e threads. Sincronizzazione di processi e threads e programmazione concorrente. Deadlocks. Gestione della memoria. Processi nel sistema Unix. Generalità sull'utilizzo delle chiamate di sistema Unix; chiamate di sistema per gestione di processi, libreria per threads. Chiamate di sistema e funzioni di libreria per sincronizzazione di processi e threads. Gestione dell'Input/Ouput: architettura del sottosistema di I/O; interfaccia di I/O per le applicazioni; sottosistema di I/O del kernel; struttura dei dispositivi di memorizzazione; struttura dei dischi; scheduling del disco; gestione dell’unitá a disco; sistemi RAID. Progettazione e sviluppo di driver di periferiche di Input/Output: struttura di un driver; i driver nel sistema operativo xv6; il driver IDE nel sistema operativo xv6. Progettazione e realizzazione di file system: il concetto di file e di file system; struttura della directory e del disco; condivisione di file; meccanismi di protezione dei file; struttura del file system; implementazione di file e directory; metodi di allocazione; gestione dello spazio libero; metodi di allocazione; efficienza e prestazioni; backup e ripristino. Tecniche di virtualizzazione delle risorse: virtualizzazione del processore: nozioni generali, tecniche software ed hardware per la virtualizzazione dei processori della famiglia xv6; virtualizzazione della memoria: nozioni generali, tecniche software ed hardware per la virtualizzazione della memoria virtuale.
General notions on the architecture of a multi-user system. Operating system kernel. Process and thread management. Process and thread synchronization, concurrent Programming. Deadlocks. Memory management. Processes in the Unix system. General notions on Unix system calls. System calls for process management, thread library. System calls and library functions for process and thread synchronization. I/O Management: the architecture of the I/O subsystem; I/O interface; kernel I/O subsystems; storage devices; disk structure, management, and scheduling; RAID systems. Device drivers: driver architecture; driver in the xv6 operating system; the IDE driver in the xv6 operating system. File systems: file system organizations; file system structures; file system design and implementation techniques; mechanisms for file sharing and protection; disk free space management; disk space allocation; performance and efficiency of file systems; backup and restore. Resource virtualization techniques: processor virtualization techniques: general concepts, software and hardware techniques for the virtualization of the x86 processor family; memory virtualization techniques: general concepts, software and hardware techniques for the memory virtualization in the x86 processor family
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: Comprendere i principi generali e il ruolo dei sistemi operativi, le nozioni fondamentali relative ai processi, ai threads, alla gestione della memoria principale, di quelle secondarie e dei dispositivi di I/O, dei file system, alle tecniche di virtualizzazione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Applicare i principi generali in un sistema reale in particolare mediante le chiamate di sistema di Unix. Gli studenti dovranno raggiungere l'autonomia di giudizio rispetto al migliore uso di processi e threads e delle tecniche di gestione delle memorie, dei dispositivi di I/O e dei file systems. Gli studenti dovranno essere in grado di comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi.
Knowledge and understanding: Understanding the role and the main principles of operating systems, the basic notions on process and thread management, management of central memory, secondary storage, I/O devices, virtualization techniques. Applying knowledge and understanding: Applying the general principles in a real system, in particular, using Unix system calls. Making judgements: students will be able to autonomously evaluate the best ways to use processes and threads and manage system memories, I/O devices and file systems. Communication skills: students will learn to communicate and justify the basic principles of operative systems.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
MF0366SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 1 INF/01 - INFORMATICA Theseider Dupre' Daniele
MF0367SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 2 INF/01 - INFORMATICA Anglano Cosimo Filomeno, Theseider Dupre' Daniele
Show parent course details
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Course
SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 1
Course ID
MF0366
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
THESEIDER DUPRE' Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Introduzione ai sistemi operativi, gestione di processi e threads, sincronizzazione dei processi e thread e programmazione concorrente, gestione della memoria. Gestione e sincronizzazione di processi e threads in Unix.
Introduction to operating system, process and thread management, process and thread synchronization and concurrent programming, memory management. Process and thread management and synchronization in Unix.
Testi di riferimento/Textbooks
A. S. Tanenbaum, H. Bos, I moderni sistemi operativi, 4a edizione.
A. S. Tanenbaum, H. Bos. Modern Operating Systems, 4th edition
Obiettivi formativi/Mission
Comprendere i principi e il ruolo dei sistemi operativi, apprendere le nozioni di base di gestione dei processi e dei threads e della gestione della memoria.
Understanding the role and the main principles of operating systems, the basic notions on process and thread management and memory management.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza degli argomenti di Architettura degli Elaboratori e Programmazione 1 e 2.
Subjects of Computer Architecture, Programming 1 & 2
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali. Esercitazioni in laboratorio. Le lezioni mettono in evidenza gli obiettivi per cui sono stati messi a punto i meccanismi e le politiche di gestione di processi e threads e di gestione della memoria. In laboratorio lo studente viene guidato nell'implementazione di programmi che fanno uso di processi e di threads. Sulla piattaforma DIR sono indicati i libri di testo suggeriti ed è a disposizione degli studenti del materiale integrativo aggiuntivo.
Standard lectures and programming sessions in the computer lab. Lectures point out the goals of mechanisms and policies for process and thread management and memory management. In the programming sessions students are followed in the implementation of programs making use of processes and threads. On the DIR platform students can find the suggested textbooks and additional material.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto consistente in da 4 a 10 domande. su argomenti diversi del corso, compresa la programmazione con l'uso di chiamate di sistema. Il voto terrà conto della valutazione ottenuta sulle singole domande, per le quali viene valutata fra l'altro la capacità di organizzare la conoscenza e di utilizzare il lessico specialistico.
Written exam consisting in 4-10 questions on different course topics, including programming with system calls. The grade will be based on the score obtained on the single questions, where the evaluation takes into account the ability to organize knowledge and the appropriate use of technical terms.
Programma esteso/Content
Nozioni fondamentali sull'architettura del sistema operativo di un elaboratore multiutente. Nucleo del sistema operativo. Gestione di processi e threads. Sincronizzazione di processi e threads e programmazione concorrente. Deadlocks. Gestione della memoria. Processi nel sistema Unix. Generalità sull'utilizzo delle chiamate di sistema Unix; chiamate di sistema per gestione di processi, libreria per threads. Chiamate di sistema e funzioni di libreria per sincronizzazione di processi e threads.
General notions on the architecture of a multi-user system. Operating system kernel. Process and thread management. Process and thread synchronization, concurrent Programming. Deadlocks. Memory management. Processes in the Unix system. General notions on Unix system calls. System calls for process management, thread library. System calls and library functions for process and thread synchronization.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: Comprendere i principi generali e il ruolo dei sistemi operativi, le nozioni fondamentali relative ai processi, ai threads e alla gestione della memoria. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Applicare i principi generali in un sistema reale in particolare mediante le chiamate di sistema di Unix. Gli studenti dovranno raggiungere l'autonomia di giudizio rispetto al migliore uso di processi e threads e delle tecniche di gestione della memoria. Gli studenti dovranno essere in grado di comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi.
Knowledge and understanding: Understanding the role and the main principles of operating systems, the basic notions on process and thread management and memory management. Applying knowledge and understanding: Applying the general principles in a real system, in particular, using Unix system calls. Making judgements: students will be able to autonomously evaluate the best ways to use processes and threads and manage system memory. Communication skills: students will learn to communicate and justify the basic principles of operative systems.
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Course
SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 2
Course ID
MF0367
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
THESEIDER DUPRE' Daniele
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso affronta il tema della progettazione e realizzazione dei sistemi operativi per quanto riguarda due componenti fondamentali degli stessi, ovvero: 1) la gestione delle periferiche di input/output 2) i file system
The course deals with the theme of design and implementation of operating systems with regard to two fundamental components of the same, namely: 1) management of input/output peripherals 2) file systems
Testi di riferimento/Textbooks
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Disponibile anche in italiano: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Also available in Italian: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Obiettivi formativi/Mission
Enunciare i principi generali inerenti il funzionamento, la progettazione e la realizzazione delle componenti del sistema operativo preposte alla gestione delle memorie secondarie e dei dispositivi di I/O, con particolare riferimento al file system ed al sottosistema di I/O. Analizzare i requisiti di un sistema operativo da progettare per individuare le soluzioni progettuali e implementative più adatte ad esso. Saper applicare concretamente le metodologie e le tecniche per la progettazione e realizzazione dei meccanismi e delle politiche per la gestione delle memorie secondarie, dei dispositivi di I/O e dei file system. Saper descrivere i principi fondamentali del funzionamento, della progettazione e della realizzazione dei driver delle periferiche e dei file system.
State the general principles concerning the functioning, the design and the creation of the operating system components responsible for managing secondary memories and I/O devices, with particular reference to the file system and the I/O subsystem. Analyze the requirements of an operating system to be designed to identify design solutions and implementations best suited to it. Knowing how to concretely apply the methodologies and techniques for the design and implementation of mechanisms and policies for managing secondary storage, I/O devices, and file systems. Knowing how to describe the fundamental principles of the operation, design and implementation of device and file system drivers.
Prerequisiti/Required background knowledge
Architetture degli Elaboratori 1 e 2, Sistemi Operativi 1
Computer Architetture 1 and 2, Operating Systems 1
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in aula nelle quali vengono esposte le nozioni fondamentali, corredate di esempi. Per ciascuno dei due macro-argomenti del corso (ovvero, gestione delle periferiche di input/out e file system) vengono confrontate diverse soluzioni progettuali e implementative. Nel corso delle lezioni in aula sono anche svolti, per i vari argomenti trattati, diversi quesiti tipici delle prove d'esame. Sulla piattaforma DIR sono indicati i libri di testo suggeriti ed è a disposizione degli studenti del materiale, che ricalca gli argomenti trattati a lezione, risultando di aiuto anche per chi non fosse stato presente. Sono inoltre forniti alcuni esercizi ed esempi di prove d’esame.
Classroom lessons in which the fundamental notions are exposed, accompanied by examples. For each of the two macro-topics of the course (i.e. management of input/output devices and file system) different design and implementation solutions are compared. During the lessons in the classroom, various questions typical of the exams are also asked for the various topics covered. The suggested textbooks are indicated on the DIR platform and are available of the students of the material, which follows the topics treated in class, being of help even for those who were not present. Some exercises and exam examples are also provided.
Altre informazioni/Further information
Le competenze verificate in sede d'esame, necessarie per il superamento del corso, consistono nella dimostrazione di aver appreso i concetti di base relativi al funzionamento delle periferiche di I/O, dei meccanismi utilizzati dal sistema operativo per interagire con tali periferiche, delle metodologie di progettazione e realizzazione di driver per le periferiche, e delle metodologie di progettazione e realizzazione dei file system.
To pass the exam, the student has to prove the knowledge of the concepts underlying the operation of I/O devices, of the mechanisms employed by the operating system to manage with the above devices, and of the design and implementation methodologies and techniques for file systems.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame si svolge in forma scritta, e consiste in un insieme di domande (sia aperte, sia chiuse) sugli argomenti trattati nel corso. Saranno presenti domande sia di natura teorico-metodologica, sia di natura applicativa. Gli esami si svolgeranno, ove possibile, mediante l'uso di piattaforme informatiche. Le valutazioni saranno formulate mediante voti espressi in trentesimi, e saranno determinate mediante la valutazione dei seguenti parametri: a) correttezza e completezza delle risposte fornite alle domande di cui si compone l'esame b) capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza inerente le risposte formulate per le domande di natura teorico-metodologica, nonché la capacità di ragionamento critico che é necessaria applicare nella formulazione delle risposte a talune domande c) capacità di applicare correttamente concetti di natura teorico-metodologica alla formulazione delle risposte alle domande di natura applicativa d) qualità dell'esposizione e) competenza nell'impiego del lessico specialistico. Durante la prova d'esame non sarà consentita la consultazione di libri di testo, dispense del docente, e altro materiale didattico. I risultati delle prove scritte saranno comunicati mediante l'invio di un messaggio sulla piattaforma DIR.
The exam takes place in written form, and consists of a set of questions (both open and closed) on the topics covered in the course. There will be questions both of a theoretical-methodological nature and of an applicative nature. The exams will take place, where possible, through the use of IT platforms. The evaluations will be formulated by means of marks expressed out of thirty, and will be determined by evaluating the following parameters: a) correctness and completeness of the answers given to the questions making up the exam b) ability to discursively organize the knowledge inherent in the answers formulated for the questions of a theoretical-methodological nature, as well as the capacity for critical reasoning that is necessary to apply in the formulation of the answers to certain questions c) ability to correctly apply theoretical-methodological concepts to the formulation of answers to applicative questions d) quality of the exposure e) competence in the use of the specialized vocabulary. During the exam, the consultation of textbooks, teacher's handouts and other teaching material will not be allowed. The results of the written tests will be communicated by sending a message on the DIR platform.
Programma esteso/Content
1) Gestione dell'Input/Ouput: architettura del sottosistema di I/O; interfaccia di I/O per le applicazioni; sottosistema di I/O del kernel; struttura dei dispositivi di memorizzazione; struttura dei dischi; scheduling del disco; gestione dell’unitá a disco; sistemi RAID. 2) Progettazione e sviluppo di driver di periferiche di Input/Output: struttura di un driver; i driver nel sistema operativo xv6; il driver IDE nel sistema operativo xv6. 3) Progettazione e realizzazione di file system: il concetto di file e di file system; struttura della directory e del disco; condivisione di file; meccanismi di protezione dei file; struttura del file system; implementazione di file e directory; metodi di allocazione; gestione dello spazio libero; metodi di allocazione; efficienza e prestazioni; backup e ripristino.
1) I/O Management: the architecture of the I/O subsystem; I/O interface; kernel I/O subsystems; storage devices; disk structure, management, and scheduling; RAID systems; 2) Device drivers: driver architecture; driver in the xv6 operating system; the IDE driver in the xv6 operating system. 3) File systems: file system organizations; file system structures; file system design and implementation techniques; mechanisms for file sharing and protection; disk free space management; disk space allocation; performance and efficiency of file systems; backup and restore.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con i principi generali inerenti il funzionamento, la progettazione e la realizzazione delle componenti del sistema operativo preposte alla gestione delle memorie secondarie e dei dispositivi di I/O, con particolare riferimento al file system ed al sottosistema di I/O. Capacitá di applicare conoscenza e comprensione: sapere applicare le tecniche di progettazione e realizzazione di driver per periferiche di I/O e di file system a scenari realistici proposti come esercizi. Autonomia di giudizio: analizzare e valutare autonomamente le soluzioni di progettazione e realizzazione più adeguate negli scenari proposti come esercizi da svolgere in maniera autonoma. Abilitá comunicative: essere in grado di comunicare e spiegare, utilizzando la terminologia formale specifica relativa alle tematiche trattate nel corso, i principi fondamentali del funzionamento, della progettazione e della realizzazione delle componenti del sistema operativo oggetto di trattazione. Capacitá ad apprendere: essere in grado di intraprendere con profitto studi successivi sui sistemi operativi.
Knowledge and understanding: familiarity with the general principles involved the operation, design and implementation of the system components operating system responsible for managing secondary memories and I/O devices, with particular reference to the file system and the I/O subsystem. Ability to apply knowledge and understanding: knowing how to apply techniques of design and implementation of drivers for I/O peripherals and file systems to realistic scenarios proposed as exercises. Making judgements: autonomously analyze and evaluate the design and construction solutions more appropriate in the scenarios proposed as exercises to be carried out autonomously. Communication skills: being able to communicate and explain, using terminology formal specification relating to the topics covered in the course, the fundamental principles of operation, the design and implementation of the operating system components subject of treatment. Ability to learn: being able to profitably undertake further studies on operating systems.
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Course
SISTEMI OPERATIVI
Course ID
MF0368
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GUAZZONE Marco
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
2
Period
Annuale
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si compone di due moduli: SISTEMI OPERATIVI 1 e SISTEMI OPERATIVI 2. Il programma del modulo SISTEMI OPERATIVI 1 si articola sulle seguenti tematiche: introduzione ai sistemi operativi, gestione e sincronizzazione dei processi e programmazione concorrente, gestione della memoria. Il programma del modulo SISTEMI OPERATIVI 2 si articola sulle seguenti tematiche: gestione dell'I/O, progettazione e realizzazione dei file system, tecniche di virtualizzazione.
The course consists of two modules: OPERATING SYSTEMS 1 and OPERATING SYSTEMS 2. The module OPERATING SYSTEMS 1 focuses on the following topics: introduction to operating systems, process management and synchronization and concurrent programming, and memory management. The module OPERATING SYSTEMS 2 focuses on the following topics: I/O management, design and implementation of file systems, and virtualization techniques.
Testi di riferimento/Textbooks
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Disponibile anche in italiano: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Also available in Italian: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Obiettivi formativi/Mission
Il corso ha l’obiettivo di illustrare I principi, le diverse problematiche e le attuali soluzioni tecniche e metodologiche per la progettazione e realizzazione dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione e sincronizzazione dei processi e dei thread, (2) della gestione della memoria, (3) della gestione dei dispositivi di I/O, (4) della gestione della memoria di massa, e (5) della virtualizzazione delle risorse hardware.
The course aims to illustrate the principles, the various issues and current technical and methodological solutions for the design and management of the components of modern operating systems in charge of (1) managing and synchronizing processes and threads, (2) managing memory, (3) managing I/O devices, (4) managing mass storage, and (5) virtualizing hardware resources.
Prerequisiti/Required background knowledge
Programmazione 1 e 2, Architetture degli Elaboratori.
Programming 1 and 2, Computer Architecture.
Metodi didattici/Teaching methods
Modulo SISTEMI OPERATIVI 1: lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio. Modulo SISTEMI OPERATIVI 2: solo lezioni frontali.
Module OPERATING SYSTEMS 1: both class lectures and lab lectures. Module OPERATING SYSTEMS 2: class lectures only.
Altre informazioni/Further information
Monitoraggio del processo di apprendimento: gli studenti svolgeranno delle esercitazioni in laboratorio sotto la supervisione del docente.
Monitoring of the learning process: students will complete assignments in the computer lab under the supervision of the teacher.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Ciascuno dei due moduli ha un suo esame (che può essere scritto o orale) e, per superare l’esame complessivo. è necessario conseguire un esito sufficiente in ciascun modulo. Il voto finale è stabilito in modo collegiale dai docenti dei due moduli, tenendo conto dell’esito ottenuto in ciascun modulo. Modulo SISTEMI OPERATIVI 1: esame scritto o orale con alcune (da 4 a 6) domande sui diversi argomenti trattati nel corso e alcuni (da 1 a 3) esercizi di programmazione riguardanti le esercitazioni pratiche svolte in laboratorio. Il voto finale terrà conto della valutazione ottenuta sulle singole domande e esercizi. Modulo SISTEMI OPERATIVI 2: esame scritto obbligatorio e orale facoltativo (solo se il voto dello scritto è maggiore o uguale a 27/30). La prova d'esame prevede uno o più quesiti posti sotto forma di domande teoriche o esercizi,; a ciascun quesitor è associato uno specifico punteggio; il voto finale sarà ottenuto come la somma dei punteggi ottenuti in ogni quesito. Gli argomenti della prova d’esame (sia scritta che orale) comprendono quelli presentati durante le lezioni frontali e dettagliati nel programma del corso.
Each module has its own exam (that can be written or oral) and, in order to pass the exam of the whole course. It is required to get a passing grade in each module. The final grade is agreed upon by the teachers of the two modules, taking into account the final result obtained in each one of them. Module OPERATING SYSTEMS 1: written or oral exam consisting of 4-6 questions and 1-3 programming assignments on different course topics. The final grade will be based on the score obtained on the single questions and assignments. Module OPERATING SYSTEMS 2: mandatory written examination and optional oral examination (only if the grade of the written examination is greater than or equal to 27/30). The examination consists in one or more questions posed in the form of theoretical questions or exercises; each question is associated with a specific score; the final grade will be determined as the sum of the scores got in each question. Topics of the examination (both written and oral) include those presented during classroom lessons and detailed in the course program.
Programma esteso/Content
Modulo SISTEMI OPERATIVI 1: il programma di questo module si compone dei seguenti argomenti: 1) Nozioni fondamentali sull'architettura del sistema operativo di un elaboratore multiutente. 2) Nucleo del sistema operativo. 3) Gestione e sincronizzazzione di processi e thread, e programmazione concorrente. 4) Deadlock. 5) Gestione della memoria. 6) Chiamate di sistema per la gestione e sincronizzazione di processi e thread nei sistemi Unix. Modulo SISTEMI OPERATIVI 2: il programma di questo modulo corso si articola in tre macro-argomenti: 1) Gestione dell'I/O: architettura del sottosistema di I/O; interfaccia di I/O per le applicazioni; sottosistema di I/O del kernel; struttura dei dispositivi di memorizzazione; struttura dei dischi; scheduling del disco; gestione dell'unità a disco; sistemi RAID; gestione del risparmio energetico. 2) Progettazione e realizzazione di file system: il concetto di file e di file system; struttura della directory e del disco; condivisione di file; meccanismi di protezione dei file; struttura del file system; implementazione di file e directory; metodi di allocazione; gestione dello spazio libero; metodi di allocazione; efficienza e prestazioni; consistenza; backup e ripristino. 3) Progettazione e realizzazione di tecniche di virtualizzazione: il concetto di macchina virtuale e di hypervisor; virtualizzare la CPU; problematiche e soluzioni per la virtualizzazione dell'architettura x86; virtualizzare la memoria; virtualizzare l'I/O; il Cloud.
Module OPERATING SYSTEMS 1: the program of this module consists of the following topics: 1) General notions on the architecture of a multi-user system. 2) Operating system kernel. 3) Process and thread management and synchronization, and concurrent programming. 4) Deadlocks. 5) Memory management. 6) System calls for process and thread managements and synchronization in Unix systems. Module OPERATING SYSTEMS 2: the program of this module consists of three main topics: 1) I/O Management: the architecture of the I/O subsystem; I/O interface; kernel I/O subsystems; storage devices; disk structure, management, and scheduling; RAID systems. power management. 2) File systems: file system organizations; file system structures; file system design and implementation techniques; mechanisms for file sharing and protection; disk free space management; disk space allocation; performance and efficiency of file systems; consistenza; backup and restore. 3) Virtualization: virtual machines and hypervisors; CPU virtualization, issues and solution for the virtualization of the x86 architecture; Memory virtualization; I/O virtualization; the Cloud.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: apprendere il ruolo e i principi chiave che sono alla base del comportamento, della progettazione, e dello sviluppo dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione dei processi e dei thread (ad es., scheduling della CPU), (2) della gestione della memoria (ad es., memoria virtuale), (3) della gestione dei dispositivi di I/O (ad es., il sotto-sistema di I/O), (4) della gestione della memoria di massa (ad es., i file system), e (5) della virtualizzazione delle risorse hardware (ad es., gli hypervisor). Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicare i principi generali in un sistema reale. Autonomia di giudizio: valutare autonomamente, in termini di efficienza di gestione e di prestazioni, le migliori tecniche per la gestione dei processi, della memoria, dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, e quelle per la virtualizzazione. Abilità comunicative: comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi legati alla gestione dei processi, della memoria, dei dispositivi di I/O e della memoria di massa, e alla tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware. Capacità di apprendere: acquisire in modo autonomo quelle conoscenze metodologiche necessarie per valutare e utilizzare le chiamate di sistema e le tecniche per la gestione dei processi, della memoria, dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, così come tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware, non affrontate nel corso.
Knowledge and understanding: learning the role and the key principles underneath the behavior, the design and the development of the components of modern operating systems in charge of (1) managing processes and threads (e.g., CPU scheduling), (2) managing memory (e.g., virtual memory), (3) managing I/O devices (e.g., I/O subsystems), (4) managing mass storage (e.g., file systems), and (5) virtualizing hardware resources (e.g., hypervisors). Applying knowledge and understanding: applying the general principles in a real system, in particular, using Unix system calls and tools. Making judgements: autonomously evaluating, in terms of efficiency of management and performance, the best techniques to manage processes, memory, I/O devices and mass storage, as well as for the virtualization of hardware resources. Communication skills: communicating and justifying the fundamentals principles of operating systems related to the management of processes, memory, I/O devices and mass storage as well as to the techniques for the virtualization of hardware resources. Learning skills: autonomously learning the methodological skills needed to evaluate and use system calls and techniques for the management of processes, memory, I/O devices and mass storage, as well as for the virtualization of hardware resources, not studied during the course.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
MF0369SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 1 INF/01 - INFORMATICA Barrera Leon Luisa Fernanda, Guazzone Marco
MF0370SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 2 INF/01 - INFORMATICA Guazzone Marco
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Course
SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 1
Course ID
MF0369
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GUAZZONE Marco
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
- Introduzione ai sistemi operativi - Gestione e sincronizzazione dei processi e programmazione concorrente, - Gestione della memoria. - Gestione di processi e memoria in ambienti Unix.
Introduction to operating system, process management, process synchronization and concurrent programming, memory management. Process management and synchronization in Unix.
Testi di riferimento/Textbooks
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Disponibile anche in italiano: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Also available in Italian: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Obiettivi formativi/Mission
Lo scopo del modulo è presentare le caratteristiche dei moderni sistemi operativi, illustrarne i principali compenenti, la loro organizzazione e i servizi forniti. In particolare verranno analizzati (1) la gestione dei processi e thread, (2) la loro comunicazione e sincronizzazione e (3) la gestione della memoria.
The module aims to show the features of modern operating systems, to illustrate its main components, their organization and provided services. In particular will be analyzed: (1) process and thread management, (2) communication and synchronization and (3) memory management.
Prerequisiti/Required background knowledge
Programmazione 1 e 2, Architetture degli Elaboratori.
The contents of a first course in computer architecture and in programming.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali ed esercitazione in laboratorio.
Standard lectures and programming sessions in the computer lab.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento in itinere: durante il corso vengono svolte delle esercitazioni in laboratorio sotto la supervisione di un docente.
Learning process monitoring: during the course the students will complete assignments in the computer lab under the supervision of a teacher.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto obbligatorio con alcune (da 4 a 6) domande o esercizi di teoria sui diversi argomenti trattati nel corso e alcuni (da 1 a 3) esercizi di programmazione riguardanti le esercitazioni pratiche svolte in laboratorio. Ad ogni domanda è associato un punteggio in base alla correttezza e completezza della risposta data dallo studente. Il voto finale è calcolato come somma dei punteggi ottenuti sulle singole domande ed esercizi. L’esame è superato solo se si raggiunge un punteggio minimo nella parte di teoria e in quella di laboratorio.
Written exam consisting in 4-6 theoretical questions or assignments on different course topics and 1-3 programming assignments. Each question or assignments is graded with a score according to the correctness and completeness of the answer given by the student. The final grade is the sum of the scores obtained on the single questions and assignments. Exam is passed only when a minimal score is achieved in both the theoretical and programming parts.
Programma esteso/Content
Nozioni fondamentali sull'architettura del sistema operativo di un elaboratore multiutente. Nucleo del sistema operativo. Gestione di processi e threads. Sincronizzazione di processi e threads e programmazione concorrente. Deadlocks. Gestione della memoria. Processi nel sistema Unix. Generalità sull'utilizzo delle chiamate di sistema Unix; chiamate di sistema per gestione di processi, libreria per threads. Chiamate di sistema e funzioni di libreria per sincronizzazione di processi e threads.
General notions on the architecture of a multi-user system. Operating system kernel. Process and thread management. Process and thread synchronization, concurrent Programming. Deadlocks. Memory management. Processes in the Unix systems. General notions on Unix system calls. System calls for process management, thread library. System calls and library functions for process and thread synchronization.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Raggiungimento degli obiettivi formativi, nel modo misurato dal voto d'esame. Conoscenza e capacità di comprensione: Comprendere i principi generali e il ruolo dei sistemi operativi, fornire le nozioni fondamentali relative ai processi e alla gestione della memoria. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Applicare i principi generali in un sistema reale in particolare mediante le chiamate di sistema di Unix. Gli studenti dovranno raggiungere l'autonomia di giudizio rispetto al migliore uso dei processi e delle tecniche di gestione della memoria. Gli studenti dovranno essere in grado di comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi. Gli studenti dovranno acquisire quelle conoscenze metodologiche necessarie per utilizzare anche chiamate di sistema e tecniche di gestione dei processi e della memoria non svolte a lezione.
Achievement of the learning targets, as measured by the examination grade. Knowledge and understanding: Understanding the role and the main principles of operating systems, providing basic notions on process management and memory management. Applying knowledge and understanding: Applying the general principles in a real system, in particular, using Unix system calls. Making judgments: students will be able to autonomously evaluate the best strategies to use processes and manage system memory. Communication skills: students will learn to communicate and justify the basic principles of operative systems. Learning skills: students will be able to autonomously learn how use system calls and processes management techniques not studied during the course.
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Course
SISTEMI OPERATIVI: SISTEMI OPERATIVI 2
Course ID
MF0370
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GUAZZONE Marco
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il programma del corso si articola su tre tematiche principali, ovvero gestione dell'I/O, progettazione e realizzazione dei file system, e tecniche di virtualizzazione.
The course focuses on three main topics, namely I/O management, design and implementation of file systems, and virtualization techniques.
Testi di riferimento/Textbooks
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Disponibile anche in italiano: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660. Also available in Italian: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.
Obiettivi formativi/Mission
Il modulo ha l’obiettivo di illustrare i principi, le diverse problematiche e le attuali soluzioni tecniche e metodologiche per la progettazione e realizzazione dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione dei dispositivi di I/O (ad es., il sotto-sistema di I/O), (2) della gestione della memoria di massa (ad es., i file system), e (3) della virtualizzazione delle risorse hardware (ad es., gli hypervisor).
The module aims to illustrate the principles, the various issues and current technical and methodological solutions for the design and management of the components of modern operating systems in charge of (1) managing I/O devices (e.g., I/O subsystems), (2) managing mass storage (e.g., file systems), and (3) virtualizing hardware resources (e.g., hypervisors).
Prerequisiti/Required background knowledge
Architetture degli Elaboratori, Sistemi Operativi 1.
Computer Architecture, Operating Systems 1
Metodi didattici/Teaching methods
Solo lezioni frontali
Class lectures only
Altre informazioni/Further information
Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di aver appreso (1) i concetti relativi al funzionamento delle periferiche di I/O, (2) i meccanismi impiegati dal sistema operativo per gestire tali periferiche, (3) le metodologie di progettazione e sviluppo dei file system, e (4) le tecniche di virtualizzazione delle risorse hardware.
To pass the exam, the student has to prove the knowledge (1) of the concepts underlying the operation of I/O devices, (2) of the mechanisms employed by the operating system to manage the above devices, (3) of the design and implementation methodologies and (4) of the techniques for the virtualization of hardware resources.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Le modalità di verifica consistono in una prova d’esame scritta obbligatoria e in una prova orale facoltativa. La prova d'esame scritta prevede uno o più quesiti (tipicamente, da quattro a sei quesiti) posti sotto forma di domande teoriche o esercizi; ad ogni quesito è associato un punteggio il cui valore (che va da zero a uno specifico valore massimo) è determinato in base alla qualità della risposta fornita dallo studente; il voto finale della prova scritta è la somma dei punteggi ottenuti in ogni quesito. La prova d’esame orale facoltativa può essere sostenuta solo se il voto della prova d’esame scritta è uguale o superiore a 27/30 e prevede uno o più quesiti (tipicamente 3) posti sotto forma di domande teoriche o esercizi; il voto finale della prova orale parte dal voto ottenuto nella prova scritta e può aumentare, diminuire o rimanere invariato a seconda del grado di preparazione dello studente. Gli argomenti delle prova d’esame (sia scritta che orale) comprendono quelli presentati durante le lezioni frontali e dettagliati nel programma del corso.
The assessment methods consist in a mandatory written examition and in an optional oral examination. The written examination consists in one or more questions (usually, four to six questions) posed in the form of theoretical questions or exercises; each question is associated with a score whose value (ranging from zero to a specific maximum value) is determined according to the quality of the answer provided by the student; the final grade of the written examination is the sum of the scores got in each question. The optional oral examination can be took only if the grade got in the written examination is greater or equal to 27/30 and it consists in one or more questions (usually, three questions) posed in the form of theoretical questions; the final grade of the oral examination starts from the grade got in the written examination and can either increase or stay unchanged or even decrease according to the level of knowledge of the student. Topics of the examination (both written and oral) include those presented during classroom lessons and detailed in the course program.
Programma esteso/Content
Il programma del corso si articola in tre macro-argomenti: 1) Gestione dell'I/O: architettura del sottosistema di I/O; interfaccia di I/O per le applicazioni; sottosistema di I/O del kernel; struttura dei dispositivi di memorizzazione; struttura dei dischi; scheduling del disco; gestione dell'unità a disco; sistemi RAID; gestione del risparmio energetico. 2) Progettazione e realizzazione di file system: il concetto di file e di file system; struttura della directory e del disco; condivisione di file; meccanismi di protezione dei file; struttura del file system; implementazione di file e directory; metodi di allocazione; gestione dello spazio libero; metodi di allocazione; efficienza e prestazioni; consistenza; backup e ripristino. 3) Progettazione e realizzazione di tecniche di virtualizzazione: il concetto di macchina virtuale e di hypervisor; virtualizzare la CPU; problematiche e soluzioni per la virtualizzazione dell'architettura x86; virtualizzare la memoria; virtualizzare l'I/O; il Cloud.
The course program consists of three main topics: 1) I/O Management: the architecture of the I/O subsystem; I/O interface; kernel I/O subsystems; storage devices; disk structure, management, and scheduling; RAID systems. power management. 2) File systems: file system organizations; file system structures; file system design and implementation techniques; mechanisms for file sharing and protection; disk free space management; disk space allocation; performance and efficiency of file systems; consistenza; backup and restore. 3) Virtualization: virtual machines and hypervisors; CPU virtualization, issues and solution for the virtualization of the x86 architecture; Memory virtualization; I/O virtualization; the Cloud.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Raggiungimento degli obiettivi formativi, nel modo misurato dal voto d'esame. * Conoscenza e capacità di comprensione: apprendere i principi generali che sono alla base del comportamento, della progettazione, e dello sviluppo dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione dei dispositivi di I/O (ad es., il sotto-sistema di I/O), (2) della gestione della memoria di massa (ad es., i file system), e (3) della virtualizzazione delle risorse hardware (ad es., gli hypervisor). * Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicare i principi generali in un sistema reale. * Autonomia di giudizio: valutare autonomamente, in termini di efficienza di gestione e di prestazioni, le migliori tecniche per la gestione dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, e quelle per la virtualizzazione. * Abilità comunicative: comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi legati alla gestione dei dispositivi di I/O e della memoria di massa, e alla tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware. * Capacità di apprendere: acquisire quelle conoscenze metodologiche necessarie per valutare e utilizzare tecniche per la gestione dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, così come tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware, non affrontate nel corso.
Achievement of the learning targets, as measured by the examination grade. * Knowledge and understanding: learning the general principles underneath the behavior, the design and the development of the components of modern operating systems in charge of (1) managing I/O devices (e.g., I/O subsystems), (2) managing mass storage (e.g., file systems), and (3) virtualizing hardware resources (e.g., hypervisors). * Applying knowledge and understanding: applying the general principles in a real system. * Making judgements: autonomously evaluating, in terms of efficiency of management and performance, the best techniques to manage I/O devices and mass storage, as well as for the virtualization of hardware resources. * Communication skills: communicating and justifying the fundamentals principles of operating systems related to the management of I/O devices and of mass storage as well as to the techniques for the virtualization of hardware resources. * Learning skills: autonomously learning the methodological skills needed to evaluate and use techniques for the management of I/O devices and mass storage, as well as for the virtualization of hardware resources, not studied during the course.
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Course
INGLESE - LT INFORMATICA
Course ID
MF0400
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
LA SPINA CRISTINA
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
E
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Inglese
English
Contenuti/Content Summary
Il corso è composto da 50 ore di didattica frontale che avranno luogo nel primo semestre dell'a.a.
The course is composed of 50 hours of face-to-face lessons to be held during the first term of the academic year.
Testi di riferimento/Textbooks
Life Upeer-Intermediate: Student's book-Workbook. Student's book build Up + Online Resources (National Geografic Learning) ISBN: 9788853625168
Life Upper-Intermediate: Student's book-Workbook. Student's book build Up + Online Resources (National Geografic Learning) ISBN: 9788853625168
Obiettivi formativi/Mission
Gli studenti dovranno consolidare le conoscenze sintattico-lessicali della lingua e sviluppare le quattro capacità linguistiche (reading, listening, writing, speaking) nell'ottica del raggiungimento del livello B2 del Quadro Comune di Riferimento Europeo.
Students will be required to consolidate their syntactical and lexical competences and improve the four language skills (reading, listening, writing, speaking) in order to meet the B2 level standards of the European Framework.
Prerequisiti/Required background knowledge
E' consigliato approcciarsi al corso con un livello minimo di conoscenza della lingua B1.
It is highly recommended to attend the course when possessing a B1 level of English knowledge.
Metodi didattici/Teaching methods
Attraverso attività di lettura o ascolto e comprensione, esercitazioni o lavori di gruppo gli studenti avranno la possibilità di analizzare le strutture sintattiche e il lessico per incrementare le capacità produttive della lingua.
By means of reading and listening tasks, class exercises and team activities, students will be able to analyse the syntactical and lexical structures to improve their productive skills.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Test a computer: lettura e comprensione scritta, orale e uso delle strutture linguistiche, con risposte a scelta multipla o vero/falso; riformulazione; fill in the blanks; completamento. Lo studente può presentarsi ad un medesimo esame non oltre tre volte in un anno accademico (per la disciplina degli esami di profitto si rimanda all'art. 35 del Regolamento didattico di Ateneo consultabile alla pagina https://www.uniupo.it/sites/default/files/elfinder_library/01_dr_rda_pg_270.pdf)
Computer-based test: reading, listening comprehension and use of the language, with multiple choices or T/F questions; fill in the blanks, reformulation. Each student can sit the exam for a maximum of 3 times per academic year (for any further information, check https://www.uniupo.it/sites/default/files/elfinder_library/01_dr_rda_pg_270.pdf)
Programma esteso/Content
Sviluppo delle quattro competenze linguistiche e delle conoscenze linguistiche previste dal Quadro Comune di Riferimento Europeo per il livello B2.
Development of language skills and linguistic knowledge required by the European Framework for B2 level.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Gli studenti dovranno dimostrare di essere in grado di comprendere un testo scritto e di analizzarne i contenuti; dovranno dimostrare capacità di riformulazione della lingua e di utilizzo corretto delle strutture sintattiche e grammaticali. Gli studenti dovranno anche dimostrare di comprendere un dialogo, un discorso, un'intervista o un annuncio a livello B2 (comprensione orale).
Students will be required to comprehend a written text and analyse the content; they will have to prove their knowledge of the syntactical and lexical structure and reformulation skills. Students will also have to prove to understand a dialogue, a speech, a radio programme, an interview or an announcement at B2 level (listening comprehension).
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Course
Algoritmi I
Course ID
MF0034
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MONTANI Stefania
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Metodi di analisi degli algoritmi. Strutture dati fondamentali. Algoritmi fondamentali (ricerca e ordinamento)
Algorithm analysis methods. Basic data structures. Fundamental sorting and search algorithms.
Testi di riferimento/Textbooks
Algoritmi e strutture dati 2/ed, Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano, MC Graw Hill
Algoritmi e strutture dati 2/ed, Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano, MC Graw Hill
Obiettivi formativi/Mission
Enunciare la definizione delle strutture dati fondamentali e saperle adottare in problemi proposti. Analizzare un algoritmo dato, sia esso ricorsivo che iterativo. Saper descrivere gli algoritmi di ricerca e di ordinamento. Saper applicare un algoritmo specifico, tra quelli visti, ad un problema dato. Essere in grado di darne un'implementazione in C.
Providing the definition of the fundamental data structures and being able to adopt them in the proposed exercises. Being able to analyse recursive and iterative algorithms. Being able to describe the sorting and search algorithms. Being able to apply a specific algorithm among them, to a given problem. Being able to provide its implementation in C.
Prerequisiti/Required background knowledge
Aver superato l’esame di Programmazione 1 e 2.
Having passed the Programming 1 and 2 exams.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in aula (eventualmente in modalità blended) per circa 2/3 del corso, ed esercitazioni in laboratorio per circa 1/3 del corso. Nelle lezioni in aula vengono esposte le nozioni fondamentali, corredate di esempi. Vengono confrontate diverse strutture dati, e algoritmi diversi mirati a risolvere problemi della stessa classe.Sulla piattaforma DIR sono indicati i libri di testo suggeriti ed è a disposizione degli studenti del materiale, che ricalca gli argomenti trattati a lezione, risultando di aiuto anche per chi non fosse stato presente. Sono inoltre forniti alcuni esercizi ed esempi di temi d’esame.In laboratorio lo studente viene guidato nell'implementazione degli algoritmi visti a lezione, realizzando per ciascun algoritmo alcune varianti, come esercizio propedeutico all'uso degli algoritmi per la soluzione di problemi. Sul DIR sono a disposizione, per ogni argomento trattato nelle lezioni in laboratorio, delle slide come riferimento e guida sia per chi ha seguito la lezione che per gli assenti.
Classroom lessons (possibly in a blended modality) for about 2/3 of the hours, and assisted exercises in the lab for about 1/3 of the hours. Classroom lessons will present the fundamental concepts, and will also include example exercises. Different data structures and different algorithms meant to solve problems of the same class will be compared. On the DIR platform the students will find indications about the textbooks and materials, closely related to the topics presented at the lessons; this will help students that do not attend to easily follow the course development. Exercises and example tests will be provided as well.In the lab, the student is guided in the implementation of the algorithms studied in the classroom lessons, realizing some variations. On the DIR platform the students will find slides and additional material referring to the single lab lessons, as a guide also for those who did not attend.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Teoria: Esame scritto, eventualmente in forma di quiz. L'esame prevede un minimo di 3 esercizi, che verteranno su argomenti svolti in una parte diversa del programma: un esercizio riguarderà l’analisi della complessità, mentre gli altri due riguarderanno due argomenti tra: strutture dati fondamentali, algoritmi di ordinamento, algoritmi di ricerca tramite alberi, tabelle hash, code con priorità. Il voto terra' conto dei risultati parziali ottenuti nei singoli esercizi. Eventualmente (ad esempio, per richiesta dello studente), la stessa tipologia di esame potra' essere svolta oralmente, o integrata da una prova orale. Laboratorio: Esame pratico. L'esame prevede l'implementazione di uno o più programmi in linguaggio C. Gli argomenti comprendono quelli presentati durante le lezioni frontali e in laboratorio. Il voto terra' conto dei risultati parziali ottenuti nei singoli esercizi. La votazione finale terrà conto dei risultati finali ottenuti nelle prove d'esame di Teoria e di Laboratorio.
Theory: Written test, possibly as a quiz. The test will be composed by three exercises at least, focused on different course topics. One exercise will involve complexity analysis, while the other two will involve two topics among: fundamental data structures, sorting algorithms, searching algorithms by using trees, hash tables, priority queues. The final score will take into account the partial scores of the different exercises. Possibly (e.g., on student's request), the same exam type will be executed orally, or integrated by means of an oral examination. Lab: Practical examination. The exam consists in developing one or more programs in C language. Topics include those presented during classroom lessons and in the lab. The final score will take into account the partial scores of the different exercises. The global score will take into account the final scores obtained in the Theory and Lab examinations.
Programma esteso/Content
- Introduzione agli algoritmi. - Modelli di analisi. Notazioni asintotiche: O, Omega e Theta. Limiti inferiori. Teorema Master. - Tipi di dato astratto: Pile , Code, Alberi. - Algoritmi di ordinamento: insertion sort, selection sort, merge sort, quicksort, heap sort, integer sort, radix sort - Alberi binari di Ricerca. Alberi AVL, alberi 2-3. - Tabelle Hash. - Code con priorità. Tali aspetti sono poi meglio studiati in pratica durante le esercitazioni tenute in laboratorio. In particolare in laboratorio verranno implementati esercizi relativi ai seguenti argomenti: Ricerca binaria e Algoritmi di ordinamento: Insertion sort, Selection sort, Merge sort, Heap sort, Quicksort; Strutture dati dinamiche: Liste, Code, Pile; Ricerca indicizzata:Alberi binari di ricerca Tabelle di hash
- Introduction to algorithms.  - Analysis of algorithms: O, Omega and Theta notations. Master theorem on recurrences.  - Abstract data structures: Stack, Queue, Tree.  - Sorting algorithms: insertion sort, selection sort, merge sort, quicksort, heap sort, integer sort, radix sort  - Search binary trees. AVL trees, 2-3 trees.  - Hash tables.  - Priority queues. These notions will then be further examined by means of their implementation. In particular, the exercises will refer to the following topics:   Sorting algorithms: Insertion sort, Selection sort, Merge sort, Heap sort, Quicksort; Dynamic data structures: Lists, Queues, Stacks; Trees; Hash tables.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con l’analisi degli algoritmi, delle strutture dati di base, e di algoritmi fondamentali, con particolare riferimento agli algoritmi di ricerca ed ordinamento. Capacità di applicare conoscenza e comprensione:sapere applicare le tecniche di analisi negli esercizi, saper scrivere un algoritmo fondamentale o una sua variazione ideando soluzioni nuove in maniera tecnicamente corretta.Autonomia di giudizio: analizzare gli algoritmi ricorsivi; saper affrontare con spirito critico gli esercizi proposti, proponendo soluzioni corrette in modo autonomo.Abilità comunicative: aver acquisito e saper utilizzare la terminologia formale specifica relativa alle aree citate, saper giustificare le scelte fatte e comunicarle in modo chiaro anche a utenti meno esperti. Capacità di apprendere: Essere in grado di intraprendere con profitto studi successivi sugli elementi di algoritmica
Knowledge and understanding: knowing the analysis of algorithms and the data structures, focusing on search and sorting algorithms. Applying knowledge and understanding: Capability to apply the analysis techniques in the exercises, capability to write a classical algorithm, or a possible variation of it, proposing novel technically correct solutions.Making judgements: being able to analyze recursive algorithms; being able to afford in a critical way the exercises, proposing correct solutions in an autonomous way.Communication skills: knowing and correctly applying the terminology of the field, justifying the choices and clearly communicating them also to a non expert audience. Learning skills: Being able to proceed in more advanced algorithmic notions studies.
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Course
ALGORITMI 1
Course ID
MF0209
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MONTANI Stefania
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Metodi di analisi degli algoritmi. Strutture dati fondamentali. Algoritmi fondamentali (ricerca e ordinamento)
Algorithm analysis methods. Basic data structures. Fundamental sorting and search algorithms.
Testi di riferimento/Textbooks
Algoritmi e strutture dati 2/ed, Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano, MC Graw Hill
Algoritmi e strutture dati 2/ed, Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano, MC Graw Hill
Obiettivi formativi/Mission
Enunciare la definizione delle strutture dati fondamentali e saperle adottare in problemi proposti. Analizzare un algoritmo dato, sia esso ricorsivo che iterativo. Saper descrivere gli algoritmi di ricerca e di ordinamento. Saper applicare un algoritmo specifico, tra quelli visti, ad un problema dato. Essere in grado di darne un'implementazione in C.
Providing the definition of the fundamental data structures and being able to adopt them in the proposed exercises. Being able to analyse recursive and iterative algorithms. Being able to describe the sorting and search algorithms. Being able to apply a specific algorithm among them, to a given problem. Being able to provide its implementation in C.
Prerequisiti/Required background knowledge
Aver superato l’esame di Programmazione 1 e 2.
Having passed the Programming 1 and 2 exams.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in aula (eventualmente in modalità blended) per circa 2/3 del corso, ed esercitazioni in laboratorio per circa 1/3 del corso. Nelle lezioni in aula vengono esposte le nozioni fondamentali, corredate di esempi. Vengono confrontate diverse strutture dati, e algoritmi diversi mirati a risolvere problemi della stessa classe.Sulla piattaforma DIR sono indicati i libri di testo suggeriti ed è a disposizione degli studenti del materiale, che ricalca gli argomenti trattati a lezione, risultando di aiuto anche per chi non fosse stato presente. Sono inoltre forniti alcuni esercizi ed esempi di temi d’esame.In laboratorio lo studente viene guidato nell'implementazione degli algoritmi visti a lezione, realizzando per ciascun algoritmo alcune varianti, come esercizio propedeutico all'uso degli algoritmi per la soluzione di problemi. Sul DIR sono a disposizione, per ogni argomento trattato nelle lezioni in laboratorio, delle slide come riferimento e guida sia per chi ha seguito la lezione che per gli assenti.
Classroom lessons (possibly in a blended modality) for about 2/3 of the hours, and assisted exercises in the lab for about 1/3 of the hours. Classroom lessons will present the fundamental concepts, and will also include example exercises. Different data structures and different algorithms meant to solve problems of the same class will be compared. On the DIR platform the students will find indications about the textbooks and materials, closely related to the topics presented at the lessons; this will help students that do not attend to easily follow the course development. Exercises and example tests will be provided as well.In the lab, the student is guided in the implementation of the algorithms studied in the classroom lessons, realizing some variations. On the DIR platform the students will find slides and additional material referring to the single lab lessons, as a guide also for those who did not attend.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Teoria: Esame scritto, eventualmente in forma di quiz. L'esame prevede un minimo di 3 esercizi, che verteranno su argomenti svolti in una parte diversa del programma: un esercizio riguarderà l’analisi della complessità, mentre gli altri due riguarderanno due argomenti tra: strutture dati fondamntali, algoritmi di ordinamento, algoritmi di ricerca tramite alberi, tabelle hash, code con priorità. Il voto terra' conto dei risultati parziali ottenuti nei singoli esercizi. Eventualmente (ad esempio, per richiesta dello studente), la stessa tipologia di esame potra' essere svolta oralmente o integrata da una prova orale. Laboratorio: Esame pratico. L'esame prevede l'implementazione di uno o più programmi in linguaggio C. Gli argomenti comprendono quelli presentati durante le lezioni frontali e in laboratorio. Il voto terra' conto dei risultati parziali ottenuti nei singoli esercizi. La votazione finale terrà conto dei risultati finali ottenuti nelle prove d'esame di Teoria e di Laboratorio.
Theory: Written test, possibly as a quiz. The test will be composed by three exercises at least, focused on different course topics. One exercise will involve complexity analysis, while the other two will involve two topics among: fundamental data structures, sorting algorithms, searching algorithms by using trees, hash tables, priority queues. The final score will take into account the partial scores of the different exercises. Possibly (e.g., on student's request), the same exam type will be executed orally, or integrated by means of an oral examination. Lab: Practical examination. The exam consists in developing one or more programs in C language. Topics include those presented during classroom lessons and in the lab. The final score will take into account the partial scores of the different exercises. The global score will take into account the final scores obtained in the Theory and Lab examinations.
Programma esteso/Content
- Introduzione agli algoritmi. - Modelli di analisi. Notazioni asintotiche: O, Omega e Theta. Limiti inferiori. Teorema Master. - Tipi di dato astratto: Pile , Code, Alberi. - Algoritmi di ordinamento: insertion sort, selection sort, merge sort, quicksort, heap sort, integer sort, radix sort - Alberi binari di Ricerca. Alberi AVL, alberi 2-3. - Tabelle Hash. - Code con priorità. Tali aspetti sono poi meglio studiati in pratica durante le esercitazioni tenute in laboratorio. In particolare in laboratorio verranno implementati esercizi relativi ai seguenti argomenti: Ricerca binaria e Algoritmi di ordinamento: Insertion sort, Selection sort, Merge sort, Heap sort, Quicksort; Strutture dati dinamiche: Liste, Code, Pile; Ricerca indicizzata:Alberi binari di ricerca Tabelle di hash
- Introduction to algorithms. - Analysis of algorithms: O, Omega and Theta notations. Master theorem on recurrences. - Abstract data structures: Stack, Queue, Tree. - Sorting algorithms: insertion sort, selection sort, merge sort, quicksort, heap sort, integer sort, radix sort. - Search binary trees. AVL trees, 2-3 trees. - Hash tables. - Priority queues. These notions will then be further examined by means of their implementation. In particular, the exercises will refer to the following topics: Sorting algorithms: Insertion sort, Selection sort, Merge sort, Heap sort, Quicksort; Dynamic data structures: Lists, Queues, Stacks; Trees; Hash tables.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con l’analisi degli algoritmi, delle strutture dati di base, e di algoritmi fondamentali, con particolare riferimento agli algoritmi di ricerca ed ordinamento. Capacità di applicare conoscenza e comprensione:sapere applicare le tecniche di analisi negli esercizi, saper scrivere un algoritmo fondamentale o una sua variazione ideando soluzioni nuove in maniera tecnicamente corretta.Autonomia di giudizio: analizzare gli algoritmi ricorsivi; saper affrontare con spirito critico gli esercizi proposti, proponendo soluzioni corrette in modo autonomo.Abilità comunicative: aver acquisito e saper utilizzare la terminologia formale specifica relativa alle aree citate, saper giustificare le scelte fatte e comunicarle in modo chiaro anche a utenti meno esperti. Capacità di apprendere: Essere in grado di intraprendere con profitto studi successivi sugli elementi di algoritmica
Knowledge and understanding: knowing the analysis of algorithms and the data structures, focusing on search and sorting algorithms. Applying knowledge and understanding: Capability to apply the analysis techniques in the exercises, capability to write a classical algorithm, or a possible variation of it, proposing novel technically correct solutions.Making judgements: being able to analyze recursive algorithms; being able to afford in a critical way the exercises, proposing correct solutions in an autonomous way.Communication skills: knowing and correctly applying the terminology of the field, justifying the choices and clearly communicating them also to a non expert audience. Learning skills: Being able to proceed in more advanced algorithmic notions studies.
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Print
Course
Algoritmi 2
Course ID
MF0054
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
EGIDI Lavinia
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Tecniche algoritmiche, nozione di grafo e algoritmi su grafi
Algorithmic techniques, notion of graph and algorithms on graphs
Testi di riferimento/Textbooks
P. Crescenzi, G. Gambosi, R. Grossi, G. Rossi Strutture di dati e algoritmi, Seconda edizione, Pearson oppure C. Demetrescu, I.Finocchi, G.F. Italiano, Algoritmi e Strutture Dati, Seconda Edizione, McGraw-Hill oppure Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest and Clifford Stein Introduzione agli algoritmi e strutture dati,, terza edizione, McGraw-Hill, 2010
P. Crescenzi, G. Gambosi, R. Grossi, G. Rossi Strutture di dati e algoritmi, Seconda edizione, Pearson or C. Demetrescu, I.Finocchi, G.F. Italiano, Algoritmi e Strutture Dati, Seconda Edizione, McGraw-Hill or Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest and Clifford Stein Introduction to Algorithms, third edition McGraw-Hill, 2010
Obiettivi formativi/Mission
L'insegnamento si propone di: -introdurre grafi, insegnare come modellare problemi con grafi e fornire strumenti per gestirli; -insegnare strategie algoritmiche greedy e di programmazione dinamica, e introdurre tecniche di approssimazione di soluzioni di algoritmi di ottimizzazione; -affinare le capacità degli studenti nel problem solving e nella valutazione della complessità delle soluzioni.
The course's aim is: -presenting graphs, teaching how to model problems with graphs and giving tools to deal with them; -teaching the greedy and dynamic programming algorithmic strategies, presenting techniques of approximation of solutions of optimmization algorithms; -sharpen students' abilities in problem solving and evaluation of the complexity of solutions.
Prerequisiti/Required background knowledge
Prerequisiti formali: Lo studente non può accedere alle prove d'esame se non ha già sostenuto e verbalizzato gli esami di Programmazione 1 e Programmazione 2. Prerequisiti sostanziali: Nozioni di programmazione insegnate nei corsi di Programmazione 1 e 2; le nozioni base di algoritmica insegnate nel corso di Algoritmi 1. Principi e linguaggi di programmazione insegnati nei corsi di semestri precedenti.
Formal prerequisites: Students cannot access final exams unless they have passed and verbalized the exams of Programming 1 and Programming 2. Substantial prerequisites: Fundamentals of programming taught in the first year courses on programming, basic algorithmic notions taught in Algorithms and Data Structures 1. Programming principles and languages taught in previous semesters courses.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è insegnato in aula e in laboratorio. Nelle lezioni in aula vengono esposte le nozioni fondamentali, corredate di esempi, anche utilizzando un software di simulazione di algoritmi. Le dimostrazioni vengono presentate come strumento di analisi del problema per la progettazione degli algoritmi e come strumento di approfondimento delle tecniche, facendo leva sull'analogia tra gli algoritmi che utilizzano una stessa tecnica. Viene discussa l'utilità ai fini pratici dei diversi algoritmi per risolvere specifiche tipologie di problemi. Sulla piattaforma DIR sono indicati i libri di testo suggeriti ed è a disposizione degli studenti del materiale integrativo aggiuntivo. Inoltre dopo ogni lezione, vengono indicati sul DIR gli argomenti trattati, con riferimento bibliografico, per chi non avesse seguito la lezione (ma anche per i presenti). In laboratorio lo studente viene guidato nell'implementazione degli algoritmi visti a lezione, realizzando per ciascun algoritmo alcune varianti, come esercizio propedeutico all'uso degli algoritmi per la soluzione di problemi. Sul DIR sono a disposizione, per ogni argomento trattato nelle lezioni in laboratorio, delle slide come riferimento e guida sia per chi ha seguito la lezione che per gli assenti. Sul corso DIR è attivo un forum di domande e risposte per offrire agli studenti un luogo di approfondimento e discussione degli argomenti insegnati; dopo ogni lezione la docente propone alcuni quesiti mirati a sollecitare gli studenti a ragionare su specifici argomenti. La docente controlla le risposte ma partecipa solo il minimo indispensabile per fornire una ragionevole guida, lasciando il dibattito agli studenti. Sul DIR sono disponibili dei quiz di esercizio e autovalutazione (identici agli esercizi d'esame, presentano di volta in volta istanze diverse di domande di ciascun tipo) che forniscono allo studente un modo di misurarsi con gli argomenti presentati, in modo da scoprire eventuali proprie lacune o dubbi e poter quindi rivolgersi per tempo al docente per chiarimenti. Inoltre, allo stesso scopo, sono fornite le specifiche di quesiti di programmazione d'esame usati in passato. Sul DIR sono disponibili anche link a registrazioni di lezioni, tenute dalla docente, divise per argomento, per agevolare gli studenti che non possono seguire le lezioni e come complemento per tutti.
The course is taught in class and in lab. In class the fundamental notions are presented, along with examples, also with the help of a software for simulation of algorithms. Proofs are presented as a tool to analyse the problems and design the algorithms, and as a tool to study in depth the algorithmic techniques, leveraging on analogies among algorithms that use the same techniques. The presentation is completed with discussions on the usage of each algorithm in practice to solve specific kinds of problems. On the DIR platform students can find the suggested textbooks and additional material. Moreover, after each lecture, the subject of the lecture is reported on the DIR together with relevant bibliographic references, especially (but not only) for those who couldn't attend the lecture. In lab the student is guided in impementing the algorithms seen in class, realizing for each algorithm a few variants as a propedeutic exercise to problem solving. On DIR the students can find, for each lab lecture, slides that work as reference and guide for those who attended the class and those who didn't. On the DIR course a question and answer forum offers the students a virtual room for discussing and reasoning on course subjects; after each lesson the instructor proposes a few questions to help understand in depth what has just been presented in class. The instructor monitors answers and participates just to offer a minimal guide, leaving the discussion to the students. On the DIR course the students have access to quizzes that serve as practice and selfevaluation for exam exercises. The aim is to offer to the stundents a means to check their own progress and comprehension, so as to discover as early as possible their weaknesses and to be able to ask for explanations to the teacher. Moreover, to the same end, specifications of exam problems proposed in the past are available to the students. On the DIR course students find links to recordings of lessons, given by the instructor, and divided by argument. Such material is of help to students who cannot attend class but also a complement for everybody.
Altre informazioni/Further information
L'attività in laboratorio richiede una partecipazione attiva e individuale degli studenti, che in tal modo sviluppano abilità pratiche (le capacità di realizzare un programma). Inoltre, il coinvolgimento attivo li induce a porsi dei quesiti (e spesso di conseguenza a porne al docente); in tal modo si realizza una regolare verifica del modo in cui gli argomenti vengono recepiti.
Hands-on activity requires active participation of the students, who this way develop pracatical skills (ability to implement a program). Moreover, the active involvement leads the students to ask themselves questions (and, as a consequence, often to ask questions to the instructor); this allows a regular monitoring of the way the subject is being understood.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Prova pratica seguita da esame orale La prova in laboratorio è costituita da un semplice problema da risolvere con l'implementazione di uno degli algoritmi visti a lezione. E' seguita nella stessa giornata (compatibilmente con il numero di iscritti) da una prova orale tesa a verificare la comprensione dello studente della teoria alla base degli algoritmi insegnati nel corso, del funzionamento degli algoritmi classici presentati a lezione. Inoltre, nel corso della discussione si verifica che lo studente abbia acquisito la terminologia formale, che sia in grado di spiegare i ragionamenti alla base della progettazione e della dimostrazione di correttezza degli algoritmi e che abbia acquisito capacità di analisi. Il numero di domande può variare a seconda del modo in cui lo studente risponde (formalità, chiarezza, completezza, precisione,...) e della qualità del programma implementato. La valutazione complessiva tiene conto della qualità del lavoro di programmazione e della discussione orale.
Programming task followed by oral exam For the programming task, the student is proposed a simple problem that requires implementation of one of the classical algorithms presented in class. This part is followed on the same day (as far as the number of participating students allows), by an oral exam whose aim is to verify that the student has understood the theory underlying the algorithms that are taught in the course and the classical algorithms presented in class. Moreover, it will be verified that the student has acquired the formal terminology, that he/she can explain the reasonings on which design and correctness proofs are based and that he/she has acquired analytical skills in reference to the course's matter. The number of questions can vary depending on the quality of the answers (with respect to clarity, completeness, precision, formality,...) and on the results of the programming task, since the final aim is to ascertain that the formative objectives have been reached. The final evaluation takes into account the quality of both the implementation and of the interview.
Programma esteso/Content
Grafi: -definizioni e terminologia: grafi non orientati, grafi orientati, archi pesati, cammini, cicli, componenti connesse e fortemente connesse: significato e utilizzo delle diverse varianti per modellare diverse situazioni; -rappresentazioni di grafi: matrici e liste di adiacenza e loro impatto dal punto di vista dell'implementazione -visita di grafi in ampiezza e in profondità, caratteristiche comuni e differenze delle varie visite proposte e loro applicazioni Tecnica golosa (greedy): -introduzione e algoritmi di esempio; -cammini minimi su grafo pesato da un nodo sorgente: algoritmo di Dijkstra e applicazioni -minimo albero ricoprente: algoritmi di Prim e Kruskal e loro utilizzo per risolvere problemi pratici -tecniche di dimostrazione di correttezza e loro funzione in relazione alla progettazione di algoritmi greedy -limiti della tecnica golosa Tecnica di programmazione dinamica -introduzione alla tecnica e proprietà della sottostruttura ottima; confronto con la tecnica golosa e con il divide et impera -aspetti e scelte di impementazione: algoritmi ricorsivi e iterativi, memoization -utilizzo dei teoremi della sottostruttura ottima per l'analisi di problemi e la progettazione di algoritmi di programmazione dinamica; analisi di problemi classici (massimo sottoinsieme indipendente, zaino, sottosequenza comune di lunghezza massima); -cammini minimi da un nodo sorgente: algoritmo di Bellman-Ford -cammini minimi da tutti i nodi: algoritmo di Floyd-Warshall Cenni sui problemi intrattabili: -classi P, NP ed NP completezza -algoritmi di complessità pseudopolinomiale -introduzione alle tecniche per affrontare i problemi difficili.
Graphs -definitions and terminology: undirected and directed graphs, weighted graphs, paths, cycles, connected components and strongly connected components: meaning and usage of each variant to model different situations; -representations: adjacency matrices and lists and their impact from the implementation point of view; -breadth first and depth first traversals: common characteristics and differences and applications Greedy technique: -introduction and examples; -single source shortest paths on a weighted graph: Dijkstra's algorithm and applications -minimum spanning tree: Prim's and Kruskal's algorithms and their use to solve practival problems; -techinques for proofs of correctness and their function in designing greedy algorithms; -limits of greedy techniques Dynamic programming technique: -introduction to the dynamic programming technique, optimal substructure property; comparison with greedy and divide et impera techniques; -implementation aspects and choices: recursive and iterative algorithms, memoization; -usage of the optimal substructure theorems to analyze problems and design synamic programming algorithms; analysis of classical problems (maximal independent set, knapsack, longest common subsequence); -single source shortest paths on a weighted graph: Bellman-Ford's algorithm -all-pairs shortest paths on a weighted graph: Floyd-Warshall's algorithm Introduction to intractable problems: -P, NP complexity classes and NP-completeness -pseudopolinomial algorithms -introduction to the techniques to deal with intractable problems.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con il concetto di grafo, visita di grafo, tecnica greedy e di programmazione dinamica, e con alcuni problemi classici sui grafi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: - modellare problemi utilizzando grafi - risolvere problemi tramite l'implementazione di algoritmi classici di visita di grafi - risolvere problemi utilizzando tecniche greedy e di programmazione dinamica, anche implementando algoritmi classici Come aspetto collaterale il corso sviluppa le competenze di programmazione (in particolare nel linguaggio Java). Autonomia di giudizio: - analizzare correttezza e costo di algoritmi greedy e di programmazione dinamica - saper affrontare con spirito critico gli algoritmi proposti, distinguendo i diversi gradi di difficoltà, e apprezzando la necessità di utilizzare tecniche avanzate (appena accennate in questo corso) per problemi per i quali non si conoscono algoritmi polinomiali - riconoscere gli ingredienti comuni delle le strategie per la progettazione di algoritmi greedy o di programmazione dinamica per i problemi studiati Abilità comunicative: aver acquisito e saper utilizzare la terminologia formale specifica relativa alle aree citate. Capacità di apprendere: la comprensione delle tecniche algoritmiche e dei meccanismi di ragionamento e analisi relativi permetterà agli studenti di comprendere e apprendere algoritmi per problemi diversi che utilizzano le tecniche algoritmiche presentate.
Knowledge and understanding: familiarity with the concepts of graph, graph traversal, greedy techinique, dynamic programming, and with some classical problems on graphs. Applying knowledge and understanding: - model problems using graphs - solve problems implementing classical graph traversal algorithms - solve problems using greedy or dynamic programming techniques, also implementing classical algorithms.As a byproduct, the course develops the students' programming skills (in Java, in particular). Making judgements: - analyze correctness and cost of greedy and dynamic programming algorithms - be able to critically view the algorithms taught in the course, distinguishing the different degrees of complexity, and realizing that it is the necessary to use advanced techniques (just mentioned in this course) for problems for which polynomial time algorithms are not known -recognize the ingredients common to the strategies for the design of greedy (resp. dynamic programming) algorithms presented in the course. Communication skills: the student must have acquired and must be able to use the specific formal terminology of the mentioned fields Learning skills: The comprehension of algorithmic techniques and of the machanisms of reasoning and analisys thereof will allow the students to understand and learn algorithms for different problems that are based on the algorithmic techinques taught in the course.
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Course
ALGORITMI 2
Course ID
MF0210
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PIOVESAN LUCA
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Tecniche algoritmiche, nozione di grafo e algoritmi su grafi
Algorithmic techniques, notion of graph and algorithms on graphs
Testi di riferimento/Textbooks
- Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano Algoritmi e strutture dati 2/ed MacGraw-Hill, 2008; ISBN: 978 88 386 64687 - Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest and Clifford Stein Introduction to Algorithms, third edition McGraw-Hill, 2010. (presente anche in italiano)
- Camil Demetrescu, Irene Finocchi, Giuseppe F. Italiano Algoritmi e strutture dati 2/ed MacGraw-Hill, 2008; ISBN: 978 88 386 64687 - Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest and Clifford Stein Introduction to Algorithms, third edition McGraw-Hill, 2010
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione: familiarità con il concetto di grafo, visita di grafo, tecnica greedy e di programmazione dinamica, e con alcuni problemi classici sui grafi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: - modellare problemi utilizzando grafi - risolvere problemi tramite l'implementazione di algoritmi classici di visita di grafi - risolvere problemi utilizzando tecniche greedy e di programmazione dinamica, anche implementando algoritmi classici Come aspetto collaterale il corso sviluppa le competenze di programmazione (in particolare nel linguaggio Java). Autonomia di giudizio: - analizzare correttezza e costo di algoritmi greedy e di programmazione dinamica - saper affrontare con spirito critico gli algoritmi proposti, distinguendo i diversi gradi di difficoltà, e apprezzando la necessità di utilizzare tecniche avanzate (appena accennate in questo corso) per problemi per i quali non si conoscono algoritmi polinomiali - riconoscere gli ingredienti comuni delle le strategie per la progettazione di algoritmi greedy o di programmazione dinamica per i problemi studiati Abilità comunicative: aver acquisito e saper utilizzare la terminologia formale specifica relativa alle aree citate. Capacità di apprendere: la comprensione delle tecniche algoritmiche e dei meccanismi di ragionamento e analisi relativi permetterà agli studenti di comprendere e apprendere algoritmi per problemi diversi che utilizzano le tecniche algoritmiche presentate.
Knowledge and understanding: familiarity with the concepts of graph, graph traversal, greedy techinique, dynamic programming, and with some classical problems on graphs. Applying knowledge and understanding:- model problems using graphs - solve problems implementing classical graph traversal algorithms - solve problems using greedy or dynamic programming techniques, also implementing classical algorithms.As a byproduct, the course develops the students' programming skills (in Java, in particular). Making judgements:- analyze correctness and cost of greedy and dynamic programming algorithms- be able to critically view the algorithms taught in the course, distinguishing the different degrees of complexity, and realizing that it is the necessary to use advanced techniques (just mentioned in this course) for problems for which polynomial time algorithms are not known-recognize the ingredients common to the strategies for the design of greedy (resp. dynamic programming) algorithms presented in the course. Communication skills: the student must have acquired and must be able to use the specific formal terminology of the mentioned fields Learning skills: The comprehension of algorithmic techniques and of the machanisms of reasoning and analisys thereof will allow the students to understand and learn algorithms for different problems that are based on the algorithmic techinques taught in the course.
Prerequisiti/Required background knowledge
Prerequisiti formali: Lo studente non può accedere alle prove d'esame se non ha già sostenuto e verbalizzato gli esami di Programmazione 1 e Programmazione 2. Prerequisiti sostanziali: Nozioni di programmazione insegnate nei corsi di Programmazione 1 e 2; le nozioni base di algoritmica insegnate nel corso di Algoritmi 1. Principi e linguaggi di programmazione insegnati nei corsi di semestri precedenti.
Formal prerequisites: Students cannot access final exams unless they have passed and verbalized the exams of Programming 1 and Programming 2. Substantial prerequisites: Fundamentals of programming taught in the first year courses on programming, basic algorithmic notions taught in Algorithms and Data Structures 1. Programming principles and languages taught in previous semesters courses.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è insegnato in aula e in laboratorio. Nelle lezioni in aula vengono esposte le nozioni fondamentali, corredate di esempi, anche utilizzando un software di simulazione di algoritmi. Le dimostrazioni vengono presentate come strumento di approfondimento delle tecniche, facendo leva sull'analogia tra gli algoritmi che utilizzano una stessa tecnica. Viene discussa l'utilità ai fini pratici dei diversi algoritmi per risolvere specifiche tipologie di problemi. In laboratorio lo studente viene guidato nell'implementazione degli algoritmi visti a lezione, realizzando per ciascun algoritmo diverse varianti, in modo da apprezzare le informazioni che si possono trarre dall'utilizzo di ciascun algoritmo. Sul sito DIR del corso sono disponibili dei quiz di esercizio e autovalutazione che forniscono allo studente un modo di misurarsi con gli argomenti presentati, in modo da scoprire eventuali proprie lacune o dubbi e poter quindi rivolgersi per tempo al docente per chiarimenti.
The course is taught in class and in lab. In class the fundamental notions are presented, along with examples, also with the help of a software for simulation of algorithms. Proofs are presented as a tool to study in depth the algorithmic techniques, leveraging on analogies among algorithms that use the same techniques. The presentation is completed with discussions on the usage of each algorithm in practice to solve specific kinds of problems. In lab the student is guided in implementing the algorithms seen in class, realizing for each algorithm a few variants as a propaedeutic exercise to problem solving. On the DIR site of the course the students have access to quizzes that serve as practice and self-evaluation. The aim is to offer to the students a means to check their own progress and comprehension, so as to discover as early as possible their weaknesses and to be able to ask for explanations to the teacher.
Altre informazioni/Further information
L'attività in laboratorio richiede una partecipazione attiva e individuale degli studenti, che in tal modo sviluppano abilità pratiche (le capacità di realizzare un programma). Inoltre, il coinvolgimento attivo li induce a porsi dei quesiti (e spesso di conseguenza a porne al docente); in tal modo si realizza una regolare verifica del modo in cui gli argomenti vengono recepiti.
Hands-on activity requires active participation of the students, who this way develop prcatical skills (ability to implement a program). Moreover, he active involvement leads the students to ask themselves questions (and, as a consequence, often to ask questions to the instructor); this allows a regular monitoring of the way the subject is being understood.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto seguito da orale (con discussione degli esercizi svolti in laboratorio) L'esame scritto ha lo scopo di verificare che lo studente abbia capito gli algoritmi classici e il loro utilizzo, e sia in grado di applicarli alla risoluzione di problemi. Principalmente, sono richiesti due tipi di competenze: (i) aver capito, e saper utilizzare in casi semplici, gli algoritmi classici visti a lezione e (ii) saper risolvere, tramite l’implementazione o la modifica di un algoritmo classico, dei semplici problemi posti. L’esame scritto è solitamente composto da 5 domande, delle quali - almeno una richiede l’applicazione di un algoritmo standard sui grafi, - almeno una richiede l’applicazione di un algoritmo greedy o di programmazione dinamica - almeno una richiede di modificare un algoritmo conosciuto per affrontare un problema posto - almeno una riguarda la teoria, con risposte aperte o a crocette V/F Lo studente che supera l’esame scritto (con votazione >= 18) può accedere alla prova orale. L’esame orale è composto da 2 parti: la discussione degli esercizi svolti in laboratorio ed una parte teorica. Nella parte di laboratorio si discutono gli esercizi svolti in laboratorio e le soluzioni adottate. Si noti che il laboratorio durante il corso è svolto a gruppi, mentre la discussione è individuale. Nel corso della parte teorica si verifica che lo studente abbia acquisito la terminologia formale e la capacità di analisi. Vengono poste delle domande (solitamente 3, il cui numero può variare in base alle risposte date) che hanno come obbiettivo: (i) verifica della familiarità con il concetto di grafo nelle sue varianti, (ii) capacità di analisi di algoritmi di visita di grafi, (iii) capacità di analisi di algoritmi greedy e di programmazione dinamica, (iv) basilare sensibilità su come affrontare problemi difficili. Al termine della prova orale viene espresso un voto che tiene conto per il 50% della prova scritta e per l’altro 50% della prova orale.
Written exam followed by oral exam (with discussion of the lab exercises) The aim of the written exam is to verify that the student has understood the classical algorithms and their usage, and is capable of applying them to problem solving. Two types of skills are required: (i) understanding the classical algorithms presented in class and can using them on simple instances; (ii) solving simple problems implementing (or modifying) one of the classical algorithms presented in class. Usually, a written exam contains 5 questions, among which: - at least a question involving the application of a standard graph algorithm - at least a question involving the application of a greedy or dynamic programming algorithm - at least a question involving the modification of a known algorithm - at least a theoretical question (with open or closed answers) A student obtaining a mark >= 18 accesses the oral examination. The oral examination consists of two parts: the discussion of the lab exercises and a theoretical part. During the lab discussion the lab exercises are examined. Please notice that, while they are made in groups, the examination is individual. The aim of the oral exam it to verify that the student has acquired the formal terminology and analysis capability; it normally consists of three questions (which number may vary depending on the provided answers). The aim is to ascertain that the student has acquired (i) familiarity with the concept of graph in all its variants, (ii) ability to analyze graph traversal algorithms, (iii) ability to analyze greedy and dynamic programming algorithms, (iv) basic sensibility on how to deal with difficult problems. At the end of the oral examination, a mark is given depending (in equal parts) both on the written exam and on the oral one.
Programma esteso/Content
Grafi: -definizioni e terminologia: grafi non orientati, grafi orientati, archi pesati, cammini, cicli, componenti connesse e fortemente connesse: significato e utilizzo delle diverse varianti per modellare diverse situazioni; -rappresentazioni di grafi: matrici e liste di adiacenza e loro impatto dal punto di vista dell'implementazione -visita di grafi in ampiezza e in profondità, caratteristiche comuni e differenze delle varie visite proposte e loro applicazioni Tecnica golosa (greedy): -introduzione e algoritmi di esempio; -cammini minimi su grafo pesato da un nodo sorgente: algoritmo di Dijkstra e applicazioni -minimo albero ricoprente: algoritmi di Prim e Kruskal e loro utilizzo per risolvere problemi pratici -tecniche di dimostrazione di correttezza e loro funzione in relazione alla progettazione di algoritmi greedy -limiti della tecnica golosa (problema del resto) Tecnica di programmazione dinamica -introduzione alla tecnica e proprietà della sottostruttura ottima; confronto con la tecnica golosa e con il divide et impera -aspetti e scelte di impementazione: algoritmi ricorsivi e iterativi, memoization -utilizzo dei teoremi della sottostruttura ottima per l'analisi di problemi e la progettazione di algoritmi di programmazione dinamica; analisi di problemi classici (massimo sottoinsieme indipendente, zaino, sottosequenza comune di lunghezza massima); -cammini minimi da un nodo sorgente: algoritmo di Bellman-Ford (utilizzo negli algoritmi di routing) -cammini minimi da tutti i nodi: algoritmo di Floyd-Warshall Cenni sui problemi intrattabili: -classi P, NP ed NP completezza -algoritmi di complessità pseudopolinomiale -introduzione alle tecniche per affrontare i problemi difficili.
Graphs -definitions and terminology: undirected and directed graphs, weighted graphs, paths, cycles, connected components and strongly connected components: meaning and usage of each variant to model different situations; -representations: adjacency matrices and lists and their impact from the implementation point of view; -breadth first and depth first traversals: common characteristics and differences and applications Greedy technique: -introduction and examples; -single source shortest paths on a weighted graph: Dijkstra's algorithm and applications -minimum spanning tree: Prim's and Kruskal's algorithms and their use to solve practical problems; -techinques for proofs of correctness and their function in designing greedy algorithms; -limits of greedy techniques (the problem of coin change) Dynamic programming technique: -introduction to the dynamic programming technique, optimal substructure property; comparison with greedy and divide et impera techniques; -implementation aspects and choices: recursive and iterative algorithms, memoization; -usage of the optimal substructure theorems to analyze problems and design synamic programming algorithms; analysis of classical problems (maximal independent set, knapsack, longest common subsequence); -single source shortest paths on a weighted graph: Bellman-Ford's algorithm (use in routing algorithms) -all-pairs shortest paths on a weighted graph: Floyd-Warshall's algorithm Introduction to intractable problems: -P, NP complexity classes and NP-completeness -pseudopolinomial algorithms -introduction to the techniques to deal with intractable problems.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Enunciare la definizione di grafo, ed analizzare i diversi modi di rappresentare un grafo in relazione alle applicazioni. Descrivere il concetto di visita di grafo, e identificarne esempi. Descrivere le strategie greedy e di programmazione dinamica. Identificare esempi per ciascuna delle strategie elencate. Descrivere e spiegare il ragionamento che porta alla progettazione (e che dimostra la correttezza) di algoritmi classici su grafi. Descrivere l'analisi di complessità/correttezza di tali algoritmi. Applicare gli algoritmi classici a semplici istanze. Descrivere le classi P ed NP e il loro rapporto e l'idea di soluzione approssimata; illustrare l'analisi degli algoritmi approssimati visti a lezione. Modellare un problema dato con un problema classico su grafo, scegliendo il tipo di grafo appropriato. Implementare in Java gli algoritmi classici sui grafi presentati a lezione.
Define a graph, and analyze the different ways of representing a graph for different applications. Describe the concept of graph traversal, and identify examples thereof. Describe the freedy and dynamic programming strategies. Identify examples for each one of the mentioned strategies. Describe and explain the reasoning that leads to the design (and proves the correctness) of classical algorithms on graphs. Describe the complexity/correctness analysis of such algorithms. Apply classical algorithms to simple instances. Describe classes P and NP and their relashionship and the idea of approximate solution; explain the analysis of approximate algorithms presented in class. Model a given problem with a classical problem on a graph, choosing the appropriate kind of graph. Implement the classical algorithms on graphs studied in class.
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Course
BASI DI DATI E SISTEMI INFORMATIVI
Course ID
MF0158
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2022/2023
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GIORDANO Laura
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Dei principali modelli dei dati adottati dai sistemi di gestione delle basi di dati (DBMS) viene approfondito il modello relazionale, in particolare sono presentati gli aspetti teorici di tale modello. Le strutture logiche di una base di dati sono progettate con modelli semantici ed analizzate alla luce di opportune forme normali. La parte di sperimentazioni comprende lo sviluppo di casi di studio di progettazione concettuale e logica, un'introduzione al linguaggio SQL e sue applicazioni alla gestione di una base di dati.
Among the main data models presented in data base literature, the course presents the relational model and, in particular, it focuses on its theoretical aspects. Conceptual models are introduced for database design and the logical structure of the database is analyzed through the notion of normal forms. Sperimentazioni: We introduce some case studies and we design databases for such case studies by defining conceptual and logical models. We also introduce the SQL language for the management of a database.
Testi di riferimento/Textbooks
Atzeni, Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone Basi di Dati: Modelli e Linguaggi di Interrogazione Mc Graw-Hill, sesta edizione, 2023
Atzeni, Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone Basi di Dati: Modelli e Linguaggi di Interrogazione Mc Graw-Hill, sesta edizione, 2023
Obiettivi formativi/Mission
Obiettivo del corso è fornire gli strumenti metodologici e formali per progettare le strutture logiche e fisiche di una base di dati relazionale a partire dai requisiti del sistema informatico espressi dagli utenti. Favorire lo sviluppo da parte degli studenti di abilità pratiche nella progettazione concettuale e logica di una base di dati. Sviluppare competenze nell'uso del linguaggio SQL sia negli aspetti DDL che DML.
The course aims at introducing the main methodological and formal tools for designing the logical structure of a relational database, starting from the requirements specification. Another aim is to promote the development by students of practical skills in the conceptual and logical design of a database and of skills in the use of SQL language in both the definition and manipulation of databases.
Prerequisiti/Required background knowledge
Avere seguito i corsi di Programmazione e di Architettura degli elaboratori del I anno.
The courses in programming and computer architectures of the first year.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali in aula e esercitazioni in aula e in laboratorio informatico.
Lectures and exercises in the classroom and computer lab.
Altre informazioni/Further information
Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso consistono nella capacità di aver appreso i concetti di base relativi al modello relazionale, al modello Entità-Relazione e alla teoria della normalizzazione. Sperimentazioni: Le competenze verificate in sede d'esame consistono nella dimostrazione di aver appreso i concetti di base relativamente alla progettazione di basi di dati e l'uso del linguaggio SQL, mediante lo sviluppo di un progetto di laboratorio.
The students should have acquired the base notions of the relational model, of the entity-relation model and of normalization theory. Sperimentazioni: for successfully completing Sperimentazioni the students should prove to have learned the basic concepts relating to database design and the use of SQL language, through the realization of a lab project.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Fondamenti: un esame scritto ed un'orale opzionale. La prova prevede diverse domande, riguardanti argomenti svolti in una parte diversa del programma. La valutazione complessiva terrà conto dei risultati conseguiti nelle singole domande. Sperimentazioni: una prova orale individuale comprendente la discussione di una relazione riguardante un progetto di laboratorio assegnato dai docenti. Il progetto di laboratorio consiste di due parti: i) progettazione di un modello concettuale e un modello logico per una base di dati adeguata ai requisiti assegnati dai docenti e ii) scrittura di circa 10-20 query SQL assegnate dal docente su un database indicato dal docente. Il progetto di laboratorio viene svolto autonomamente dagli studenti in piccoli gruppi di indicativamente massimo tre persone e dovranno preparare una relazione da consegnare al docente alcuni giorni prima della discussione. La discussione della relazione può essere integrata con domande riguardanti i concetti fondamentali delle basi di dati relazionali usando come spunto la relazione presentata. Il punteggio totale della discussione è di 30 punti. La valutazione complessiva terrà conto dei punteggi parziali conseguiti nelle due parti.
Fondamenti: A written examination and an optional discussion. The exam involves several questions on different subjects within the course contents. The evaluation takes into account the answers to the different questions. Sperimentazioni: an individual oral examination where a lab project will be discussed. The lab project consists of two parts: i) the design of a conceptual and a logical model for a database (the requirements for such a database are assigned by the teachers) and ii) about 10-20 SQL queries assigned by the teacher on an existing database also assigned by the teacher. The lab project is carried out by the students working in small groups of approximately up to three people. The students are expected to write a report about their lab project to be delivered to the teacher a few days before the discussion. The individual oral examination can be supplemented with questions regarding the basic concepts of relational databases using as a basis the students’ report. The total score of this partial test is 30 points. The overall assessment will take account of the partial scores obtained in the two parts.
Programma esteso/Content
Fondamenti: dei principali modelli dei dati adottati dai sistemi di gestione delle basi di dati (DBMS) viene approfondito il modello relazionale, in particolare sono presentati gli aspetti teorici di tale modello. Le strutture logiche di una base di dati sono progettate con modelli semantici ed analizzate alla luce di opportune forme normali. Il corso si articola nelle seguenti parti: Modello Relazionale; Algebra Relazionale; Modello Entità-Relazione; Traduzione del Modello ER nel modello Relazionale; Normalizzazione. Viene inoltre descritta brevemente l'architettura di un DBMS, che viene presentata succintamente seguendo lo schema di descrizione generale a tre livelli di astrazione: esterno, logico e fisico. Vengono introdotte le nozioni di base sugli indici e sulle transazioni. Sperimentazioni: Progettazione concettuale e logica: presentazione di casi di studio. Introduzione al linguaggio SQL: Data Definition Language, Data Manipulation Language e Query Language. Implementazione e gestione di una base dati relazionale usando SQL mediante la realizzazione di alcuni casi di studio in laboratorio. Utilizzo del DBMS PostgreSQL.
Among the main data models presented in data base literature, the course presents the relational model and, in particular, it focuses on its theoretical aspects. Conceptual models are introduced for database design and the logical structure of the database is analyzed through the notion of normal forms. The course consists of the following parts: Relational Model; Relational Algebra; Entity-Relationship Model; translation from the ER model to the relational model; Normal Forms. The threelevel architecture of a DBMS is introduced. The main notions on indexes and transactions are briefly discussed. Sperimentazioni: Conceptual and logical design: introduction of case studies. Introduction to SQL: Data Definition Language, Data Manipulation Language and Query Language. Implementation and management of a relational database using SQL through the implementation of some case studies in the computer lab. Use of the PostgreSQL DBMS.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Raggiungimento, in grado misurato dal voto, degli obiettivi formativi.
The achievement, up to a degree measured by grades, of the learning goals.
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Course
ANALISI MATEMATICA
Course ID
MF0574
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FERRERO ALBERTO
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/05 - ANALISI MATEMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Insiemi, funzioni, limite per funzioni reali di una variabile reale, continuità, calcolo differenziale e integrale per funzioni reali di una variabile reale.
Sets, functions, limit for real functions of one real variable, continuity, differential and integral calculus for real functions of one real variable.
Testi di riferimento/Textbooks
Testi consigliati (in ordine alfabetico): M. Bramanti, C. Pagani, S. Salsa, "Analisi Matematica 1", Ed. Zanichelli. Bramanti, Pagani, Salsa, ``Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare'', Ed. Zanichelli. Questo secondo volume è del tutto equivalente al primo per quanto riguarda la parte di Analisi Matematica 1 ma contiene una parte in più sugli argomenti di Geometria che vengono trattati nel corso di Matematica Discreta. Questo stesso volume rientra tra l'altro fra quelli consigliati per il corso di Matematica Discreta. C. Trapani: “Analisi Matematica, funzioni di una variabile reale”, Ed. McGraw-Hill.
Suggested books (in alphabetic order): M. Bramanti, C. Pagani, S. Salsa, "Analisi Matematica 1", Ed. Zanichelli. Bramanti, Pagani, Salsa, ``Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare'', Ed. Zanichelli. This second volume is completely equivalent to the first one concerning the part of Mathematical Analysis 1 but it contains an additional part on the Geometry topics that are covered in the Discrete Mathematics course. The same volume is, among other things, recommended for the Discrete Mathematics course. C. Trapani: “Analisi Matematica, funzioni di una variabile reale”, Ed. McGraw-Hill.
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle nozioni di base del calcolo differenziale e integrale per le funzioni reali di una variabile reale.
Acquire the basic notions of differential and integral calculus for real functions of one real variable.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di base dell'algebra e della trigonometria.
Elementary notions of algebra and trigonometry.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è organizzato con lezioni frontali con parte teorica ed esercizi. Ogni argomento del corso viene introdotto per mezzo di una discussione generale che ha lo scopo di renderla il più possibile comprensibile agli studenti. In un secondo momento vengono introdotte le nozioni di base di ciascun argomento; esse sono successivamente seguite da esempi con lo scopo di chiarirne il significato. Il terzo passo è dedicato agli enunciati dei principali teoremi e alle loro dimostrazioni. L'ultima parte è dedicata agli esercizi. La partecipazione attiva alle lezioni viene stimolata attraverso domande dirette agli studenti che si pongono anche l'obiettivo di comprendere il livello di difficoltà incontrato da essi nel seguire le lezioni stesse; gli studenti sono anche invitati a proporre esercizi su argomenti che a loro modo di vedere richiedono maggiori chiarimenti.
The course is organized with frontal lessons with theoretical sessions and exercises. Each subject of the course is introduced by mean of a general discussion which has the purpose of making it comprehensible to the students as much as possible. In a second time the basic notions of each subject are introduced; they are successively followed by examples with the purpose of clarifying their meaning. The third step is devoted to the statements of the main theorems and their proofs. The last part is devoted to the exercises. The active participation to the lectures is encouraged through questions addressed to students which have also the purpose to make possible understanding which are the difficulties met by them in attending these lectures; students are also encouraged to suggest possible exercises on topics that from their point of view need more clarifications.
Altre informazioni/Further information
Oltre ai libri suggeriti per la teoria, ulteriore materiale per la preparazione dell'esame verrà fornito durante lo svolgimento del corso. Esso è costituito dalle diapositive utilizzate nelle lezioni a distanza e dalle prove scritte degli anni precedenti.
In addition to the suggested books, further material for the preparation of the exam will be provided during the development of the course. It is made up of the slides used during the course of the last year and of the written exams of the previous years.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame è costituito da una prova scritta e da un successiva prova orale. La prova scritta di solito è costituita da 4-6 esercizi su diversi argomenti del corso. In ogni prova scritta, la maggior parte degli argomenti contenuti nel corso viene coperta. La presenza di domande sulla parte teorica non è esclusa. L'esame orale è costituito da domande preliminari sulle nozioni di base della matematica e sulle funzioni elementari, da una discussione sugli esercizi contenuti nella prova scritta e da alcune domande finali sugli enunciati e le dimostrazioni dei principali risultati teorici. L'ammissione alla prova orale è subordinata al superamento della prova scritta con un voto maggiore o uguale a 16/30; il voto conclusivo sarà ottenuto avendo come punto di partenza il voto della prova scritta al quale si aggiungeranno o sottrarranno punti in base all'andamento della prova orale. Il superamento della prova scritta, anche con il massimo dei voti, non garantisce il superamento dell'esame in caso di prova orale insufficiente.
The exam consists of a written test and a subsequent oral test. The written test usually consists of 4-6 exercises on different subjects of the course. In each written test, most of the subjects contained in the course are covered. The presence of questions on the theoretical part is not excluded. The oral test is made of preliminary questions about the basic notions of mathematics and about elementary functions, of a discussion on the exercises contained in the written test and of some final questions on statements and proofs of the main theoretical results. Admission to the oral test is subject to passing the written test with a mark greater than or equal to 16/30; the final mark will be obtained having as a starting point the mark of the written test to which points will be added or subtracted based on the progress of the oral test. Passing the written test, even with full marks, does not guarantee passing the exam in case of insufficient oral test.
Programma esteso/Content
Insiemi, operazioni insiemistiche; funzioni, composizione di funzioni, iniettività, suriettività, biunivocità, invertibilità, cardinalità di un insieme. Limite di una funzione reale di una variabile reale; limiti destro e sinistro; limiti e operazioni algebriche; Teorema dei due carabinieri; Teorema di esistenza del limite per funzioni monotone; Teorema di cambiamento di variabile per i limiti. Continuità per funzioni reali di una variabile reale; continuità e operazioni algebriche; continuità di funzioni composte; Teorema di permanenza del segno; Teorema di Weierstrass; Teorema degli zeri e dei valori intermedi; continuità della funzione inversa. Calcolo differenziale per funzioni reali di una variabile reale; derivate e operazioni algebriche; derivata di una funzione composta; derivabilità della funzione inversa. Massimi e minimi relativi; monotonia di una funzione e segno della derivata prima; Teoremi di de l'Hopital; funzioni convesse e concave, punti di flesso e legame con il segno della derivata seconda. Integrazione secondo Riemann; integrabilità di somme e prodotti di funzioni integrabili; Teorema della media; funzioni integrali; Teorema fondamentale del calcolo integrale; formule di integrazione per sostituzione e per parti.
Sets and operations between sets; definition of function, composition between functions, injectivity, surjectivity, bijectivity, invertibility, cardinality of a set. Limit of a real function of one real variable; right limit and left limit; limits and algebraic operations; Comparison Theorem; existence of the limit of a monotone function; change of variable. Continuity for real functions of one real variable; continuity and algebraic operations; continuity of a composition ; Sign Permanence Theorem; Weierstrass Theorem; Intermediate Values Theorem; continuity of the inverse function. Differential Calculus for real functions of one real variable; derivatives and algebraic operations; derivative of a composition; differentiability of the inverse function. Relative maxima and minima; monotonicity of a function and sign of the first order derivative; de l'Hopital Theorems; convex and concave functions, flex points and sign of the second order derivative. Riemann integral; integrability of sums and products of integrable functions; Mean Value Theorem; integral functions; Fundamental Theorem of Integral Calculus; integration by parts and change of variable formula.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
- Conoscenza e capacità di comprensione: acquisizione delle principali nozioni del calcolo differenziale ed integrale per le funzioni reali di una variabile reale. - Capacità di applicare conoscenza e comprensione: saper dedurre le principali proprietà qualitative e quantitative per una funzione reale di una variabile reale. - Capacità di apprendere: lo studente dovrà acquisire una certa padronanza nell'utilizzo del ragionamento logico e nell'applicazione del rigore metodologico necessari per affrontare problemi basati sulla modellazione matematica.
- Knowledge and understanding: acquisition of the main notions of differential and integral calculus for real functions of one real variable. - Applying knowledge and understanding: to be able to deduce the main qualitative and quantitative properties for real functions of one real variable. - Learning skills: the student must learn a proper skill in using in the logical thinking and in the application of the methodological rigor essential for facing problmes based on mathematical models.
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Course
ANALISI MATEMATICA
Course ID
MF0575
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FERRERO ALBERTO
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/05 - ANALISI MATEMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Insiemi, funzioni, limiti per funzioni reali di una variabile reale, continuità, calcolo differenziale e integrale per funzioni reali di una variabile reale.
Sets, functions, limits for real functions of one real variable, continuity, differential and integral calculus for real functions of one real variable.
Testi di riferimento/Textbooks
Testo consigliato per la teoria: Bramanti, Pagani, Salsa, “Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare”, Ed. Zanichelli. In alternativa: Bramanti, Pagani, Salsa, “Analisi Matematica 1”, Ed. Zanichelli. Testo consigliato per gli esercizi: Salsa, Squellati: "Esercizi di Analisi Matematica 1", Ed. Zanichelli.
Suggested book for the theoretical part: Bramanti, Pagani, Salsa, “Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare”, Ed. Zanichelli. As an alternative: Bramanti, Pagani, Salsa, “Analisi Matematica 1”, Ed. Zanichelli. Suggested book for exercises: Salsa, Squellati: "Esercizi di Analisi Matematica 1", Ed. Zanichelli.
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle nozioni di base del calcolo differenziale e integrale per le funzioni reali di una variabile reale. Capacità di collegare tra loro queste nozioni e di sfruttarle nella risoluzione di problemi semplici.
Acquisition of the basic notions of differential and integral calculus for real functions of one real variable. Ability to interlink these notions and use them to solve easy problems.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di base dell'algebra e della trigonometria.
Basic notions of algebra and trigonometry.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è organizzato per specifiche lezioni frontali, che copriranno sia la teoria che gli esercizi. In entrambe le situazioni si ricercherà la partecipazione attiva e l'interazione di e con gli studenti, anche tramite domande mirate sugli argomenti correnti.
The class is organized in specific lectures, that will cover both theory and excercises. In both situations we will look for the activ participation and the interaction of the students and among them, also through focused questions on the current arguments.
Altre informazioni/Further information
Oltre ai libri suggeriti per la teoria e gli esercizi, ulteriore materiale per la preparazione dell'esame verrà fornito durante lo svolgimento del corso.
In addition to the suggested books for the theoretical part and the exercises, further material for the preparation of the exam will be provided during the development of the course.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame è costituito da una prova scritta e da un successiva prova orale. La prova scritta di solito è costituita da 4-6 esercizi su diversi argomenti del corso. In ogni prova scritta, la maggior parte degli argomenti contenuti nel corso viene coperta. La presenza di domande sulla parte teorica non è esclusa. L'esame orale è costituito da domande preliminari sulle nozioni di base della matematica e sulle funzioni elementari, da una discussione sugli esercizi contenuti nella prova scritta e da alcune domande finali sugli enunciati e le dimostrazioni dei principali risultati teorici. L'ammissione alla prova orale è subordinata al superamento della prova scritta con un voto maggiore o uguale a 16/30; il voto conclusivo sarà ottenuto avendo come punto di partenza il voto della prova scritta al quale si aggiungeranno o sottrarranno punti in base all'andamento della prova orale. Il superamento della prova scritta, anche con il massimo dei voti, non garantisce il superamento dell'esame in caso di prova orale insufficiente.
The exam consists of a written test and a subsequent oral test. The written test usually consists of 4-6 exercises on different subjects of the course. In each written test, most of the subjects contained in the course are covered. The presence of questions on the theoretical part is not excluded. The oral test is made of preliminary questions about the basic notions of mathematics and about elementary functions, of a discussion on the exercises contained in the written test and of some final questions on statements and proofs of the main theoretical results. Admission to the oral test is subject to passing the written test with a mark greater than or equal to 16/30; the final mark will be obtained having as a starting point the mark of the written test to which points will be added or subtracted based on the progress of the oral test. Passing the written test, even with full marks, does not guarantee passing the exam in case of insufficient oral test.
Programma esteso/Content
Insiemi, operazioni insiemistiche; funzioni, composizione di funzioni, iniettività, suriettività, biunivocità, invertibilità, cardinalità di un insieme. Limite di una funzione reale di una variabile reale; limiti destro e sinistro; limiti e operazioni algebriche; Teorema dei due carabinieri; Teorema di esistenza del limite per funzioni monotone; Teorema di cambiamento di variabile per i limiti. Continuità per funzioni reali di una variabile reale; continuità e operazioni algebriche; continuità di funzioni composte; Teorema di permanenza del segno; Teorema di Weierstrass; Teorema degli zeri e dei valori intermedi; continuità della funzione inversa. Calcolo differenziale per funzioni reali di una variabile reale; derivate e operazioni algebriche; derivata di una funzione composta; derivabilità della funzione inversa. Massimi e minimi relativi; monotonia di una funzione e segno della derivata prima; Teoremi di de l'Hopital; funzioni convesse e concave, punti di flesso e legame con il segno della derivata seconda. Integrazione secondo Riemann; integrabilità di somme e prodotti di funzioni integrabili; Teorema della media; funzioni integrali; Teorema fondamentale del calcolo integrale; formule di integrazione per sostituzione e per parti.
Sets and operations between sets; definition of function, composition between functions, injectivity, surjectivity, bijectivity, invertibility, cardinality of a set. Limit of a real function of one real variable; right limit and left limit; limits and algebraic operations; Comparison Theorem; existence of the limit for a monotone function; change of variable. Continuity for real functions of one real variable; continuity and algebraic operations; continuity of a composition; Sign Permanence Theorem; Weierstrass Theorem; Intermediate Values Theorem; continuity of the inverse function. Differential Calculus for real functions of one real variable; derivatives and algebraic operations; derivative of a composition; differentiability of the inverse function. Relative maxima and minima; monotonicity of a function and sign of the first order derivative; de l'Hopital Theorems; convex and concave functions, flex points and sign of the second order derivative. Riemann integral; integrability of sums and products of integrable functions; Mean Value Theorem; integral functions; Fundamental Theorem of Integral Calculus; integration by parts and change of variable formula.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso lo studente deve conoscere le nozioni di base dell'Analisi Matematica (funzioni in una variabile, limiti, derivate, integrali) e avere sviluppato una padronanza delle nozioni apprese che gli consenta di collegarle tra loro in autonomia e di utilizzarle congiuntamente nella risoluzione di semplici problemi teorici. Inoltre, lo studente deve essere in grado di spiegare chiaramente sia le nozioni stesse, sia il loro utilizzo in termini generali o nel caso specifico di un problema.
At the end of the class the student must know the basic notions of Calculus (functions in one variable, limits, derivatives, integrals) and master to be able to autonomously interlink them and use them jointly to solve simple theoretic problems. Moreover, the student must be able to explain in a clear manner both the notions, and their use in a general context or in a specific problem.
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Course
ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
Course ID
S1363
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FRANCESCHINIS Giuliana Annamaria
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S1364ARCHITETTURA 1 INF/01 - INFORMATICA Franceschinis Giuliana Annamaria
S1365ARCHITETTURA 2 INF/01 - INFORMATICA Lai Mirko, Franceschinis Giuliana Annamaria
Show parent course details
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Course
ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI: ARCHITETTURA 1
Course ID
S1364
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FRANCESCHINIS Giuliana Annamaria
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Descrizione dell'architettura, strutturata a livelli, di un moderno sistema di elaborazione, delle sue principali componenti hardware e della sua interfaccia verso i livelli software eseguiti su tale hardware. Questo è il primo di due moduli integrati in un unico corso. Esso pone le basi introducendo: la rappresentazione binaria di tutti i tipi di dati (numeri, testo, immagini, grandezze analogiche), i componenti base dell’hardware di un calcolatore e in particolare la struttura interna del processore, l’interazione tra il processore e la memoria centrale e tra il processore e i dispositivi di input/output
The architecture of modern computers is introduced emphasizing its layered structure. The main hardware components are presented and their interface towards the upper software layers is explained. This is the first of two units that together constitute one integrated course. It lays out the basis by introducing: the binary encoding of all data types (numbers, text, images, analog quantities), the basic hardware components of a computer and in particular the internal structure of the CPU, the interaction between the CPU and the central memory and between the CPU and the I/O devices.
Testi di riferimento/Textbooks
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
A.S. Tanenbaum, T. Austin: "Structured Computer Organization", VI Ed., Pearson Education, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Il primo obiettivo del corso è far conoscere le basi della codifica binaria dell’informazione numerica, testuale e delle immagini e le basi dell’elaborazione di dati codificati in binario attraverso funzioni logiche, definite per mezzo dell’algebra di Boole, e realizzabili concretamente sotto forma di circuiti logici. Un altro obiettivo è quello di far conoscere i principali componenti di un sistema di calcolo, far comprendere i principi di base del loro funzionamento e delle interazioni, sottolineando come il rapido sviluppo di nuove tecnologie abbia influito sull’evoluzione dell’organizzazione dei sistemi di calcolo. Ciò contribuisce a sviluppare l’abilità di confrontare le caratteristiche di diverse organizzazioni di sistemi di calcolo (o di componenti di un sistema di calcolo) e valutarne le differenze in termini di costo e prestazioni. Un altro importante concetto introdotto nel corso è la strutturazione stratificata dei sistemi di calcolo: si vuole sottolineare che tale struttura deriva dall’applicazione del metodo di scomposizione di un problema complesso in sotto-problemi più semplici. Per far comprendere in termini più concreti tale concetto, esso viene esemplificato attraverso l’architettura di un semplice processore (il MIC1, non reale ma realistico): le semplici operazioni che l’architettura di base è in grado di eseguire permettono di realizzare un linguaggio macchina più evoluto (IJVM) tramite la microprogrammazione, questo secondo argomento viene affrontato nel secondo modulo.
The first goal of this course is to develop the knowledge on the basic concepts of binary information encoding (binary representation of numbers, text and images) and of the processing of binary data through logical functions, defined by means of Boolean algebra, and implemented by logic circuits. Another goal is to develop the knowledge about the main components of a computer, and understand the basic operational principles and the interactions between such components; in this context it is interesting to highlight the impact that the technological advances have on the organization of computer architecture. Such observations allow to exercise the ability to compare the characteristics of different computer architecture organizations (or of different computer component organizations) and to evaluate the differences in cost and performance. Another important concept introduced in this course is the layered structure of the computer systems: it derives from the application of the method of problem decomposition into simpler sub-problems. To help understanding in practice such concept, it is exemplified by presenting the architecture of a simple processor (MIC1, not real but realistic): building on the simple operations that can be executed directly by the basic hardware architecture, it is possible to implement the more powerful MIC1 machine language (IJVM) through microprogramming, the latter topic is developed in the second module.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nessuno
None
Metodi didattici/Teaching methods
Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali che potranno essere integrate con alcune esercitazioni in laboratorio (allo scopo di osservare la rappresentazione in memoria di diversi tipi di dato, di disegnare e simulare circuiti logici combinatori e sequenziali, di sperimentare l’esecuzione di semplici programmi in linguaggio macchina tramite un emulatore). Durante le lezioni viene usato uno strumento (Wooclap) che permette di interagire con gli studenti tramite quiz anonimi e interattivi accessibili tramite smartphone. In questo modo è possibile stimolare la riflessione e rilevare eventuali criticità nel processo di apprendimento. Per ogni argomento trattato vengono proposti esercizi o quiz formativi. Vengono inoltre proposti incontri a piccoli gruppi alla presenza di un tutor, per svolgere e discutere esercizi (simili a quelli proposti nelle prove scritte).
The topics of the course are mainly presented through class lectures that may be integrated with lab sessions (to experiment the internal representation of various data types, to design and simulate combinatorial and sequential circuits, to experiment the execution of simple machine language programs through an emulator). During the lectures an interactive tool (Wooclap) is used to get a feedback from the students through anonymous quizzes that can be answered using the smartphone. This way the students are stimulated to reflect; moreover this activity allows an early detection of the possible critical aspects in the learning process. After presenting each topic the students are challenged with exercises and formative quizzes. Tutored meetings in small groups are proposed, to develop and discuss exercises (similar to those included in the written exam).
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, esempi di testi d’esame, quiz di autovalutazione, informazioni generali sul corso e avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami. Tramite un forum specifico del corso vengono pubblicate informazioni generali sul corso, avvisi relativi allo svolgimento del corso e informazioni riguardanti gli esami. Inoltre sono attivi forum dove gli studenti possono porre domande sugli argomenti del corso e sugli esercizi proposti, e rispondere a domande pubblicate da altri studenti.
It is possible to download electronic copy of all slides of the lectures, perform self-assessment tests, read general information on the course and news about the lectures and the exam organization on the e-learning platform DIR . General information on the organization of the course and of the exams are published through a forum. Specific forums can be used by students to ask questions on course topics or exercises, or to provide answers posted by other students.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame può essere scritto oppure orale (di norma è scritto nella prima sessione d’esame dopo lo svolgimento del corso, orale nelle altre sessioni con un basso numero di iscritti). Nel caso il compito sia scritto può essere richiesta una integrazione orale (per esempio nel caso di compito quasi sufficiente per raggiungere la sufficienza piena). Possono essere proposte prove in itinere (come supporto al superamento dell’esame finale) che possono anche assumere la forma di esercizi da svolgere in laboratorio. La prova comprende da quattro a sei domande che possono essere articolate in sottopunti e comprendono anche esercizi di applicazione delle nozioni apprese ad esempi concreti. La prova è superata se si raggiunge un punteggio di almeno il 60% dei punti totalizzabili sull’insieme di domande. Ciascuno dei due moduli del corso integrato ha un suo esame ed è necessario conseguire un esito sufficiente in ciascun modulo per superare l’esame complessivo. Il voto finale è stabilito in modo collegiale dai docenti dei due moduli, tenuto conto dell’esito ottenuto in ciascun modulo.
The examination can be either oral or a written test (usually it is written in the first exams session, while it may be oral in the other sessions with a few enrolled students). When the exam takes the form of a written test, it is possible to ask for an oral integration (for instance this could be the case when the written test grade is not fully sufficient, it is possible to ask for an oral integration to improve the grade to pass the exam). Intermediate tests can be organized (as a facilitation to pass the exam early at the end of the course) that may comprise lab exercises. The test includes four to six questions each of which possibly structured into several points. The questions may also take the form of an exercise testing the ability to apply the learned concepts to practical examples. The threshold to pass the exam is the 60% of the global sum of points assigned to the questions. Each unit has its own exam, and a sufficient final result is required in each unit in order to pass the exam of the whole course. The final grade is agreed upon by the teachers of the two units, taking into account the final result obtained in each one.
Programma esteso/Content
Breve panoramica sulla evoluzione storica dei sistemi di calcolo (dalla Macchina Analitica di Charles Babbage ai giorni nostri). Codifica dell’informazione: codifica binaria dei numeri interi con e senza segno. Trasformazione dalla rappresentazione binaria alla rappresentazione ottale ed esadecimale e viceversa. Operazioni aritmetiche con numeri binari. Codifica dei numeri frazionari: virgola fissa e virgola mobile (standard IEEE 754). Operazioni aritmetiche con numeri in virgola mobile. Codifica del testo (ASCII, UNICODE, UTF-8). Codici ridondanti per rilevazione e correzione di errori. Codifica delle immagini (mappa di bit, profondità e risoluzione). Algebra di Boole. Porte logiche AND, OR, NOT, NAND e NOR. Dalle funzioni logiche ai circuiti combinatori (tavole di verità, espressioni in forma normale Somma di Prodotti e Prodotto di Somme, semplificazione applicando le leggi dell’algebra o tramite mappe di Karnaugh). Esempi di circuiti: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, ecc. Circuiti sequenziali: Latch, Flip-Flop, registri e memorie. Principali componenti di un calcolatore (CPU, Memoria RAM, Dischi magnetici, RAID, Dischi ottici, BUS, e varie periferiche. Cenni sui principi di funzionamento. CPU: ciclo di fetch-decode-execute. Processori CISC e RISC. CPU con struttura a pipeline (cenni). Introduzione all’architettura MIC1 (si veda il libro di testo).
Brief review of the historical evolution of computers (from Charles Babbage’s Analytical Engine up to current computers).Information encoding: binary encoding of integer numbers, both unsigned and signed. Transformation from binary to octal and hexadecimal representation and viceversa. Arithmetic operations with binary numbers. Encoding of the fractional numbers: fixed point and floating point (according to IEEE 754 standard). Text encoding (ASCII, Unicode, UTF-8). Redundant codes for error detection and correction. Images encoding (bitmap, image resolution and depth).Boolean algebra, AND, OR, NOT, NAND, NOR gates. From logical functions to combinatorial circuits (truth tables, sum of products and product of sums normal form expressions, simplification by means of algebra laws, or through Karnaugh’s maps). Examples of circuits: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, etc. Sequential circuits: Latch, Flip-flop, registers and memories. Main components of a computer (CPU, RAM memory, Magnetic disks, RAID, Optical disks, BUS, various peripherals) and their basic operating principles. Central Processing Unit: fetch-decode-execute cycle. CISC and RISC processors, Processors with pipeline architecture. Introduction the MIC1 architecture (see textbook).
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Descrivere l’evoluzione storica dei sistemi di calcolo sottolineando il legame tra evoluzione tecnologica ed evoluzione dell’organizzazione di tali sistemi. Spiegare la rappresentazione posizionale in base r di un numero (intero o frazionario). Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario senza segno da base 10 a base 2, 8 o 16 e viceversa, e il procedimento per ottenere la codifica binaria in modulo e segno o in complemento a due di un numero intero con segno. Saper eseguire operazioni aritmetiche con numeri binari. Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario nella sua rappresentazione in virgola mobile secondo lo standard IEEE 754. Enunciare e spiegare le principali leggi dell’algebra di Boole. Saper rappresentare una funzione booleana in varie forme (forme normali SP e PS e semplificate tramite operazioni algebriche o con le mappe di Karnaugh). Saper ricavare un circuito combinatorio corrispondente ad una data espressione booleana. Saper descrivere quale funzione booleana realizza un dato circuito. Saper riconoscere alcuni circuiti logici combinatori e sequenziali di base e descrivere la funzione che realizzano. Descrivere i principali componenti di un sistema di calcolo, indicarne le caratteristiche salienti, i meccanismi di funzionamento e le modalità di interazione. In particolare descrivere le componenti della CPU e il ciclo fetch-decode-execute, la differenza tra architetture CISC e RISC e l’idea alla base delle architetture a pipeline. Descrivere il linguaggio delle microistruzioni del processore MIC1 (istruzioni sia in forma mnemonica che in forma binaria) realizzare alcuni semplici microprogrammi e simularne l’esecuzione. Acquisire la capacità di aggiornarsi su aspetti specifici e temi più avanzati dell’architettura dei sistemi di calcolo, in particolare facendo ricorso a risorse disponibili on-line.
Describe the historical evolution of computers highlighting the impact of technology on their organization. Explain the positional representation of numbers in any base r (both integer and fractional numbers). Describe and apply the procedures for transforming a fractional number from decimal to base 2, 8 or 16 and viceversa. Describe and apply the procedure to obtain the binary encoding of signed integers in the two representation: sign and modulus or two’s complement. Execute arithmetic operation with binary numbers. Describe and apply the procedure to transform a fractional number into the floating point representation according to standard IEEE 754. Enunciate and explain the main Boolean algebra laws. Represent a Boolean function in different form (SP and PS normal forms, and simplified either applying algebraic rules or through Karnaugh maps). Derive a logical circuit for a given Boolean algebra expression. Given a circuit, state which Boolean function it implements. Recognize the basic combinatorial and sequential circuits and describe the function they implement. Describe the main components of a computer, list the main characteristics, how they work and how they interact. In particular describe the CPU main components and the fetch-decode-execute cycle. State the differences between CISC and RISC architectures and the principle behind the pipeline architectures. Describe the microinstructions language of MIC1 (both in binary and mnemonic representation), implement some simple microprograms using such language and simulate their execution. Acquire the skills for autonomous learning specific aspects or more advanced topics about computer architecture (in particular skills to search the necessary documentation on-line).
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Course
ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI: ARCHITETTURA 2
Course ID
S1365
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FRANCESCHINIS Giuliana Annamaria
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
English
Contenuti/Content Summary
Proseguimento dello studio iniziato nel modulo I dell'architettura di un moderno sistema di elaborazione, strutturato come un insieme di macchine virtuali sovrapposte. In particolare, in questo modulo si approfondisce la struttura del processore micro-programmato (non reale ma verosimile, introdotto nel modulo I) MIC1, analizzando come realizzare un micro-interprete per il linguaggio macchina IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine. Saranno, quindi, illustrate diverse versioni della microarchitettura con prestazioni via via migliori, tramite l’introduzione di varie tecniche di ottimizzazione delle prestazioni dei processori (pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache). Segue una panoramica generale sul livello della Instruction Set Architecture (ISA), con lo studio delle caratteristiche dei linguaggi macchina, con un approfondimento sull’ISA dei processori di tipo load/store. Inoltre, il modulo introduce il concetto di memoria virtuale (proprio del livello del sistema operativo) inquadrandolo nel discorso generale della gerarchia delle memorie e sottolineando similitudini e differenze rispetto ai principi e meccanismi di funzionamento della cache. Infine, presenta una panoramica sulle architetture parallele, con un approfondimento degli argomenti relative alla coerenza delle memorie cache nei multiprocessori.
Continuation of the investigation of the computing architectures, organized as a layered set of virtual machines. This module details the structure of MIC1, a microprogrammed processor (not real but plausible, introduced in module I) through the analysis of a micro-interpreter of IJVM machine language, derived from the Java bytecode Virtual machine. Different versions of the microarchitecture are illustrated with progressively better performances. In addition, various process optimization techniques are illustrated (pipelines, jump prediction mechanisms, out of order execution, cache memories). The following is a general overview of the Set Architecture (ISA) instruction level, with the analysis of the main characteristics of machine languages and the description of the load/store processors. In addition, the module introduces operating system layer and the concept of virtual memory in the context of the hierarchy of memories in a computing architecture: in particular, the analogies and the differences with the cache are addressed. Finally, an overview of parallel architectures is presented, with some details on the issues related to the coherence of cache memories in multi-processor architectures.
Testi di riferimento/Textbooks
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Computer Architecture: a structural approach", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Scopo del modulo è quello di acquisire conoscenze sull’architettura interna di un processore, le tecniche di ottimizzazione (quali pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache), comprendendo le differenze delle architetture micro-programmate rispetto a quelle che eseguono direttamente in hardware il linguaggio macchina. Un secondo obiettivo formativo del modulo è apprendere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento) e saper analizzare motivazioni, vantaggi e svantaggi delle diverse scelte. Inoltre, il modulo ha lo scopo di fornire le conoscenze per comprendere la tecnica della memoria virtuale collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie e studiando la sua realizzazione con la tecnica della paginazione Infine, il modulo ha l’obiettivo di fornire conoscenze di base sulle principali tipologie di architetture parallele, comprendendo le problematiche relative alla gestione della memoria e gli impatti sulla programmazione.
The goal of this module is to acquire knowledge about the internal organization of a processor and some architectural variants (e.g., pipeline, jump prediction, out-of-order execution, cache memories) can significantly change the speed of execution; understand how to distinguish between microprogrammed architectures and architectures that execute machine language instructions directly in hardware. A second objective of the module is to learn the general characteristics of a machine language (types of instructions, instruction format, addressing modes) and discuss motivations, advantages and disadvantages of different choices. Moreover, the module is intended to provide the knowledge to understand the virtual memory technique by placing it within the hierarchy of memories and by analyzing its implementation according to the paging technique. Finally, the module aims to provide basic knowledge about the main types of parallel architectures and understand the main impact on the memory management and issues on programming.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza dei concetti studiati nel primo modulo del corso.
Knowledge of topics studied in module 1
Metodi didattici/Teaching methods
Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali. Alcune tematiche (es. le caratteristiche e la programmazione IJVM, il funzionamento del micro-interprete IJVM su MIC1) sono esemplificate per mezzo di esercitazioni utilizzando un emulatore dell’architettura MIC1 e del relativo micro-interprete di IJVM. Durante il corso sono proposti esercizi che gli studenti dovranno sviluppare in autonomia per verificare il loro livello di apprendimento e per stimolare lo spirito critico, tramite l’elaborazione di soluzioni originale e/o alternative. Il corso è integrato da un tutoraggio in cui saranno sviluppate alcune esercitazioni di gruppo.
The topics covered in the course are mainly exposed through lectures Some topics (e.g., IJVM characteristics and programming, the behavior of MIC1 micro-interpreter for IJVM) are exemplified by means of experimentation through an emulator of the MIC1 architecture and of the associated IJVM micro-interpreter. During the course, some exercises are submitted to be developed autonomously by students to verify their level of learning and stimulate a critical spirit, through the development of original and/or alternative solutions. The course is complemented by a tutoring class in which some exercises will be proposed and developed in group.
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, una selezione dei testi d’esame, l’emulatore dell’architettura MIC1, con il relativo micro-interprete di IJVM ed esempi di programmi, informazioni generali sul corso ed avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami.
On the DIR platform are available: the electronic copy of the slides used in the lectures, a selection of examples of exam texts, the emulator of the MIC1 architecture the associated micro-interpreter of IJVM and some programming examples, general information on the course and notices related to the course and exams.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica dell’apprendimento è svolta in forma scritta; è possibile richiedere una integrazione orale, ad esempio nel caso in cui il voto sia quasi sufficiente. Il compito include da quattro a sei domande ciascuna delle quali può essere strutturata in più punti. Le domande possono anche assumere la forma di esercizi per valutare la capacità di applicare ad esempi pratici i concetti teorici appresi nel corso. Ad ogni domanda è assegnato un voto massimo (in genere da 5 a 7). La valutazione tiene conto della correttezza della risposta e del livello di completezza. La sufficienza si ottiene se lo studente dimostra di avere appreso e di sapere applicare gli elementi chiave indirizzati dalla domanda. Il voto complessivo per la valutazione dell’apprendimento degli argomenti di questo modulo è la somma dei voti ottenuti in ogni domanda.
The assessment of learning is carried out in written form. It is possible to request an oral supplement, for example if the vote is almost sufficient. The test includes four to six questions, each of which is, in general, structured in multiple points. The questions can also take the form of exercises to evaluate the ability to apply the theoretical concepts learned in the course to practical examples. Each question is assigned a maximum grade (generally from 5 to 7). The evaluation considers the correctness of the answer and the level of completeness. A sufficient score is obtained if the student demonstrates that he has learned and knows how to apply the key elements addressed by the question. The final grade for the learning assessment of contents addressed by this module is the sum of the marks obtained in each question.
Programma esteso/Content
Approfondimento della architettura a livelli introdotta nel modulo I: il livello hardware, il livello della microarchitettura, il livello della Instruction Set Architecture, il livello del Sistema Operativo, il livello della programmazione Assembler. Studio di un esempio di architettura micro-programmata che realizza IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine, sull’architettura MIC1 introdotta nel primo modulo, mediante lo sviluppo di un micro-interprete implementato nel linguaggio MAL. Esercitazioni di sviluppo ed esecuzione di programmi in IJVM con un emulatore di MIC1. Studio delle tecniche per migliorare le prestazioni degli elaboratori, mediante l’introduzione di una unità di prelievo e della pipeline: analisi della loro introduzione nelle architetture MIC2, MIC3 e MIC4. Tecniche di ottimizzazione delle prestazioni degli elaboratori: memorie cache, predizione dei salti, esecuzione fuori ordine. Analisi delle caratteristiche dei linguaggi macchina (Instruction Set Architecture): tipi di dato, tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità di indirizzamento, la gestione delle chiamate a procedura. Caratteristiche dell’ISA dei processori di tipo load/store. Studio delle tecniche per l’interazione tra il processore ed i dispositivi di Input/Output. Analisi e comparazione di architetture e linguaggi macchina di processori reali. Introduzione della tecnica della memoria virtuale, collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie: confronto con la cache ed approfondimento della tecnica di paginazione. Descrizione di alcuni tipi di architetture parallele, ed analisi della problematica della coerenza delle memorie cache nei multiprocessori.
Refinement of the description of the layered architecture introduced in module I: hardware level, micro-architecture level, Instruction Set Architecture level, Operating System level, Assembler programming level. Investigation of an example of microprogrammed architecture that executes IJVM, derived from the Java bytecode Virtual machine, on MIC1 architecture introduced in module I, by means of a micro-interpreter implemented in MAL. Exercises on IJVM programming and executions by means of a MIC-1 emulator equipped with a IJVM compiler and micro-interpreter. Investigation of techniques to improve performance, by means of the introduction of a fetch unit and pipeline: analysis of their adoption in MIC2, MIC3 and MIC4 architectures. Optimization techniques to improve performance: jump prediction, out-of-order execution, cache memories. Characteristics of machine languages ​​(Instruction Set Architecture): data types, types of instructions, instruction format, addressing mode, handling of procedure calls. Characteristics of load/store machine ISA. Analysis of solutions for interaction among CPU and Input / Output devices. Analysis and comparison of architectures and machine languages ​​of real processors. Introduction to virtual memory, in the context of memory hierarchy: comparison with the cache, and in-depth analysis on virtual memory based on paging technique. Description of some types of parallel architectures, and analysis of issues related to coherence of cache memories in multi-processor architectures.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Sapere spiegare l’organizzazione di un microprocessore e le sue principali unità funzionali. Sapere descrivere come è eseguita un’istruzione in questo tipo di macchina e sapere analizzare le diverse tecniche per l’aumento delle prestazioni. Essere in grado di realizzare la conversione dalla rappresentazione simbolica di istruzioni di linguaggio macchina a livello simbolico, orientato al programmatore, al formato binario interno alla macchina. Essere in grado di scrivere brevi programmi in linguaggio macchina (IJVM) e di estendere il micro-interprete introducendo nuove istruzioni Conoscere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento). Comprendere le caratteristiche e le differenze degli ISA nelle architetture CISC, RISC e load/sore. Acquisire le competenze necessarie per analizzare e confrontare i linguaggi macchina esistenti. Sapere descrivere l’uso della gerarchia delle memorie, comprendendo l’importanza del principio della località spaziale e temporale. Essere in grado di applicare le tecniche della cache tra CPU e RAM e della memoria virtuale tra RAM e memoria secondaria. Comprendere la differenza tra spazio degli indirizzi (virtuali) e locazioni di memoria (fisica) e le relative tecniche di corrispondenza. Acquisire la capacità di approfondire ed orientarsi sulle principali soluzioni per la realizzazione di architetture parallele.
Explain the organization of a micro-processor and its main functional units. Describe how it is performed an instruction in this type of machine know analysis the techniques to improve performance. Be able to perform the conversion from the symbolic representation of machine language instructions, oriented to programming, to the binary format inside the machine. Be able to develop short programs in machine language (IJVM) and to extend the micro-interpreter with the introduction of new instructions. Know the main characteristics of a machine language (e.g., instruction types, instruction formats, addressing modes). Understand the characteristics and the differences of the ISA in the CISC, RISC and load/store architectures. Achieve the necessary skills to analyze and compare existing machine languages. Know the use of the memory hierarchy, by understanding the relevance of spatial locality and temporal locality principles. To be able to apply the technique of cache between CPU and RAM and of virtual memory between RAM and secondary memory. To understand the difference between (virtual) address space and (physical) memory location and the related mapping techniques. Achieve the capability to update the knowledge and orienteer among the main solutions for the realization of parallel architectures.
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ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
Course ID
MF0199
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
Sacco Alessio
CFU
12.0
Teaching duration (hours)
96.0
Individual study time
0.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Annuale
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
italiano
italian
Contenuti/Content Summary
Descrizione dell'architettura, strutturata a livelli, di un moderno sistema di elaborazione, delle sue principali componenti hardware e della sua interfaccia verso i livelli software eseguiti su tale hardware. Questo è il primo di due moduli integrati in un unico corso. Esso pone le basi introducendo: la rappresentazione binaria di tutti i tipi di dati (numeri, testo, immagini, grandezze analogiche), i componenti base dell’hardware di un calcolatore e in particolare la struttura interna del processore, l’interazione tra il processore e la memoria centrale e tra il processore e i dispositivi di input/output --------------------------------- Proseguimento dello studio iniziato nel modulo I dell'architettura di un moderno sistema di elaborazione, strutturato come un insieme di macchine virtuali sovrapposte. In particolare, in questo modulo si approfondisce la struttura del processore micro-programmato (non reale ma verosimile, introdotto nel modulo I) MIC1, analizzando come realizzare un micro-interprete per il linguaggio macchina IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine. Saranno, quindi, illustrate diverse versioni della microarchitettura con prestazioni via via migliori, tramite l’introduzione di varie tecniche di ottimizzazione delle prestazioni dei processori (pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache). Segue una panoramica generale sul livello della Instruction Set Architecture (ISA), con lo studio delle caratteristiche dei linguaggi macchina, con un approfondimento sull’ISA dei processori di tipo load/store. Inoltre, il modulo introduce il concetto di memoria virtuale (proprio del livello del sistema operativo) inquadrandolo nel discorso generale della gerarchia delle memorie e sottolineando similitudini e differenze rispetto ai principi e meccanismi di funzionamento della cache. Infine, presenta una panoramica sulle architetture parallele, con un approfondimento degli argomenti relative alla coerenza delle memorie cache nei multiprocessori.
The architecture of modern computers is introduced emphasizing its layered structure. The main hardware components are presented and their interface towards the upper software layers is explained. This is the first of two units that together constitute one integrated course. It lays out the basis by introducing: the binary encoding of all data types (numbers, text, images, analog quantities), the basic hardware components of a computer and in particular the internal structure of the CPU, the interaction between the CPU and the central memory and between the CPU and the I/O devices. --------------------------------------------------------------------- Continuation of the investigation of the computing architectures, organized as a layered set of virtual machines. This module details the structure of MIC1, a microprogrammed processor (not real but plausible, introduced in module I) through the analysis of a micro-interpreter of IJVM machine language, derived from the Java bytecode Virtual machine. Different versions of the microarchitecture are illustrated with progressively better performances. In addition, various process optimization techniques are illustrated (pipelines, jump prediction mechanisms, out of order execution, cache memories). The following is a general overview of the Set Architecture (ISA) instruction level, with the analysis of the main characteristics of machine languages and the description of the load/store processors. In addition, the module introduces operating system layer and the concept of virtual memory in the context of the hierarchy of memories in a computing architecture: in particular, the analogies and the differences with the cache are addressed. Finally, an overview of parallel architectures is presented, with some details on the issues related to the coherence of cache memories in multi-processor architectures.
Testi di riferimento/Textbooks
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013. ----------------------------------------- A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
A.S. Tanenbaum, T. Austin: "Structured Computer Organization", VI Ed., Pearson Education, 2013. --------------------------------------------- A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Computer Architecture: a structural approach", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Il primo obiettivo del corso è far conoscere le basi della codifica binaria dell’informazione numerica, testuale e delle immagini e le basi dell’elaborazione di dati codificati in binario attraverso funzioni logiche, definite per mezzo dell’algebra di Boole, e realizzabili concretamente sotto forma di circuiti logici. Un altro obiettivo è quello di far conoscere i principali componenti di un sistema di calcolo, far comprendere i principi di base del loro funzionamento e delle interazioni, sottolineando come il rapido sviluppo di nuove tecnologie abbia influito sull’evoluzione dell’organizzazione dei sistemi di calcolo. Ciò contribuisce a sviluppare l’abilità di confrontare le caratteristiche di diverse organizzazioni di sistemi di calcolo (o di componenti di un sistema di calcolo) e valutarne le differenze in termini di costo e prestazioni. Un altro importante concetto introdotto nel corso è la strutturazione stratificata dei sistemi di calcolo: si vuole sottolineare che tale struttura deriva dall’applicazione del metodo di scomposizione di un problema complesso in sotto-problemi più semplici. Per far comprendere in termini più concreti tale concetto, esso viene esemplificato attraverso l’architettura di un semplice processore (il MIC1, non reale ma realistico): le semplici operazioni che l’architettura di base è in grado di eseguire permettono di realizzare un linguaggio macchina più evoluto (IJVM) tramite la microprogrammazione, questo secondo argomento viene affrontato nel secondo modulo. ------------------------------------------------------------ Scopo del modulo è quello di acquisire conoscenze sull’architettura interna di un processore, le tecniche di ottimizzazione (quali pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache), comprendendo le differenze delle architetture micro-programmate rispetto a quelle che eseguono direttamente in hardware il linguaggio macchina. Un secondo obiettivo formativo del modulo è apprendere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento) e saper analizzare motivazioni, vantaggi e svantaggi delle diverse scelte. Inoltre, il modulo ha lo scopo di fornire le conoscenze per comprendere la tecnica della memoria virtuale collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie e studiando la sua realizzazione con la tecnica della paginazione Infine, il modulo ha l’obiettivo di fornire conoscenze di base sulle principali tipologie di architetture parallele, comprendendo le problematiche relative alla gestione della memoria e gli impatti sulla programmazione.
The first goal of this course is to develop the knowledge on the basic concepts of binary information encoding (binary representation of numbers, text and images) and of the processing of binary data through logical functions, defined by means of Boolean algebra, and implemented by logic circuits. Another goal is to develop the knowledge about the main components of a computer, and understand the basic operational principles and the interactions between such components; in this context it is interesting to highlight the impact that the technological advances have on the organization of computer architecture. Such observations allow to exercise the ability to compare the characteristics of different computer architecture organizations (or of different computer component organizations) and to evaluate the differences in cost and performance. Another important concept introduced in this course is the layered structure of the computer systems: it derives from the application of the method of problem decomposition into simpler sub-problems. To help understanding in practice such concept, it is exemplified by presenting the architecture of a simple processor (MIC1, not real but realistic): building on the simple operations that can be executed directly by the basic hardware architecture, it is possible to implement the more powerful MIC1 machine language (IJVM) through microprogramming, the latter topic is developed in the second module. ---------------------------------------------------------------- The goal of this module is to acquire knowledge about the internal organization of a processor and some architectural variants (e.g., pipeline, jump prediction, out-of-order execution, cache memories) can significantly change the speed of execution; understand how to distinguish between microprogrammed architectures and architectures that execute machine language instructions directly in hardware. A second objective of the module is to learn the general characteristics of a machine language (types of instructions, instruction format, addressing modes) and discuss motivations, advantages and disadvantages of different choices. Moreover, the module is intended to provide the knowledge to understand the virtual memory technique by placing it within the hierarchy of memories and by analyzing its implementation according to the paging technique. Finally, the module aims to provide basic knowledge about the main types of parallel architectures and understand the main impact on the memory management and issues on programming.
Prerequisiti/Required background knowledge
nessuno --------------------------------- Conoscenza dei concetti studiati nel primo modulo del corso.
none -------------------- Knowledge of topics studied in module 1
Metodi didattici/Teaching methods
Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali che potranno essere integrate con alcune esercitazioni in laboratorio (allo scopo di osservare la rappresentazione in memoria di diversi tipi di dato, di disegnare e simulare circuiti logici combinatori e sequenziali, di sperimentare l’esecuzione di semplici programmi in linguaggio macchina tramite un emulatore). Durante le lezioni viene usato uno strumento (Wooclap) che permette di interagire con gli studenti tramite quiz anonimi e interattivi accessibili tramite smartphone. In questo modo è possibile stimolare la riflessione e rilevare eventuali criticità nel processo di apprendimento. Per ogni argomento trattato vengono proposti esercizi o quiz formativi. Vengono inoltre proposti incontri a piccoli gruppi alla presenza di un tutor, per svolgere e discutere esercizi (simili a quelli proposti nelle prove scritte). --------------------------------------------------------- Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali. Alcune tematiche (es. le caratteristiche e la programmazione IJVM, il funzionamento del micro-interprete IJVM su MIC1) sono esemplificate per mezzo di esercitazioni utilizzando un emulatore dell’architettura MIC1 e del relativo micro-interprete di IJVM. Durante il corso sono proposti esercizi che gli studenti dovranno sviluppare in autonomia per verificare il loro livello di apprendimento e per stimolare lo spirito critico, tramite l’elaborazione di soluzioni originale e/o alternative. Il corso è integrato da un tutoraggio in cui saranno sviluppate alcune esercitazioni di gruppo.
The topics of the course are mainly presented through class lectures that may be integrated with lab sessions (to experiment the internal representation of various data types, to design and simulate combinatorial and sequential circuits, to experiment the execution of simple machine language programs through an emulator). During the lectures an interactive tool (Wooclap) is used to get a feedback from the students through anonymous quizzes that can be answered using the smartphone. This way the students are stimulated to reflect; moreover this activity allows an early detection of the possible critical aspects in the learning process. After presenting each topic the students are challenged with exercises and formative quizzes. Tutored meetings in small groups are proposed, to develop and discuss exercises (similar to those included in the written exam). ------------------------------------------------------------------------------------------------------- The topics covered in the course are mainly exposed through lectures Some topics (e.g., IJVM characteristics and programming, the behavior of MIC1 micro-interpreter for IJVM) are exemplified by means of experimentation through an emulator of the MIC1 architecture and of the associated IJVM micro-interpreter. During the course, some exercises are submitted to be developed autonomously by students to verify their level of learning and stimulate a critical spirit, through the development of original and/or alternative solutions. The course is complemented by a tutoring class in which some exercises will be proposed and developed in group.
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, esempi di testi d’esame, quiz di autovalutazione, informazioni generali sul corso e avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami. Tramite un forum specifico del corso vengono pubblicate informazioni generali sul corso, avvisi relativi allo svolgimento del corso e informazioni riguardanti gli esami. Inoltre sono attivi forum dove gli studenti possono porre domande sugli argomenti del corso e sugli esercizi proposti, e rispondere a domande pubblicate da altri studenti. ------------------------------------ Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, una selezione dei testi d’esame, l’emulatore dell’architettura MIC1, con il relativo micro-interprete di IJVM ed esempi di programmi, informazioni generali sul corso ed avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami.
It is possible to download electronic copy of all slides of the lectures, perform self-assessment tests, read general information on the course and news about the lectures and the exam organization on the e-learning platform DIR . General information on the organization of the course and of the exams are published through a forum. Specific forums can be used by students to ask questions on course topics or exercises, or to provide answers posted by other students. ------------------------------------------------------------------------------------ On the DIR platform are available: the electronic copy of the slides used in the lectures, a selection of examples of exam texts, the emulator of the MIC1 architecture the associated micro-interpreter of IJVM and some programming examples, general information on the course and notices related to the course and exams.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame può essere scritto oppure orale (di norma è scritto nella prima sessione d’esame dopo lo svolgimento del corso, orale nelle altre sessioni con un basso numero di iscritti). Nel caso il compito sia scritto può essere richiesta una integrazione orale (per esempio nel caso di compito quasi sufficiente per raggiungere la sufficienza piena). Possono essere proposte prove in itinere (come supporto al superamento dell’esame finale) che possono anche assumere la forma di esercizi da svolgere in laboratorio. La prova comprende da quattro a sei domande che possono essere articolate in sottopunti e comprendono anche esercizi di applicazione delle nozioni apprese ad esempi concreti. La prova è superata se si raggiunge un punteggio di almeno il 60% dei punti totalizzabili sull’insieme di domande. Ciascuno dei due moduli del corso integrato ha un suo esame ed è necessario conseguire un esito sufficiente in ciascun modulo per superare l’esame complessivo. Il voto finale è stabilito in modo collegiale dai docenti dei due moduli, tenuto conto dell’esito ottenuto in ciascun modulo. --------------------------------------- La verifica dell’apprendimento è svolta in forma scritta; è possibile richiedere una integrazione orale, ad esempio nel caso in cui il voto sia quasi sufficiente. Il compito include da quattro a sei domande ciascuna delle quali può essere strutturata in più punti. Le domande possono anche assumere la forma di esercizi per valutare la capacità di applicare ad esempi pratici i concetti teorici appresi nel corso. Ad ogni domanda è assegnato un voto massimo (in genere da 5 a 7). La valutazione tiene conto della correttezza della risposta e del livello di completezza. La sufficienza si ottiene se lo studente dimostra di avere appreso e di sapere applicare gli elementi chiave indirizzati dalla domanda. Il voto complessivo per la valutazione dell’apprendimento degli argomenti di questo modulo è la somma dei voti ottenuti in ogni domanda.
The examination can be either oral or a written test (usually it is written in the first exams session, while it may be oral in the other sessions with a few enrolled students). When the exam takes the form of a written test, it is possible to ask for an oral integration (for instance this could be the case when the written test grade is not fully sufficient, it is possible to ask for an oral integration to improve the grade to pass the exam). Intermediate tests can be organized (as a facilitation to pass the exam early at the end of the course) that may comprise lab exercises. The test includes four to six questions each of which possibly structured into several points. The questions may also take the form of an exercise testing the ability to apply the learned concepts to practical examples. The threshold to pass the exam is the 60% of the global sum of points assigned to the questions. Each unit has its own exam, and a sufficient final result is required in each unit in order to pass the exam of the whole course. The final grade is agreed upon by the teachers of the two units, taking into account the final result obtained in each one. ------------------------------------------------------------------ The assessment of learning is carried out in written form. It is possible to request an oral supplement, for example if the vote is almost sufficient. The test includes four to six questions, each of which is, in general, structured in multiple points. The questions can also take the form of exercises to evaluate the ability to apply the theoretical concepts learned in the course to practical examples. Each question is assigned a maximum grade (generally from 5 to 7). The evaluation considers the correctness of the answer and the level of completeness. A sufficient score is obtained if the student demonstrates that he has learned and knows how to apply the key elements addressed by the question. The final grade for the learning assessment of contents addressed by this module is the sum of the marks obtained in each question.
Programma esteso/Content
Breve panoramica sulla evoluzione storica dei sistemi di calcolo (dalla Macchina Analitica di Charles Babbage ai giorni nostri). Codifica dell’informazione: codifica binaria dei numeri interi con e senza segno. Trasformazione dalla rappresentazione binaria alla rappresentazione ottale ed esadecimale e viceversa. Operazioni aritmetiche con numeri binari. Codifica dei numeri frazionari: virgola fissa e virgola mobile (standard IEEE 754). Operazioni aritmetiche con numeri in virgola mobile. Codifica del testo (ASCII, UNICODE, UTF-8). Codici ridondanti per rilevazione e correzione di errori. Codifica delle immagini (mappa di bit, profondità e risoluzione). Algebra di Boole. Porte logiche AND, OR, NOT, NAND e NOR. Dalle funzioni logiche ai circuiti combinatori (tavole di verità, espressioni in forma normale Somma di Prodotti e Prodotto di Somme, semplificazione applicando le leggi dell’algebra o tramite mappe di Karnaugh). Esempi di circuiti: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, ecc. Circuiti sequenziali: Latch, Flip-Flop, registri e memorie. Principali componenti di un calcolatore (CPU, Memoria RAM, Dischi magnetici, RAID, Dischi ottici, BUS, e varie periferiche. Cenni sui principi di funzionamento. CPU: ciclo di fetch-decode-execute. Processori CISC e RISC. CPU con struttura a pipeline (cenni). Introduzione all’architettura MIC1 (si veda il libro di testo). --------------------------------------------------- Approfondimento della architettura a livelli introdotta nel modulo I: il livello hardware, il livello della microarchitettura, il livello della Instruction Set Architecture, il livello del Sistema Operativo, il livello della programmazione Assembler. Studio di un esempio di architettura micro-programmata che realizza IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine, sull’architettura MIC1 introdotta nel primo modulo, mediante lo sviluppo di un micro-interprete implementato nel linguaggio MAL. Esercitazioni di sviluppo ed esecuzione di programmi in IJVM con un emulatore di MIC1. Studio delle tecniche per migliorare le prestazioni degli elaboratori, mediante l’introduzione di una unità di prelievo e della pipeline: analisi della loro introduzione nelle architetture MIC2, MIC3 e MIC4. Tecniche di ottimizzazione delle prestazioni degli elaboratori: memorie cache, predizione dei salti, esecuzione fuori ordine. Analisi delle caratteristiche dei linguaggi macchina (Instruction Set Architecture): tipi di dato, tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità di indirizzamento, la gestione delle chiamate a procedura. Caratteristiche dell’ISA dei processori di tipo load/store. Studio delle tecniche per l’interazione tra il processore ed i dispositivi di Input/Output. Analisi e comparazione di architetture e linguaggi macchina di processori reali. Introduzione della tecnica della memoria virtuale, collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie: confronto con la cache ed approfondimento della tecnica di paginazione. Descrizione di alcuni tipi di architetture parallele, ed analisi della problematica della coerenza delle memorie cache nei multiprocessori.
Brief review of the historical evolution of computers (from Charles Babbage’s Analytical Engine up to current computers).Information encoding: binary encoding of integer numbers, both unsigned and signed. Transformation from binary to octal and hexadecimal representation and viceversa. Arithmetic operations with binary numbers. Encoding of the fractional numbers: fixed point and floating point (according to IEEE 754 standard). Text encoding (ASCII, Unicode, UTF-8). Redundant codes for error detection and correction. Images encoding (bitmap, image resolution and depth).Boolean algebra, AND, OR, NOT, NAND, NOR gates. From logical functions to combinatorial circuits (truth tables, sum of products and product of sums normal form expressions, simplification by means of algebra laws, or through Karnaugh’s maps). Examples of circuits: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, etc. Sequential circuits: Latch, Flip-flop, registers and memories. Main components of a computer (CPU, RAM memory, Magnetic disks, RAID, Optical disks, BUS, various peripherals) and their basic operating principles. Central Processing Unit: fetch-decode-execute cycle. CISC and RISC processors, Processors with pipeline architecture. Introduction the MIC1 architecture (see textbook). ------------------------------------------------------------------------ Refinement of the description of the layered architecture introduced in module I: hardware level, micro-architecture level, Instruction Set Architecture level, Operating System level, Assembler programming level. Investigation of an example of microprogrammed architecture that executes IJVM, derived from the Java bytecode Virtual machine, on MIC1 architecture introduced in module I, by means of a micro-interpreter implemented in MAL. Exercises on IJVM programming and executions by means of a MIC-1 emulator equipped with a IJVM compiler and micro-interpreter. Investigation of techniques to improve performance, by means of the introduction of a fetch unit and pipeline: analysis of their adoption in MIC2, MIC3 and MIC4 architectures. Optimization techniques to improve performance: jump prediction, out-of-order execution, cache memories. Characteristics of machine languages ​​(Instruction Set Architecture): data types, types of instructions, instruction format, addressing mode, handling of procedure calls. Characteristics of load/store machine ISA. Analysis of solutions for interaction among CPU and Input / Output devices. Analysis and comparison of architectures and machine languages ​​of real processors. Introduction to virtual memory, in the context of memory hierarchy: comparison with the cache, and in-depth analysis on virtual memory based on paging technique. Description of some types of parallel architectures, and analysis of issues related to coherence of cache memories in multi-processor architectures.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Descrivere l’evoluzione storica dei sistemi di calcolo sottolineando il legame tra evoluzione tecnologica ed evoluzione dell’organizzazione di tali sistemi. Spiegare la rappresentazione posizionale in base r di un numero (intero o frazionario). Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario senza segno da base 10 a base 2, 8 o 16 e viceversa, e il procedimento per ottenere la codifica binaria in modulo e segno o in complemento a due di un numero intero con segno. Saper eseguire operazioni aritmetiche con numeri binari. Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario nella sua rappresentazione in virgola mobile secondo lo standard IEEE 754. Enunciare e spiegare le principali leggi dell’algebra di Boole. Saper rappresentare una funzione booleana in varie forme (forme normali SP e PS e semplificate tramite operazioni algebriche o con le mappe di Karnaugh). Saper ricavare un circuito combinatorio corrispondente ad una data espressione booleana. Saper descrivere quale funzione booleana realizza un dato circuito. Saper riconoscere alcuni circuiti logici combinatori e sequenziali di base e descrivere la funzione che realizzano. Descrivere i principali componenti di un sistema di calcolo, indicarne le caratteristiche salienti, i meccanismi di funzionamento e le modalità di interazione. In particolare descrivere le componenti della CPU e il ciclo fetch-decode-execute, la differenza tra architetture CISC e RISC e l’idea alla base delle architetture a pipeline. Descrivere il linguaggio delle microistruzioni del processore MIC1 (istruzioni sia in forma mnemonica che in forma binaria) realizzare alcuni semplici microprogrammi e simularne l’esecuzione. Acquisire la capacità di aggiornarsi su aspetti specifici e temi più avanzati dell’architettura dei sistemi di calcolo, in particolare facendo ricorso a risorse disponibili on-line. -------------------------------------------------------------- Sapere spiegare l’organizzazione di un microprocessore e le sue principali unità funzionali. Sapere descrivere come è eseguita un’istruzione in questo tipo di macchina e sapere analizzare le diverse tecniche per l’aumento delle prestazioni. Essere in grado di realizzare la conversione dalla rappresentazione simbolica di istruzioni di linguaggio macchina a livello simbolico, orientato al programmatore, al formato binario interno alla macchina. Essere in grado di scrivere brevi programmi in linguaggio macchina (MAL and IJVM) e di estendere il micro-interprete introducendo nuove istruzioni Conoscere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento). Comprendere le caratteristiche e le differenze degli ISA nelle architetture CISC, RISC e load/sore. Acquisire le competenze necessarie per analizzare e confrontare i linguaggi macchina esistenti. Sapere descrivere l’uso della gerarchia delle memorie, comprendendo l’importanza del principio della località spaziale e temporale. Essere in grado di applicare le tecniche della cache tra CPU e RAM e della memoria virtuale tra RAM e memoria secondaria. Comprendere la differenza tra spazio degli indirizzi (virtuali) e locazioni di memoria (fisica) e le relative tecniche di corrispondenza.
Describe the historical evolution of computers highlighting the impact of technology on their organization. Explain the positional representation of numbers in any base r (both integer and fractional numbers). Describe and apply the procedures for transforming a fractional number from decimal to base 2, 8 or 16 and viceversa. Describe and apply the procedure to obtain the binary encoding of signed integers in the two representation: sign and modulus or two’s complement. Execute arithmetic operation with binary numbers. Describe and apply the procedure to transform a fractional number into the floating point representation according to standard IEEE 754. Enunciate and explain the main Boolean algebra laws. Represent a Boolean function in different form (SP and PS normal forms, and simplified either applying algebraic rules or through Karnaugh maps). Derive a logical circuit for a given Boolean algebra expression. Given a circuit, state which Boolean function it implements. Recognize the basic combinatorial and sequential circuits and describe the function they implement. Describe the main components of a computer, list the main characteristics, how they work and how they interact. In particular describe the CPU main components and the fetch-decode-execute cycle. State the differences between CISC and RISC architectures and the principle behind the pipeline architectures. Describe the microinstructions language of MIC1 (both in binary and mnemonic representation), implement some simple microprograms using such language and simulate their execution. Acquire the skills for autonomous learning specific aspects or more advanced topics about computer architecture (in particular skills to search the necessary documentation on-line). -------------------------------------------------------------------------------------------------- Explain the organization of a micro-processor and its main functional units. Describe how it is performed an instruction in this type of machine know analysis the techniques to improve performance. Be able to perform the conversion from the symbolic representation of machine language instructions, oriented to programming, to the binary format inside the machine. Be able to develop short programs in machine language (MAL and IJVM) and to extend the micro-interpreter with the introduction of new instructions. Know the main characteristics of a machine language (e.g., instruction types, instruction formats, addressing modes). Understand the characteristics and the differences of the ISA in the CISC, RISC and load/store architectures. Achieve the necessary skills to analyze and compare existing machine languages. Know the use of the memory hierarchy, by understanding the relevance of spatial locality and temporal locality principles. To be able to apply the technique of cache between CPU and RAM and of virtual memory between RAM and secondary memory. To understand the difference between (virtual) address space and (physical) memory location and the related mapping techniques.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
MF0200ARCHITETTURA 1 INF/01 - INFORMATICA Sacco Alessio
MF0201ARCHITETTURA 2 INF/01 - INFORMATICA Lai Mirko, Sacco Alessio
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Course
ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI: ARCHITETTURA 1
Course ID
MF0200
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
Sacco Alessio
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
italiano
italian
Contenuti/Content Summary
Descrizione dell'architettura, strutturata a livelli, di un moderno sistema di elaborazione, delle sue principali componenti hardware e della sua interfaccia verso i livelli software eseguiti su tale hardware. Questo è il primo di due moduli integrati in un unico corso. Esso pone le basi introducendo: la rappresentazione binaria di tutti i tipi di dati (numeri, testo, immagini, grandezze analogiche), i componenti base dell’hardware di un calcolatore e in particolare la struttura interna del processore, l’interazione tra il processore e la memoria centrale e tra il processore e i dispositivi di input/output
The architecture of modern computers is introduced emphasizing its layered structure. The main hardware components are presented and their interface towards the upper software layers is explained. This is the first of two units that together constitute one integrated course. It lays out the basis by introducing: the binary encoding of all data types (numbers, text, images, analog quantities), the basic hardware components of a computer and in particular the internal structure of the CPU, the interaction between the CPU and the central memory and between the CPU and the I/O devices.
Testi di riferimento/Textbooks
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
A.S. Tanenbaum, T. Austin: "Structured Computer Organization", VI Ed., Pearson Education, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Il primo obiettivo del corso è far conoscere le basi della codifica binaria dell’informazione numerica, testuale e delle immagini e le basi dell’elaborazione di dati codificati in binario attraverso funzioni logiche, definite per mezzo dell’algebra di Boole, e realizzabili concretamente sotto forma di circuiti logici. Un altro obiettivo è quello di far conoscere i principali componenti di un sistema di calcolo, far comprendere i principi di base del loro funzionamento e delle interazioni, sottolineando come il rapido sviluppo di nuove tecnologie abbia influito sull’evoluzione dell’organizzazione dei sistemi di calcolo. Ciò contribuisce a sviluppare l’abilità di confrontare le caratteristiche di diverse organizzazioni di sistemi di calcolo (o di componenti di un sistema di calcolo) e valutarne le differenze in termini di costo e prestazioni. Un altro importante concetto introdotto nel corso è la strutturazione stratificata dei sistemi di calcolo: si vuole sottolineare che tale struttura deriva dall’applicazione del metodo di scomposizione di un problema complesso in sotto-problemi più semplici. Per far comprendere in termini più concreti tale concetto, esso viene esemplificato attraverso l’architettura di un semplice processore (il MIC1, non reale ma realistico): le semplici operazioni che l’architettura di base è in grado di eseguire permettono di realizzare un linguaggio macchina più evoluto (IJVM) tramite la microprogrammazione, questo secondo argomento viene affrontato nel secondo modulo.
The first goal of this course is to develop the knowledge on the basic concepts of binary information encoding (binary representation of numbers, text and images) and of the processing of binary data through logical functions, defined by means of Boolean algebra, and implemented by logic circuits. Another goal is to develop the knowledge about the main components of a computer, and understand the basic operational principles and the interactions between such components; in this context it is interesting to highlight the impact that the technological advances have on the organization of computer architecture. Such observations allow to exercise the ability to compare the characteristics of different computer architecture organizations (or of different computer component organizations) and to evaluate the differences in cost and performance. Another important concept introduced in this course is the layered structure of the computer systems: it derives from the application of the method of problem decomposition into simpler sub-problems. To help understanding in practice such concept, it is exemplified by presenting the architecture of a simple processor (MIC1, not real but realistic): building on the simple operations that can be executed directly by the basic hardware architecture, it is possible to implement the more powerful MIC1 machine language (IJVM) through microprogramming, the latter topic is developed in the second module.
Prerequisiti/Required background knowledge
nessuno
none
Metodi didattici/Teaching methods
Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali che potranno essere integrate con alcune esercitazioni in laboratorio (allo scopo di osservare la rappresentazione in memoria di diversi tipi di dato, di disegnare e simulare circuiti logici combinatori e sequenziali, di sperimentare l’esecuzione di semplici programmi in linguaggio macchina tramite un emulatore). Durante le lezioni viene usato uno strumento (Wooclap) che permette di interagire con gli studenti tramite quiz anonimi e interattivi accessibili tramite smartphone. In questo modo è possibile stimolare la riflessione e rilevare eventuali criticità nel processo di apprendimento. Per ogni argomento trattato vengono proposti esercizi o quiz formativi. Vengono inoltre proposti incontri a piccoli gruppi alla presenza di un tutor, per svolgere e discutere esercizi (simili a quelli proposti nelle prove scritte).
The topics of the course are mainly presented through class lectures that may be integrated with lab sessions (to experiment the internal representation of various data types, to design and simulate combinatorial and sequential circuits, to experiment the execution of simple machine language programs through an emulator). During the lectures an interactive tool (Wooclap) is used to get a feedback from the students through anonymous quizzes that can be answered using the smartphone. This way the students are stimulated to reflect; moreover this activity allows an early detection of the possible critical aspects in the learning process. After presenting each topic the students are challenged with exercises and formative quizzes. Tutored meetings in small groups are proposed, to develop and discuss exercises (similar to those included in the written exam).
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, esempi di testi d’esame, quiz di autovalutazione, informazioni generali sul corso e avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami. Tramite un forum specifico del corso vengono pubblicate informazioni generali sul corso, avvisi relativi allo svolgimento del corso e informazioni riguardanti gli esami. Inoltre sono attivi forum dove gli studenti possono porre domande sugli argomenti del corso e sugli esercizi proposti, e rispondere a domande pubblicate da altri studenti.
It is possible to download electronic copy of all slides of the lectures, perform self-assessment tests, read general information on the course and news about the lectures and the exam organization on the e-learning platform DIR . General information on the organization of the course and of the exams are published through a forum. Specific forums can be used by students to ask questions on course topics or exercises, or to provide answers posted by other students.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame può essere scritto oppure orale (di norma è scritto nella prima sessione d’esame dopo lo svolgimento del corso, orale nelle altre sessioni con un basso numero di iscritti). Nel caso il compito sia scritto può essere richiesta una integrazione orale (per esempio nel caso di compito quasi sufficiente per raggiungere la sufficienza piena). Possono essere proposte prove in itinere (come supporto al superamento dell’esame finale) che possono anche assumere la forma di esercizi da svolgere in laboratorio. La prova comprende da quattro a sei domande che possono essere articolate in sottopunti e comprendono anche esercizi di applicazione delle nozioni apprese ad esempi concreti. La prova è superata se si raggiunge un punteggio di almeno il 60% dei punti totalizzabili sull’insieme di domande. Ciascuno dei due moduli del corso integrato ha un suo esame ed è necessario conseguire un esito sufficiente in ciascun modulo per superare l’esame complessivo. Il voto finale è stabilito in modo collegiale dai docenti dei due moduli, tenuto conto dell’esito ottenuto in ciascun modulo.
The examination can be either oral or a written test (usually it is written in the first exams session, while it may be oral in the other sessions with a few enrolled students). When the exam takes the form of a written test, it is possible to ask for an oral integration (for instance this could be the case when the written test grade is not fully sufficient, it is possible to ask for an oral integration to improve the grade to pass the exam). Intermediate tests can be organized (as a facilitation to pass the exam early at the end of the course) that may comprise lab exercises. The test includes four to six questions each of which possibly structured into several points. The questions may also take the form of an exercise testing the ability to apply the learned concepts to practical examples. The threshold to pass the exam is the 60% of the global sum of points assigned to the questions. Each unit has its own exam, and a sufficient final result is required in each unit in order to pass the exam of the whole course. The final grade is agreed upon by the teachers of the two units, taking into account the final result obtained in each one.
Programma esteso/Content
Breve panoramica sulla evoluzione storica dei sistemi di calcolo (dalla Macchina Analitica di Charles Babbage ai giorni nostri). Codifica dell’informazione: codifica binaria dei numeri interi con e senza segno. Trasformazione dalla rappresentazione binaria alla rappresentazione ottale ed esadecimale e viceversa. Operazioni aritmetiche con numeri binari. Codifica dei numeri frazionari: virgola fissa e virgola mobile (standard IEEE 754). Operazioni aritmetiche con numeri in virgola mobile. Codifica del testo (ASCII, UNICODE, UTF-8). Codici ridondanti per rilevazione e correzione di errori. Codifica delle immagini (mappa di bit, profondità e risoluzione). Algebra di Boole. Porte logiche AND, OR, NOT, NAND e NOR. Dalle funzioni logiche ai circuiti combinatori (tavole di verità, espressioni in forma normale Somma di Prodotti e Prodotto di Somme, semplificazione applicando le leggi dell’algebra o tramite mappe di Karnaugh). Esempi di circuiti: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, ecc. Circuiti sequenziali: Latch, Flip-Flop, registri e memorie. Principali componenti di un calcolatore (CPU, Memoria RAM, Dischi magnetici, RAID, Dischi ottici, BUS, e varie periferiche. Cenni sui principi di funzionamento. CPU: ciclo di fetch-decode-execute. Processori CISC e RISC. CPU con struttura a pipeline (cenni). Introduzione all’architettura MIC1 (si veda il libro di testo).
Brief review of the historical evolution of computers (from Charles Babbage’s Analytical Engine up to current computers).Information encoding: binary encoding of integer numbers, both unsigned and signed. Transformation from binary to octal and hexadecimal representation and viceversa. Arithmetic operations with binary numbers. Encoding of the fractional numbers: fixed point and floating point (according to IEEE 754 standard). Text encoding (ASCII, Unicode, UTF-8). Redundant codes for error detection and correction. Images encoding (bitmap, image resolution and depth).Boolean algebra, AND, OR, NOT, NAND, NOR gates. From logical functions to combinatorial circuits (truth tables, sum of products and product of sums normal form expressions, simplification by means of algebra laws, or through Karnaugh’s maps). Examples of circuits: Decoder, Multiplexer, Half Adder, Full Adder, ALU, etc. Sequential circuits: Latch, Flip-flop, registers and memories. Main components of a computer (CPU, RAM memory, Magnetic disks, RAID, Optical disks, BUS, various peripherals) and their basic operating principles. Central Processing Unit: fetch-decode-execute cycle. CISC and RISC processors, Processors with pipeline architecture. Introduction the MIC1 architecture (see textbook).
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Descrivere l’evoluzione storica dei sistemi di calcolo sottolineando il legame tra evoluzione tecnologica ed evoluzione dell’organizzazione di tali sistemi. Spiegare la rappresentazione posizionale in base r di un numero (intero o frazionario). Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario senza segno da base 10 a base 2, 8 o 16 e viceversa, e il procedimento per ottenere la codifica binaria in modulo e segno o in complemento a due di un numero intero con segno. Saper eseguire operazioni aritmetiche con numeri binari. Descrivere e saper applicare il procedimento per la trasformazione di un numero frazionario nella sua rappresentazione in virgola mobile secondo lo standard IEEE 754. Enunciare e spiegare le principali leggi dell’algebra di Boole. Saper rappresentare una funzione booleana in varie forme (forme normali SP e PS e semplificate tramite operazioni algebriche o con le mappe di Karnaugh). Saper ricavare un circuito combinatorio corrispondente ad una data espressione booleana. Saper descrivere quale funzione booleana realizza un dato circuito. Saper riconoscere alcuni circuiti logici combinatori e sequenziali di base e descrivere la funzione che realizzano. Descrivere i principali componenti di un sistema di calcolo, indicarne le caratteristiche salienti, i meccanismi di funzionamento e le modalità di interazione. In particolare descrivere le componenti della CPU e il ciclo fetch-decode-execute, la differenza tra architetture CISC e RISC e l’idea alla base delle architetture a pipeline. Descrivere il linguaggio delle microistruzioni del processore MIC1 (istruzioni sia in forma mnemonica che in forma binaria) realizzare alcuni semplici microprogrammi e simularne l’esecuzione. Acquisire la capacità di aggiornarsi su aspetti specifici e temi più avanzati dell’architettura dei sistemi di calcolo, in particolare facendo ricorso a risorse disponibili on-line.
Describe the historical evolution of computers highlighting the impact of technology on their organization. Explain the positional representation of numbers in any base r (both integer and fractional numbers). Describe and apply the procedures for transforming a fractional number from decimal to base 2, 8 or 16 and viceversa. Describe and apply the procedure to obtain the binary encoding of signed integers in the two representation: sign and modulus or two’s complement. Execute arithmetic operation with binary numbers. Describe and apply the procedure to transform a fractional number into the floating point representation according to standard IEEE 754. Enunciate and explain the main Boolean algebra laws. Represent a Boolean function in different form (SP and PS normal forms, and simplified either applying algebraic rules or through Karnaugh maps). Derive a logical circuit for a given Boolean algebra expression. Given a circuit, state which Boolean function it implements. Recognize the basic combinatorial and sequential circuits and describe the function they implement. Describe the main components of a computer, list the main characteristics, how they work and how they interact. In particular describe the CPU main components and the fetch-decode-execute cycle. State the differences between CISC and RISC architectures and the principle behind the pipeline architectures. Describe the microinstructions language of MIC1 (both in binary and mnemonic representation), implement some simple microprograms using such language and simulate their execution. Acquire the skills for autonomous learning specific aspects or more advanced topics about computer architecture (in particular skills to search the necessary documentation on-line).
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Course
ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI: ARCHITETTURA 2
Course ID
MF0201
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
Sacco Alessio
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
B
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
English
Contenuti/Content Summary
Proseguimento dello studio iniziato nel modulo I dell'architettura di un moderno sistema di elaborazione, strutturato come un insieme di macchine virtuali sovrapposte. In particolare, in questo modulo si descrive come usare le componenti hardware studiate nel modulo I per progettare il processore micro-programmato (non reale, ma verosimile) MIC1 e del suo linguaggio MAL. Inoltre, si analizza come realizzare il linguaggio macchina IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine, sull’architettura MIC1, utilizzando un micro-interprete scritto in MAL. Sono, quindi, illustrate diverse versioni della architettura MIC1/IJVM con prestazioni via via migliori, tramite l’introduzione di varie tecniche di ottimizzazione delle prestazioni dei processori (pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache). Segue una panoramica generale sul livello della Instruction Set Architecture (ISA), con lo studio delle caratteristiche dei linguaggi macchina, con un approfondimento sull’ISA dei processori di tipo load/store. Inoltre, il modulo introduce anche il concetto di memoria virtuale (proprio del livello del sistema operativo) inquadrandolo nel discorso generale della gerarchia delle memorie e sottolineando similitudini e differenze rispetto ai principi e meccanismi di funzionamento della cache.
Continuation of the investigation of the computing architectures, organized as a layered set of virtual machines. This module describes how to use the hardware components addressed in Module I to design MIC1, a microprogrammed processor (not real but plausible) with its language MAL. Moreover, it analyses how to implement the IJVM machine language, derived from the Java bytecode Virtual machine, on the MIC1 architecture, by means of a micro-interpreter written in MAL. Different versions of MIC1/IJVM architecture are illustrated with progressively better performances. In addition, various process optimization techniques are illustrated (pipelines, jump prediction mechanisms, out of order execution, cache memories). The following is a general overview of the Set Architecture (ISA) instruction level, with the analysis of the main characteristics of machine languages and the description of the load/store processors. In addition, the module introduces operating system layer and the concept of virtual memory in the context of the hierarchy of memories in a computing architecture: in particular, the analogies and the differences with the cache are addressed.
Testi di riferimento/Textbooks
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Architettura dei Calcolatori: un approccio strutturale", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
A.S. Tanenbaum, T.Austin: "Computer Architecture: a structural approach", VI Edizione, Pearson Education Italia, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Scopo del modulo è quello di acquisire conoscenze sull’architettura interna di un processore, le tecniche di ottimizzazione (quali pipeline, meccanismi di predizione salti, esecuzione fuori ordine, memorie cache), comprendendo le differenze delle architetture micro-programmate rispetto a quelle che eseguono direttamente in hardware il linguaggio macchina. Un secondo obiettivo formativo del modulo è apprendere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento) e saper analizzare motivazioni, vantaggi e svantaggi delle diverse scelte. Infine, il modulo ha lo scopo di fornire le conoscenze per comprendere la tecnica della memoria virtuale collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie e studiando la sua realizzazione con la tecnica della paginazione
The goal of this module is to acquire knowledge about the internal organization of a processor and some architectural variants (e.g., pipeline, jump prediction, out-of-order execution, cache memories) can significantly change the speed of execution; understand how to distinguish between microprogrammed architectures and architectures that execute machine language instructions directly in hardware. A second objective of the module is to learn the general characteristics of a machine language (types of instructions, instruction format, addressing methods) and discuss motivations, advantages, and disadvantages of different choices. Finally, the module is intended to provide the knowledge to understand the virtual memory technique by placing it within the hierarchy of memories and by analyzing its implementation according to the paging technique.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenza dei concetti studiati nel primo modulo del corso.
Knowledge of topics studied in module 1
Metodi didattici/Teaching methods
Gli argomenti trattati nel corso sono esposti prevalentemente tramite lezioni frontali. Alcune tematiche (es. le caratteristiche e la programmazione MAL, le caratteristiche e la programmazione IJVM, il funzionamento del micro-interprete IJVM su MIC1) sono esemplificate per mezzo di esercitazioni utilizzando un emulatore dell’architettura MIC1 e del relativo micro-interprete di IJVM. Durante il corso sono proposti esercizi che gli studenti dovranno sviluppare in autonomia per verificare il loro livello di apprendimento e per stimolare lo spirito critico, tramite l’elaborazione di soluzioni originale e/o alternative. Il corso è completato da un tutoraggio in cui saranno sviluppate alcune esercitazioni di gruppo.
The topics covered in the course are mainly exposed through lectures Some topics (e.g., MAL characteristics and programming, IJVM characteristics and programming, the behavior of MIC1 micro-interpreter for IJVM) are exemplified by means of experimentation through an emulator of the MIC1 architecture and of the associated IJVM micro-interpreter. During the course, some exercises are submitted to be developed autonomously by students to verify their level of learning and stimulate a critical spirit, through the development of original and/or alternative solutions. The course is complemented by a tutoring class in which some exercises will be proposed and developed in group.
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, una selezione dei testi d’esame, l’emulatore dell’architettura MIC1, con il relativo micro-interprete di IJVM ed esempi di programmi in MAL e IJVM, informazioni generali sul corso ed avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami.
On the DIR platform are available: the electronic copy of the slides used in the lectures, a selection of examples of exam texts, the emulator of the MIC1 architecture the associated micro-interpreter of IJVM and some MAL and IJVM programming examples, general information on the course and notices related to the course and exams.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica dell’apprendimento è svolta in forma scritta; è possibile richiedere una integrazione orale, ad esempio nel caso in cui il voto sia quasi sufficiente. Il compito include da quattro a sei domande ciascuna delle quali può essere strutturata in più punti. Le domande possono anche assumere la forma di esercizi per valutare la capacità di applicare ad esempi pratici i concetti teorici appresi nel corso. Ad ogni domanda è assegnato un voto massimo (in genere da 5 a 7). La valutazione tiene conto della correttezza della risposta e del livello di completezza. La sufficienza si ottiene se lo studente dimostra di avere appreso e di sapere applicare gli elementi chiave indirizzati dalla domanda. Il voto complessivo per la valutazione dell’apprendimento degli argomenti di questo modulo è la somma dei voti ottenuti in ogni domanda.
The assessment of learning is carried out in written form. It is possible to request an oral supplement, for example if the vote is almost sufficient. The test includes four to six questions, each of which can be structured in multiple points. The questions can also take the form of exercises to evaluate the ability to apply the theoretical concepts learned in the course to practical examples. Each question is assigned a maximum grade (generally from 5 to 7). The evaluation considers the correctness of the answer and the level of completeness. A sufficient score is obtained if the student demonstrates that he has learned and knows how to apply the key elements addressed by the question. The final grade for the learning assessment of contents addressed by this module is the sum of the marks obtained in each question.
Programma esteso/Content
Approfondimento della architettura a livelli introdotta nel modulo I: il livello hardware, il livello della microarchitettura, il livello della Instruction Set Architecture, il livello del Sistema Operativo, il livello della programmazione Assembler. Analisi di MIC1 e del suo linguaggio di programmazione MAL, visto come un esempio di architettura micro-programmata Descrizione della realizzazione di IJVM, una semplificazione del byte-code della Java Virtual Machine, sull’architettura MIC1, mediante lo sviluppo di un micro-interprete implementato nel linguaggio MAL. Esercitazioni di sviluppo ed esecuzione di programmi in MAL ed in IJVM con un emulatore di MIC1. Studio delle tecniche per migliorare le prestazioni degli elaboratori, mediante l’introduzione di una unità di prelievo e della pipeline: analisi della loro introduzione nelle architetture MIC2, MIC3 e MIC4. Tecniche di ottimizzazione delle prestazioni degli elaboratori: memorie cache, predizione dei salti, esecuzione fuori ordine. Analisi delle caratteristiche dei linguaggi macchina (Instruction Set Architecture): tipi di dato, tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità di indirizzamento, la gestione delle chiamate a procedura. Caratteristiche dell’ISA dei processori di tipo load/store. Studio delle tecniche per l’interazione tra il processore ed i dispositivi di Input/Output. Analisi e comparazione di architetture e linguaggi macchina di processori reali. Introduzione della tecnica della memoria virtuale, collocandola nel quadro della gerarchia delle memorie: confronto con la cache ed approfondimento della tecnica di paginazione.
Refinement of the description of the layered architecture introduced in module I: hardware level, micro-architecture level, Instruction Set Architecture level, Operating System level, Assembler programming level. Analysis of MIC1 and of MAL, the related programming language, as an example of a microprogrammed architecture. Description of the implementation of IJVM, derived from the Java bytecode Virtual machine, on MIC1 by means of a micro-interpreter implemented in MAL. Exercises on MAL and IJVM programming and execution by means of a MIC-1 emulator equipped with a IJVM compiler and micro-interpreter. Investigation of techniques to improve performance, by means of the introduction of a fetch unit and pipeline: analysis of their adoption in MIC2, MIC3 and MIC4 architectures. Optimization techniques to improve performance: jump prediction, out-of-order execution, cache memories. Characteristics of machine languages ​​(Instruction Set Architecture): data types, types of instructions, instruction format, addressing mode, handling of procedure calls. Characteristics of load/store machine ISA. Analysis of solutions for interaction among CPU and Input / Output devices. Analysis and comparison of architectures and machine languages ​​of real processors. Introduction to virtual memory, in the context of memory hierarchy: comparison with the cache, and in-depth analysis on virtual memory based on paging technique.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Sapere spiegare l’organizzazione di un microprocessore e le sue principali unità funzionali. Sapere descrivere come è eseguita un’istruzione in questo tipo di macchina e sapere analizzare le diverse tecniche per l’aumento delle prestazioni. Essere in grado di realizzare la conversione dalla rappresentazione simbolica di istruzioni di linguaggio macchina a livello simbolico, orientato al programmatore, al formato binario interno alla macchina. Essere in grado di scrivere brevi programmi in linguaggio macchina (MAL and IJVM) e di estendere il micro-interprete introducendo nuove istruzioni Conoscere le caratteristiche generali di un linguaggio macchina (tra cui tipi di istruzioni, formato delle istruzioni, modalità d’indirizzamento). Comprendere le caratteristiche e le differenze degli ISA nelle architetture CISC, RISC e load/sore. Acquisire le competenze necessarie per analizzare e confrontare i linguaggi macchina esistenti. Sapere descrivere l’uso della gerarchia delle memorie, comprendendo l’importanza del principio della località spaziale e temporale. Essere in grado di applicare le tecniche della cache tra CPU e RAM e della memoria virtuale tra RAM e memoria secondaria. Comprendere la differenza tra spazio degli indirizzi (virtuali) e locazioni di memoria (fisica) e le relative tecniche di corrispondenza.
Explain the organization of a micro-processor and its main functional units. Describe how it is performed an instruction in this type of machine know analysis the techniques to improve performance. Be able to perform the conversion from the symbolic representation of machine language instructions, oriented to programming, to the binary format inside the machine. Be able to develop short programs in machine language (MAL and IJVM) and to extend the micro-interpreter with the introduction of new instructions. Know the main characteristics of a machine language (e.g., instruction types, instruction formats, addressing modes). Understand the characteristics and the differences of the ISA in the CISC, RISC and load/store architectures. Achieve the necessary skills to analyze and compare existing machine languages. Know the use of the memory hierarchy, by understanding the relevance of spatial locality and temporal locality principles. To be able to apply the technique of cache between CPU and RAM and of virtual memory between RAM and secondary memory. To understand the difference between (virtual) address space and (physical) memory location and the related mapping techniques.
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Course
MATEMATICA DISCRETA
Course ID
S1366
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO LIDIA
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
0.0
SSD
MAT/03 - GEOMETRIA, MAT/01 - LOGICA MATEMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Parte di Algebra: numeri interi, algoritmo di Euclide, equazioni diofantee, classi di resto, elementi di crittografia. Parte di Geometria: vettori nel piano, nello spazio tridimensionale ed estensione al caso di R^N, matrici, sistemi lineari, geometria analitica nello spazio tridimensionale. Parte di Logica: logica proposizionale e relativo calcolo della deduzione naturale. Introduzione alla logica dei predicati.
Part of Algebra: integers, Euclid's algorithm, Diophantine equations, remainder classes, elements of cryptography. Part of Geometry: vectors in the plane, in three-dimensional space and extension to the case of R^N, matrices, linear systems, analytic geometry in three-dimensional space. Part of Logic: propositional logic and relative calculation of natural deduction. Introduction to the logic of predicates.
Testi di riferimento/Textbooks
Testi consigliati per la parte di Algebra e Geometria: + Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. + Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. + Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare", Ed. Zanichelli. Testo consigliato per la parte di Logica: + Asperti, Ciabattoni, "Logica a Informatica". Mc Grow Hill Education, 1997 (disponibile solo in formato PDF).
Recommended texts for the Algebra and Geometry part: + Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. + Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. + Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare", Ed. Zanichelli. Recommended text for the Logic part: + Asperti, Ciabattoni, "Logica a Informatica". Mc Grow Hill Education, 1997 (disponibile solo in formato PDF).
Obiettivi formativi/Mission
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti la conoscenza degli elementi principali dell'algebra, del calcolo vettoriale e matriciale e delle loro applicazioni e di introdurre le nozioni elementari di logica delle proposizioni e del primo ordine con particolare attenzione alla relazione fra verità e derivabilità ed alla rappresentabilità nel calcolo dei predicati. Scopo dell'insegnamento è che gli studenti acquisiscano e sappiano utilizzare un linguaggio matematico appropriato in relazione agli argomenti trattati nel corso. Obiettivo formativo dell'insegnamento è quello di sviluppare la capacità di modellizzare semplici situazioni con l'aiuto di idee e metodi di base di algebra (teoria elementare dei numeri) e algebra lineare.
The course aims to provide students with the knowledge of the main elements of algebra, vector and matrix calculus and their applications and to introduce the elementary notions of logic of propositions and of the first order with particular attention to the relationship between truth and derivability. and to the representability in the calculation of predicates. The purpose of the teaching is that students acquire and know how to use an appropriate mathematical language in relation to the topics covered in the course. The educational objective of the teaching is to develop the ability to model simple situations with the help of basic ideas and methods of algebra (elementary number theory) and linear algebra.
Prerequisiti/Required background knowledge
Lettura e produzione di brevi testi scritti in italiano. Proprietà di base dei numeri interi. Proprietà di base del piano cartesiano.
Reading and production of short texts in italian. Basic properties of integers. Basic properties of the cartesian plane.
Metodi didattici/Teaching methods
La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali alla lavagna. Oltre alle lezioni teoriche verranno svolti esercizi in aula da parte del docente con il coinvolgimento attivo degli studenti per approfondire gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche. I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati direttamente durante le esercitazioni in aula per stimolare negli studenti il senso critico e l’autonomia di giudizio.
Teaching will take place through lectures on the blackboard. In addition to the theoretical lessons, classroom exercises will be carried out by the teacher with the active involvement of the students to deepen the topics covered during the theoretical lessons. The concepts covered by the course will come stimulate collegially in the classroom and applied directly during classroom exercises for students' critical sense and autonomy of judgment.
Altre informazioni/Further information
Il piano degli studi prevede per gli insegnamenti di "Algebra e Geometria" e "Logica" un unico esame. Tuttavia, allo studente viene data la possibilità di sostenere separatamente le prove. In ogni caso, viene registrato un unico voto per i due insegnamenti di "Algebra e Geometria" e "Logica", che verrà assegnato a partire dalla media arrotondata per eccesso dei due voti ottenuti a seguito di una valutazione collegiale dello studente.
The study plan includes a single exam for the courses of "Algebra and Geometry" and "Logic". However, the student is given the opportunity to take the tests separately. In any case, a single grade is recorded for the two courses of "Algebra and Geometry" and "Logic", which will be assigned starting from the average rounded upwards of the two grades obtained following a collegial evaluation of the student.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame si compone di una prova scritta e di una prova orale facoltativa. La prova scritta consiste nello svolgimento di esercizi relativi al programma svolto durante le lezioni e ha una durata di un'ora e trenta minuti. La prova orale è a discrezione del docente e consiste in una discussione sulla prova scritta. Allo studente è assicurata la possibilità di sostenere separatamente i due moduli dell'esame (ovvero "Algebra e Geometria" e "Logica"): in tal caso la prova scritta di "Algebra e Geometria" avrà una durata di un'ora mentre quella di "Logica" di trenta minuti. Tuttavia, viene registrato un unico voto per i due insegnamenti di "Algebra e Geometria" e "Logica", che verrà assegnato a partire dalla media arrotondata per eccesso dei due voti ottenuti a seguito di una valutazione collegiale dello studente. Durante la prova scritta è consentito l'uso della calcolatrice. Al termine della prova scritta il docente procede alla correzione della stessa e comunica i risultati sulla piattaforma DIR e/o sul portale ESSE3. A questo segue, in genere, la prova orale. I risultati dell’esame mettono in luce il grado di comprensione dei concetti teorici e la capacità di utilizzarli per risolvere nuovi problemi.
The exam consists of a written test and an optional oral test. The written test consists in carrying out exercises related to the program carried out during the lessons and has a duration of one hour and thirty minutes. The oral test is a lecturer of the teacher and consists of a discussion on the written test. The student is assured the possibility of taking the two exam modules separately (i.e. "Algebra and Geometry" and "Logic"): in this case the written test will last one hour and half an hour, respectively. However, only one vote is recorded for the two courses in "Algebra and Geometry" and "Logic", which will be assigned starting from the average rounded up by the excess of the marks obtained following a collegial evaluation of the student. During the written test it is allowed to use the calculator. At the end of the written test, the teacher corrects it and communicates the results on the DIR platform and/or on the portal ESSE3. This is usually followed by the oral exam. The results of the exam highlight the degree of understanding of theoretical concepts and the ability to use them to solve new problems.
Programma esteso/Content
Numeri interi. Divisibilità e numeri primi. Massimo comune divisore. Algoritmo di Euclide. Minimo comune multiplo. Equazioni diofantee. Congruenze e classi di resto. Criteri di divisibilità. Rappresentazione di numeri con base diversa da dieci. Teorema cinese del resto. Condivisione di segreti mediante sistemi di congruenze. Il teorema di Eulero. Il problema del logaritmo discreto. Il protocollo di Diffie-Hellman. Il protocollo RSA. Sistemi lineari. Metodo di Eliminazione di Gauss. Matrici, determinanti, rango, matrice inversa. Spazi vettoriali, basi, dipendenza lineare. Applicazioni lineari, prodotto scalare. Applicazioni ai sistemi lineari. Logica Proposizionale: • Sintassi. • Semantica: interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi, equivalenza semantica, completezza funzionale e forma normali. • Deduzione naturale: regole e dimostrazioni, correttezza, enunciato di completezza. Logica dei Predicati: • Sintassi: variabili libere e legate, sostituzione. • Semantica: Interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi.
Integers numbers. Divisibility and prime numbers. Greatest common divisor. Euclid's algorithm. Least common multiple. Diophantine equations. Congruences and remainder classes. Severability criteria. Representation of numbers with a base other than ten. Chinese remainder theorem. Sharing of secrets by means of systems of congruences. Euler's theorem. The discrete logarithm problem. The Diffie-Hellman protocol. The RSA protocol. Linear systems. Method of elimination of Gauss. Matrices, determinants, rank, inverse matrix. Vector spaces, bases, linear dependence. Linear applications, scalar product. Applications to linear systems. Logical proposition: • Syntax. • Semantics: interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results, semantic equivalence, functional completeness and normal form. • Natural deduction: rules and proofs, correctness, completeness. Logic of predicates: • Syntax: free and bound variables, substitution. • Semantics: Interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso lo studente deve conoscere le nozioni di base dell'algebra, dell'algebra lineare e della logica proposizionale (sia per quanto riguarda la semantica sia per quanto riguarda i metodi di prova) e della logica dei predicati e avere sviluppato una padronanza delle nozioni apprese che gli consenta di collegarle tra loro in autonomia e di utilizzarle congiuntamente nella risoluzione di semplici problemi teorici. Inoltre, lo studente deve essere in grado di spiegare chiaramente sia le nozioni stesse, sia il loro utilizzo in termini generali o nel caso specifico di un problema.
At the end of the course the student must know the basic notions of algebra, linear algebra and propositional logic (both as regards semantics and as regards test methods) and predicate logic and have developed a mastery of the notions learned that allows him to connect them independently and to use them jointly in solving simple theoretical problems. Furthermore, the student must be able to clearly explain both the concepts themselves and their use in general terms or in the specific case of a problem.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
S1367ALGEBRA E GEOMETRIA MAT/03 - GEOMETRIA Aceto Lidia
S1368LOGICA MAT/01 - LOGICA MATEMATICA Laguzzi Giorgio, Aceto Lidia
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Course
MATEMATICA DISCRETA: ALGEBRA E GEOMETRIA
Course ID
S1367
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO LIDIA
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/03 - GEOMETRIA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano.
Italian.
Contenuti/Content Summary
Teoria elementare dei numeri. Alcune nozioni di base dell'algebra lineare.
Elementary theory of numbers. Some basic ideas of linear algebra.
Testi di riferimento/Textbooks
Testi consigliati: + Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. + Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. + Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare", Ed. Zanichelli.
Recommended texts: + Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. + Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. + Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi matematica 1 con elementi di geometria e algebra lineare", Ed. Zanichelli.
Obiettivi formativi/Mission
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti la conoscenza degli elementi principali dell'algebra, del calcolo vettoriale e matriciale e delle loro applicazioni. Scopo dell'insegnamento è che gli studenti acquisiscano e sappiano utilizzare un linguaggio matematico appropriato in relazione agli argomenti trattati nel corso. Obiettivo formativo dell'insegnamento è quello di sviluppare la capacità di modellizzare semplici situazioni con l'aiuto di idee e metodi di base di algebra (teoria elementare dei numeri) e algebra lineare.
The course aims to provide students with the knowledge of the main elements of elementary number theory and some notions of linear algebra. The aim of the teaching is that students acquire and know how to use an appropriate mathematical language in relation to topics covered in the course. The educational objective of the teaching is to develop the ability to model simple situations with the help of basic ideas and methods of algebra (elementary number theory) and linear algebra.
Prerequisiti/Required background knowledge
Lettura e produzione di brevi testi scritti in italiano. Proprietà di base dei numeri interi. Proprietà di base del piano cartesiano.
Reading and production of short texts in italian. Basic properties of integers. Basic properties of the cartesian plane.
Metodi didattici/Teaching methods
La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali alla lavagna con parte teorica ed esercizi. Ogni argomento del corso viene introdotto per mezzo di una discussione generale che ha lo scopo di renderla il più possibile comprensibile agli studenti. In un secondo momento vengono introdotte le nozioni di base di ciascun argomento; esse sono successivamente seguite da esempi con lo scopo di chiarirne il significato. L'ultima parte è dedicata agli esercizi che saranno svolti dal docente con il coinvolgimento attivo degli studenti per stimolarne il senso critico e l’autonomia di giudizio.
Face-to-face lectures. Teaching will take place through lectures on the blackboard with theoretical part and exercises. Each topic of the course is introduced by means of a general discussion which aims to make it as understandable as possible to students. In a second moment the basic notions of each topic are introduced; they are subsequently followed by examples with the aim of clarifying their meaning. The last part is dedicated to the exercises that will be carried out by the teacher with the active involvement of students to stimulate their critical sense and independent judgment.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato svolgendo esercizi in aula con la partecipazione attiva degli studenti. Oltre ai libri suggeriti per la teoria e gli esercizi, eventuale ulteriore materiale per la preparazione dell'esame verrà fornito durante lo svolgimento del corso. Il voto del modulo di algebra e geometria è una media ponderata con il voto del modulo di logica per ottenere il voto finale di matematica discreta.
The control of ongoing learning will be carried out by carrying out exercises in the classroom with the active participation of students. In addition to the books suggested for the theory and exercises, any further material for the preparation of the exam will be provided during the course. The algebra and geometry module grade is a weighted average with the logic module grade to obtain the final discrete mathematics grade.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame è costituito da una prova scritta contenente un numero variabile di esercizi su diversi argomenti del corso. In ogni prova scritta, la maggior parte degli argomenti contenuti nel corso viene coperta. La presenza di domande sulla parte teorica non è esclusa. La prova scritta, integrata con il modulo di Logica, consiste di esercizi sul programma svolto durante le lezioni e ha la durata di un'ora. Durante la prova scritta è consentito l'uso di una calcolatrice.
The exam consists of a written test containing a variable number of exercises on different topics of the course. In each written test, most of the topics contained in the course are covered. The presence of questions on the theoretical part is not excluded. The written test, integrated with the Logic module, consists of exercises on the program carried out during the lessons and lasts one hour. During the written test it is allowed to use a calculator.
Programma esteso/Content
Numeri interi. Divisibilità e numeri primi. Massimo comune divisore. Algoritmo di Euclide. Minimo comune multiplo. Equazioni diofantee. Congruenze e classi di resto. Criteri di divisibilità. Rappresentazione di numeri con base diversa da dieci. Teorema cinese del resto. Condivisione di segreti mediante sistemi di congruenze. Il teorema di Eulero. Il problema del logaritmo discreto. Il protocollo di Diffie-Hellman. Il protocollo RSA. Sistemi lineari. Metodo di Eliminazione di Gauss. Matrici, determinanti, rango, matrice inversa. Spazi vettoriali, basi, dipendenza lineare. Applicazioni lineari, prodotto scalare. Applicazioni ai sistemi lineari.
Integers. Divisibility and primes. Greatest common divisor. Euclid's algorithm. Least common multiple. Diophantine equations. Congruences and residue classes. Divisibility criteria. Representation of number in basis other than ten. Chinese remainder theorem. Sharing secrets by means of systems of congruences. Euler's theorem. The problem of the discrete logarithm. The Diffie-Hellman protocol. The RSA protocol. Linear systems. Gauss' elimination method. Matrices, determinants, rank, inverse matrix. Vector spaces, bases, linear dependence. Linear functions, scalar product. Applications to linear systems.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione di alcuni concetti basilari della teoria elementare dei numeri e dell'algebra lineare, e capacità di applicarli a semplici problemi. Queste nozioni devono necessariamente entrare a far parte del bagaglio culturale degli studenti per consentire loro di poter affrontare con maggiore facilità alcuni esami applicativi in cui le suddette nozioni trovano un'applicazione diretta come nel caso della Fisica. Capacità di valutare l'appropriatezza di un algoritmo che applica tali concetti. Capacità di comunicare in modo semplice e chiaro i procedimenti adottati.
Knowledge and understanding of some basic concepts of elementary number theory and linear algebra, and ability to apply them to simple problems. These notions must necessarily become part of the cultural background of the students to allow them to be able to face more easily some applicative exams in which the aforementioned notions find a direct application as in the case of Physics. Ability to evaluate the appropriateness of an algorithm that applies these concepts. Ability to communicate the procedures adopted in a simple and clear way.
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Course
MATEMATICA DISCRETA: LOGICA
Course ID
S1368
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ACETO LIDIA
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
MAT/01 - LOGICA MATEMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Logica Proposizionale e relativo calcolo della Deduzione naturale. Introduzione alla Logica dei Predicati.
Propositional logic and relative calculation of the natural deduction. Introduction to the Logic of Predicates.
Testi di riferimento/Textbooks
"Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Acquistabile solo il formato PDF
"Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Only available in PDF format
Obiettivi formativi/Mission
Introdurre le nozioni elementari di logica delle proposizioni e del primo ordine con particolare attenzione alla relazione fra verità e derivabilità ed alla rappresentabilità nel calcolo dei predicati.
Introduce the elementary notions of logic of propositions and of the first order with particular attention to the relationship between truth and derivability and to representability in the calculation of predicates.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nel corso di algebra e geometria.
Knowledge acquired in the course of algebra and geometry.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali che includono esercitazioni.
Frontal lessons that include exercises.
Altre informazioni/Further information
Il voto del modulo di logica fa media pesata con il voto del modulo di algebra e geometria per ottenere il voto finale di Matematica discreta.
The grade of the logic module is a weighted average with the grade of the algebra and geometry module to obtain the final grade of discrete mathematics.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica finale consiste in una prova scritta della durata di mezz'ora e in una prova orale facoltativa.
The final exam consists of a written test lasting half an hour and an optional oral test.
Programma esteso/Content
Logica Proposizionale: • Sintassi. • Semantica: interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi, equivalenza semantica, completezza funzionale e forma normali. • Deduzione naturale: regole e dimostrazioni, correttezza, enunciato di completezza. Logica dei Predicati: • Sintassi: variabili libere e legate, sostituzione. • Semantica: Interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi.
Propositional Logic: • Syntax. • Semantics: interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results, semantic equivalence, functional completeness and normal form. • Natural deduction: rules and proofs, correctness, completeness statement. Logic of Predicates: • Syntax: free and bound variables, substitution. • Semantics: Interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso consistono nella comprensione dei concetti di base della logica proposizionale (sia per quanto riguarda la semantica sia per quanto riguarda i metodi di prova) e della logica dei predicati.
The skills to be tested, and necessary for passing the course, consist in the understanding of the basic concepts of propositional logic (both as regards semantics and as regards test methods) and predicate logic.
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Course
MATEMATICA DISCRETA
Course ID
MF0204
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
LAGUZZI Giorgio
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
0.0
SSD
MAT/03 - GEOMETRIA, MAT/01 - LOGICA MATEMATICA
Course type
Attività formativa integrata
Course mandatoriety
OBB
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
ITALIAN
Contenuti/Content Summary
Parte di Algebra: insiemi, richiami di aritmetica, numeri complessi, matrici, relazioni, cardinalità, grafi. Insiemi con operazioni: semigruppi, monoidi, gruppi, anelli, campi. Applicazioni alla crittografia. Algebra lineare: vettori, basi, prodotto scalare, applicazioni lineari. Sistemi di equazioni lineari. Determinanti. ---------------------------------------------- Parte di Logica: Logica Proposizionale e relativo calcolo della Deduzione naturale. Introduzione alla Logica dei Predicati.
Part of Algebra: sets, basic arithmetics, complex numbers, matrices, relations, cardinality, graphs. Sets with operations: semigroups, monoids, groups, rings, fields. Applications to cryptography. Linear algebra: vectors, bases, scalar product, linear applications. Systems of linear equations. Determinants. ------------------------------------------------------------------------- Part of Logic: Propositional logic and relative calculation of the natural deduction. Introduction to the Logic of Predicates.
Testi di riferimento/Textbooks
Testi consigliati per la parte di Algebra: Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. Testo consigliato per la parte di Geometria: Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di algebra lineare", Ed. Zanichelli. --------------------------- Testo consigliato per la parte di Logica: "Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Acquistabile solo il formato PDF
Suggested book for the part of Algebra: Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. Suggested book for the part of Geometry: Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di algebra lineare", Ed. Zanichelli. ---------------------------------------- Suggested book for the part of Logic: "Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Only available in PDF format
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle principali nozioni dell'algebra, del calcolo vettoriale e matriciale e delle loro applicazioni. -------------------------------------- Introdurre le nozioni elementari di logica delle proposizioni e del primo ordine con particolare attenzione alla relazione fra verità e derivabilità ed alla rappresentabilità nel calcolo dei predicati.
Acquire the basic notions of algebra, vector and matrix calculus and their applications. --------------------------------------------------- Introduce the elementary notions of logic of propositions and of the first order with particular attention to the relationship between truth and derivability and to representability in the calculation of predicates.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di base della matematica elementare. ----------------------------------------------- Conoscenze acquisite nel corso di algebra e geometria.
Basic notions of elementary mathematics. --------------------------------------------------- Knowledge acquired in the course of algebra and geometry.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è organizzato con lezioni frontali con parte teorica ed esercizi. Ogni argomento del corso viene introdotto per mezzo di una discussione generale che ha lo scopo di renderla il più possibile comprensibile agli studenti. In un secondo momento vengono introdotte le nozioni di base di ciascun argomento; esse sono successivamente seguite da esempi con lo scopo di chiarirne il significato. Il terzo passo è dedicato agli enunciati dei principali teoremi e alle loro dimostrazioni. L'ultima parte è dedicata agli esercizi. ------------------------------------------------------------------------- Parte di logica: Lezioni frontali che includono esercitazioni.
The course is organized with frontal lessons with theoretical sessions and exercises. Each subject of the course is introduced by a general discussion. In a second time the basic notions of each subject are introduced; and are followed by examples with the purpose of clarifying their meaning. The third step is devoted to the statements of the main theorems and their proofs. The last part is devoted to the exercises. --------------------------------------------------- Part of Logic: Frontal lessons that include exercises.
Altre informazioni/Further information
Oltre ai libri suggeriti per la teoria e gli esercizi, eventuale ulteriore materiale per la preparazione dell'esame verrà fornito durante lo svolgimento del corso. ----------------------- Il voto del modulo di logica fa media pesata con il voto del modulo di algebra e geometria per ottenere il voto finale di Matematica discreta.
In addition to the suggested books for the theoretical part and the exercises, further material for the preparation of the exam will be provided during the development of the course. ----------------------------------------- The grade of the logic module is a weighted average with the grade of the algebra and geometry module to obtain the final grade of discrete mathematics.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame è costituito da una prova scritta in linea su Moodle contenente 33 domande a scelta multipla su diversi argomenti del corso, eventualmente integrabile da una prova orale facoltativa. --------------------------------------------------- Parte di Logica: La verifica finale consiste in una prova scritta della durata di mezz'ora e in una prova orale facoltativa.
The exam consists of a written online test (Moodle) made of 33 multiple choice questions, and possibly an additional oral examination. ------------------------------------- Part of Logic: The final exam consists of a written test lasting half an hour and an optional oral test.
Programma esteso/Content
Insiemi e richiami di aritmetica, MCD, MCM, algoritmo di Euclide. Principio di induzione. Sistemi posizionali in base arbitraria. Numeri complessi. Matrici, loro addizione e moltiplicazione. Relazioni, classi di equivalenza, partizioni. Insieme delle classi resto, aritmetica modulare. Applicazioni alla crittografia: algoritmo RSA. Cardinalità, coefficienti binomiali, insiemi infiniti, ordinamenti. Grafi, circuiti Euleriani e Hamiltoniani, alberi e grafi piani. Insiemi dotati di operazioni: semigruppi, monoidi, gruppi, anelli, campi. Permutazioni. Gruppi di simmetria. Classi laterali, sottogruppi normali, teorema di Lagrange. Algebra lineare: spazi vettoriali, vettori linearmente indipendenti, basi. Geometria analitica lineare nello spazio: equazione della retta e del piano. Applicazioni lineari e loro rappresentazione matriciale. Nucleo e immagine. Operatori lineari. Prodotto scalare. Prodooto vettoriale in 3D, interpretazione geometrica. Sistemi di equazioni lineari omogenei e non omogenei, rango di una matrice, teorema di Rouché-Capelli. Determinanti, regola di Cramer. Matrice inversa. Operatori hermitiani, unitari, normali. Autovalori e autovettori. Numeri interi, divisione euclidea, massimo comun divisore, algoritmo di Euclide. Equazioni diofantee. Sistemi di congruenze e Teorema Cinese del Resto. Classi di resto modulo n. Il Teorema di Eulero. Il problema del logaritmo discreto. Calcolo del logaritmo discreto. Applicazioni alla crittografia. Vettori nel piano e nello spazio tridimensionale ed estensione del concetto di vettore al caso di R^N. Definizione di matrice, somma tra matrici, prodotto tra uno scalare e una matrice, prodotto riga per colonna tra matrici. Definizione di matrice trasposta, matrice simmetrica, matrice inversa. Definizione di determinante per matrici quadrate e interpretazione geometrica. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto tra vettori e applicazioni del determinante nel calcolo di prodotti vettoriali e misti. Rango di una matrice e applicazione del determinante nel calcolo del rango. Sistemi lineari, Teorema di Rouchè-Capelli, Regola di Cramer. Risoluzione di sistemi lineari con il Metodo di Eliminazione di Gauss, rette e piani nello spazio tridimensionale. -------------------------------------------------- Logica Proposizionale: • Sintassi. • Semantica: interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi, equivalenza semantica, completezza funzionale e forma normali. • Deduzione naturale: regole e dimostrazioni, correttezza, enunciato di completezza. Logica dei Predicati: • Sintassi: variabili libere e legate, sostituzione. • Semantica: Interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi.
Sets and basic arithmetics, GCD and MCM, Euclid's algorithm. Induction principle. Positional systems ina arbitrary basis. Complex numbers. Matrices, their addition and multiplication. Relations, equivalence classes, partitions. Modular arithmetics. Application to cryptography, RSA algorithm. Cardinality, binomial coefficients, infinite sets, orderings. Graphs, Eulerian and Hamiltonian circuits, trees and planar graphs. Sets with operations: semigroups, monoids, groups, rings, fields. Permutations. Symmetry groups. Lateral classes, normal subgroups, Lagrange's theorem. Linear algebra: vector spaces, linear independence, bases. Analytic geometry in 3D space: equation of the line and of the plane. Linear applications and their matrix representation. Kernel and image. Linear operators. Scalar product. Vector product in 3D and its geometrical interpretation. Systems of linear equations, homogeneous and non-homogeneous, rank of a matrix, Rouché-Capelli's theorem. Determinants, Cramer's rule. Inverse matrix. Hermitian, unitary, normal operators. Eigenvectors and eigenvalues. ---------------------------------------------- Propositional Logic: • Syntax. • Semantics: interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results, semantic equivalence, functional completeness and normal form. • Natural deduction: rules and proofs, correctness, completeness statement. Logic of Predicates: • Syntax: free and bound variables, substitution. • Semantics: Interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Il primo obiettivo è quello di fornire agli studenti una metodologia di studio basata sul rigore delle dimostrazioni che consenta loro di sfruttare tale acquisita capacità anche in ambiti diversi dalla Matematica. Passando ora alla parte più tecnica riguardante i contenuti del corso, si puntualizza il fatto che uno dei principali obiettivi del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base sull'algebra e sul calcolo vettoriale e matriciale, di fondamentale importanza nelle applicazioni. Queste nozioni devono necessariamente entrare a far parte del bagaglio culturale degli studenti per consentire loro di poter affrontare con maggiore facilità alcuni esami applicativi in cui le suddette nozioni trovano un'applicazione diretta come nel caso della Fisica. --------------------------- Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso consistono nella comprensione dei concetti di base della logica proposizionale (sia per quanto riguarda la semantica sia per quanto riguarda i metodi di prova) e della logica dei predicati.
The first purpose is to provide the students with a method of study based on rigorous proofs which allows them to exploit such an acquired skill also in subjects different from Mathematics. Coming now to the more technical part, one of the main purposes of the course is to provide the students with the basic notions of algebra, in particular vector and matrix calculus, of fundamental importance in the applications. These are necessary notions to be applied in many other courses, as for example Physics. ------------------------------------------ The skills to be tested, and necessary for passing the course, consist in the understanding of the basic concepts of propositional logic (both as regards semantics and as regards test methods) and predicate logic.
Modules
Course ID Course SSD Teachers Agenda web
MF0205ALGEBRA E GEOMETRIA MAT/03 - GEOMETRIA Castellani Leonardo, Laguzzi Giorgio
MF0206LOGICA MAT/01 - LOGICA MATEMATICA Laguzzi Giorgio
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Course
MATEMATICA DISCRETA: ALGEBRA E GEOMETRIA
Course ID
MF0205
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
LAGUZZI Giorgio
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
MAT/03 - GEOMETRIA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Parte di Algebra: insiemi, richiami di aritmetica, numeri complessi, matrici, relazioni, cardinalità, grafi. Insiemi con operazioni: semigruppi, monoidi, gruppi, anelli, campi. Applicazioni alla crittografia. Algebra lineare: vettori, basi, prodotto scalare, applicazioni lineari. Sistemi di equazioni lineari. Determinanti. Parte di Geometria: vettori e geometria analitica lineare (rette e piani) nello spazio tridimensionale. Estensione al caso di R^N.
Part of Algebra: sets, basic arithmetics, complex numbers, matrices, relations, cardinality, graphs. Sets with operations: semigroups, monoids, groups, rings, fields. Applications to cryptography. Linear algebra: vectors, bases, scalar product, linear applications. Systems of linear equations. Determinants. Part of Geometry: vectors and analytical geometry (lines and planes) in the tridimensional space. Extension to the case of R^N.
Testi di riferimento/Textbooks
Testi consigliati per la parte di Algebra: Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. Testo consigliato per la parte di Geometria: Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di algebra lineare", Ed. Zanichelli.
Suggested book for the part of Algebra: Facchini, "Sussidiario di algebra e matematica discreta", ed. Zanichelli. Facchini, "Algebra per informatica. Introduzione ai metodi della matematica discreta e all'algebra astratta", ed. Zanichelli. Suggested book for the part of Geometry: Bramanti, Pagani, Salsa, "Analisi Matematica 1 con elementi di algebra lineare", Ed. Zanichelli.
Obiettivi formativi/Mission
Acquisizione delle principali nozioni dell'algebra, del calcolo vettoriale e matriciale e delle loro applicazioni.
Acquire the basic notions of algebra, vector and matrix calculus and their applications.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nozioni di base della matematica elementare.
Basic notions of elementary mathematics.
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso è organizzato con lezioni frontali con parte teorica ed esercizi. Ogni argomento del corso viene introdotto per mezzo di una discussione generale che ha lo scopo di renderla il più possibile comprensibile agli studenti. In un secondo momento vengono introdotte le nozioni di base di ciascun argomento; esse sono successivamente seguite da esempi con lo scopo di chiarirne il significato. Il terzo passo è dedicato agli enunciati dei principali teoremi e alle loro dimostrazioni. L'ultima parte è dedicata agli esercizi.
The course is organized with frontal lessons with theoretical sessions and exercises. Each subject of the course is introduced by a general discussion. In a second time the basic notions of each subject are introduced; and are followed by examples with the purpose of clarifying their meaning. The third step is devoted to the statements of the main theorems and their proofs. The last part is devoted to the exercises.
Altre informazioni/Further information
Oltre ai libri suggeriti per la teoria e gli esercizi, eventuale ulteriore materiale per la preparazione dell'esame verrà fornito durante lo svolgimento del corso.
In addition to the suggested books for the theoretical part and the exercises, further material for the preparation of the exam will be provided during the development of the course.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame è costituito da una prova scritta in linea su Moodle contenente 33 domande a scelta multipla su diversi argomenti del corso, eventualmente integrabile da una prova orale facoltativa.
The exam consists of a written online test (Moodle) made of 33 multiple choice questions, and possibly an additional oral examination.
Programma esteso/Content
Insiemi e richiami di aritmetica, MCD, MCM, algoritmo di Euclide. Principio di induzione. Sistemi posizionali in base arbitraria. Numeri complessi. Matrici, loro addizione e moltiplicazione. Relazioni, classi di equivalenza, partizioni. Insieme delle classi resto, aritmetica modulare. Applicazioni alla crittografia: algoritmo RSA. Cardinalità, coefficienti binomiali, insiemi infiniti, ordinamenti. Grafi, circuiti Euleriani e Hamiltoniani, alberi e grafi piani. Insiemi dotati di operazioni: semigruppi, monoidi, gruppi, anelli, campi. Permutazioni. Gruppi di simmetria. Classi laterali, sottogruppi normali, teorema di Lagrange. Algebra lineare: spazi vettoriali, vettori linearmente indipendenti, basi. Geometria analitica lineare nello spazio: equazione della retta e del piano. Applicazioni lineari e loro rappresentazione matriciale. Nucleo e immagine. Operatori lineari. Prodotto scalare. Prodooto vettoriale in 3D, interpretazione geometrica. Sistemi di equazioni lineari omogenei e non omogenei, rango di una matrice, teorema di Rouché-Capelli. Determinanti, regola di Cramer. Matrice inversa. Operatori hermitiani, unitari, normali. Autovalori e autovettori. Numeri interi, divisione euclidea, massimo comun divisore, algoritmo di Euclide. Equazioni diofantee. Sistemi di congruenze e Teorema Cinese del Resto. Classi di resto modulo n. Il Teorema di Eulero. Il problema del logaritmo discreto. Calcolo del logaritmo discreto. Applicazioni alla crittografia. Vettori nel piano e nello spazio tridimensionale ed estensione del concetto di vettore al caso di R^N. Definizione di matrice, somma tra matrici, prodotto tra uno scalare e una matrice, prodotto riga per colonna tra matrici. Definizione di matrice trasposta, matrice simmetrica, matrice inversa. Definizione di determinante per matrici quadrate e interpretazione geometrica. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto tra vettori e applicazioni del determinante nel calcolo di prodotti vettoriali e misti. Rango di una matrice e applicazione del determinante nel calcolo del rango. Sistemi lineari, Teorema di Rouchè-Capelli, Regola di Cramer. Risoluzione di sistemi lineari con il Metodo di Eliminazione di Gauss, rette e piani nello spazio tridimensionale.
Sets and basic arithmetics, GCD and MCM, Euclid's algorithm. Induction principle. Positional systems ina arbitrary basis. Complex numbers. Matrices, their addition and multiplication. Relations, equivalence classes, partitions. Modular arithmetics. Application to cryptography, RSA algorithm. Cardinality, binomial coefficients, infinite sets, orderings. Graphs, Eulerian and Hamiltonian circuits, trees and planar graphs. Sets with operations: semigroups, monoids, groups, rings, fields. Permutations. Symmetry groups. Lateral classes, normal subgroups, Lagrange's theorem. Linear algebra: vector spaces, linear independence, bases. Analytic geometry in 3D space: equation of the line and of the plane. Linear applications and their matrix representation. Kernel and image. Linear operators. Scalar product. Vector product in 3D and its geometrical interpretation. Systems of linear equations, homogeneous and non-homogeneous, rank of a matrix, Rouché-Capelli's theorem. Determinants, Cramer's rule. Inverse matrix. Hermitian, unitary, normal operators. Eigenvectors and eigenvalues.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Il primo obiettivo è quello di fornire agli studenti una metodologia di studio basata sul rigore delle dimostrazioni che consenta loro di sfruttare tale acquisita capacità anche in ambiti diversi dalla Matematica. Passando ora alla parte più tecnica riguardante i contenuti del corso, si puntualizza il fatto che uno dei principali obiettivi del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base sull'algebra e sul calcolo vettoriale e matriciale, di fondamentale importanza nelle applicazioni. Queste nozioni devono necessariamente entrare a far parte del bagaglio culturale degli studenti per consentire loro di poter affrontare con maggiore facilità alcuni esami applicativi in cui le suddette nozioni trovano un'applicazione diretta come nel caso della Fisica.
The first purpose is to provide the students with a method of study based on rigorous proofs which allows them to exploit such an acquired skill also in subjects different from Mathematics. Coming now to the more technical part, one of the main purposes of the course is to provide the students with the basic notions of algebra, in particular vector and matrix calculus, of fundamental importance in the applications. These are necessary notions to be applied in many other courses, as for example Physics.
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Course
MATEMATICA DISCRETA: LOGICA
Course ID
MF0206
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
LAGUZZI Giorgio
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
MAT/01 - LOGICA MATEMATICA
Course type
Modulo di sola Frequenza
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
ITALIAN
Contenuti/Content Summary
Logica Proposizionale e relativo calcolo della Deduzione naturale. Introduzione alla Logica dei Predicati.
Propositional logic and relative calculation of the natural deduction. Introduction to the Logic of Predicates.
Testi di riferimento/Textbooks
"Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Acquistabile solo il formato PDF
"Logica a Informatica" di A. Asperti e A. Ciabattoni, Mc Grow Hill Education (1997) Only available in PDF format
Obiettivi formativi/Mission
Introdurre le nozioni elementari di logica delle proposizioni e del primo ordine con particolare attenzione alla relazione fra verità e derivabilità ed alla rappresentabilità nel calcolo dei predicati.
Introduce the elementary notions of logic of propositions and of the first order with particular attention to the relationship between truth and derivability and to representability in the calculation of predicates.
Prerequisiti/Required background knowledge
Conoscenze acquisite nel corso di algebra e geometria.
Knowledge acquired in the course of algebra and geometry.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali che includono esercitazioni.
Frontal lessons that include exercises.
Altre informazioni/Further information
Il voto del modulo di logica fa media pesata con il voto del modulo di algebra e geometria per ottenere il voto finale di Matematica discreta.
The grade of the logic module is a weighted average with the grade of the algebra and geometry module to obtain the final grade of discrete mathematics.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica finale consiste in una prova scritta della durata di mezz'ora e in una prova orale facoltativa.
The final exam consists of a written test lasting half an hour and an optional oral test.
Programma esteso/Content
Logica Proposizionale: • Sintassi. • Semantica: interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi, equivalenza semantica, completezza funzionale e forma normali. • Deduzione naturale: regole e dimostrazioni, correttezza, enunciato di completezza. Logica dei Predicati: • Sintassi: variabili libere e legate, sostituzione. • Semantica: Interpretazione, definizioni di soddisfacibile, contraddittorio, tautologia, conseguenza semantica e risultati connessi.
Propositional Logic: • Syntax. • Semantics: interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results, semantic equivalence, functional completeness and normal form. • Natural deduction: rules and proofs, correctness, completeness statement. Logic of Predicates: • Syntax: free and bound variables, substitution. • Semantics: Interpretation, definitions of satisfiable, contradictory, tautology, semantic consequence and related results.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Le competenze da verificare, e necessarie per il superamento del corso consistono nella comprensione dei concetti di base della logica proposizionale (sia per quanto riguarda la semantica sia per quanto riguarda i metodi di prova) e della logica dei predicati.
The skills to be tested, and necessary for passing the course, consist in the understanding of the basic concepts of propositional logic (both as regards semantics and as regards test methods) and predicate logic.
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Course
FISICA
Course ID
MF0203
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
GRASSI PIETRO
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
italiano
italian
Contenuti/Content Summary
Concetti fondamentali della Fisica classica: Meccanica, Calorimetria e Termodinamica, Elettricità e Magnetismo.
Fundamental concepts of Classical Physics: Mechanics, Calorimetry and Thermodynamics, Electricity and Magnetism.
Testi di riferimento/Textbooks
A.Giambattista, B.McCarthy, R.Richardson, Fisica generale, McGraw Hill D.C.Giancoli, Fisica, Casa Editrice Ambrosiana D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana J.W.Jewett, R.A.Serway, Principi di Fisica, EdiSES
A.Giambattista, B.McCarthy, R.Richardson, Fisica generale, McGraw Hill D.C.Giancoli, Fisica, Casa Editrice Ambrosiana D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana J.W.Jewett, R.A.Serway, Principi di Fisica, EdiSES
Obiettivi formativi/Mission
Fornire agli Studenti una conoscenza del metodo di indagine in Fisica e dei fondamenti della Fisica Classica. Modellizzare semplici sistemi e spiegare alcuni fenomeni dell'esperienza ordinaria.
To give the Students a knowledge of the research methods in Physics and of the fundamental concepts in Classical Physics. Modelling simple systems and understanding some phenomena of ordinary experience,
Prerequisiti/Required background knowledge
Analisi Matematica 1
Calculus 1
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali sulla parte teorica ed esercizi numerici. Gli Studenti possono trovare sulla piattaforma DIR molti esercizi messi a disposizione dal Docente al fine di migliorare la preparazione all'esame.
Frontal lectures on the theoretical part and numerical exercises. On the DIR web site Students can find many exercises made available for improve their competence for the exam.
Altre informazioni/Further information
Sulla pagina DIR del Corso sono messe a disposizione delle dispense come guida allo studio, e una raccolta di esercizi, divisi per argomento, per una migliore preparazione all'esame. Le dispense non possono essere considerate sostitutive di un libro di testo.
On the DIR web page of the Course some notes are available as a guide for studying, along with a collection of exercises, divided by argument, for a better preparation to the exam. The notes cannot be considered a replacement of a good textbook.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Prova scritta con quiz a risposta multipla e domande aperte, consistenti in esercizi numerici e domande di teoria. E' possibile utilizzare un formulario privo di testo e una calcolatrice non programmabile. Ad ogni domanda è assegnato un punteggio proporzionale alla difficoltà. Per il superamento dell'esame scritto è necessario raggiungere un punteggio minimo di 18/30. A richiesta, eventuale prova orale integrativa per migliorare il voto.
Written exam with multiple choice tests and open questions, consisting in numerical exercises and theoretical questions. Students can use a formulary without text and a non-programmable calculator. A score is associated to each question, proportional to its complexity. To pass the written test a minimum total score of 18/30 is required. On demand, possible supplementary oral exam to improve the grade.
Programma esteso/Content
Richiami di matematica di base. Grandezze fisiche e unità di misura. Cinematica del punto materiale. Forze e principi della Dinamica. Lavoro ed energia. Forza gravitazionale. Elementi di meccanica dei fluidi. Temperatura, calore e principi della Termodinamica. Carica elettrica, campo elettrico, conduttori e isolanti, moto di cariche in campo elettrico. Potenziale elettrico, capacità elettrica. Corrente elettrica, effetto Joule, resistenze. Campo magnetico, effetti magnetici di una corrente, induzione magnetica. Elementi di meccanica delle onde.
Recall of basic Mathematics. Physical quantities and unit measures. Kinematics of a material point. Forces and the Principles of Dynamics. Work and energy. The gravitational force. Elements of Mechanics of fluids. Temperature, heat and the Principles of Thermodynamics. Electric charge, electric field, conductors and insulations, motion of charges in an electric field. Electric potential and capacity. Electric current, Joule effect resistance. The magnetic field, magnetic effects of currents, induction. Elements of Mechanics of waves.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza delle basi della Fisica classica. Capacità di comprendere e risolvere semplici problemi di Fisica utilizzando le conoscenze apprese a Lezione.
Knowledge of the basis of classical Physics. Ability to understand and solve simple Physics problems using the notions learnt during Lessons.
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Course
PROGRAMMAZIONE 1
Course ID
MF0207
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
CODETTA RAITERI Daniele
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha la finalità di introdurre i fondamenti della programmazione degli elaboratori elettronici, partendo dal concetto di algoritmo e dalla descrizione dei concetti di base di un programma, per arrivare a concetti avanzati di strutture dati e di controllo dei linguaggi di programmazione. Il corso si propone, inoltre, di presentare i concetti di base del linguaggio di programmazione C impiegato a supporto dell’insegnamento della programmazione, nonché per lo svolgimento di esercitazioni pratiche in laboratorio.
The course has the goal of introducing the fundamentals of computer programming, starting from the concept of algorithm and the basic concepts of a program, and arriving to advanced concepts of data structures and control in the programming language. Moreover the course presents the basic concepts of the C programming language used to support the teaching of programming, and to perform practical exercises in the laboratory.
Testi di riferimento/Textbooks
- Kelley, Pohl, “C: didattica e programmazione”, Pearson Italia. - P. Deitel, H. Deitel, “Il linguaggio C – Fondamenti e tecniche di programmazione”, Pearson Italia. - Kernighan, Ritchie, Linguaggio C, Pearson Italia.
- Kelley, Pohl, “A book on C : programming in C", Addison-Wesley. - P. Deitel, H. Deitel, “C: How to program”, Prentice Hall. - Kernighan, Ritchie, The C Programming Language (2nd edition), Prentice Hall.
Obiettivi formativi/Mission
Lo studente deve conoscere i costrutti di base della programmazione, le strutture dati di base (variabili, costanti, array) e l'organizzazione del programma in più funzioni. Dato un problema di media complessità, lo studente deve essere in grado di individuare i possibili dati di input, i possibili dati di output e l'algoritmo che risolve il problema. Inoltre lo studente deve essere in grado di scrivere un programma in linguaggio C corrispondente all'algoritmo, di compilarlo ed eseguirlo.
The student must know the basic programming constructs, the basic data structures (variables, constants, arrays), and the organization of a program into functions. Given a problem of average complexity, the student must be able to deduce the possible input data, the possible output data, and the algorithm solving the problem. Moreover the student must be able to write a programme in C language, corresponding to the algorithm, compile it, and execute it.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nessuno
None
Metodi didattici/Teaching methods
Il corso si articola in lezioni frontali in aula e in esercitazioni al calcolatore in laboratorio. Modalità: durante le lezioni frontali si presentano gli aspetti teorici della programmazione (algoritmi, costrutti, strutture dati, ecc.). Inoltre, tramite un calcolatore collegato ad un proiettore, si mostra come tali aspetti si possono implementare al calcolatore. Per ogni argomento vengono presentati vari esempi di problemi ed i corrispondenti algoritmi e programmi. Durante le lezioni in laboratorio si richiede agli studenti di realizzare gli stessi programmi visti in aula, e di realizzarne altri che risolvono problemi analoghi. Strumenti: per assimilare in modo graduale i concetti di algoritmo e di programma, e i relativi costrutti, all'inizio del corso gli algoritmi vengono definiti tramite vari livelli di astrazione: diagramma di flusso, pseduo-codice, linguaggio di programmazione. Dato che si tratta di un corso di programmazione di base, i programmi vengono scritti al calcolatore tramite un comune editor di testo. Per abituare gli studenti all'uso del terminale (utile per insegnamenti successivi), la compilazione e l'esecuzione dei programmi avviene dalla riga di comando del terminale. Oltre ai comandi di compilazione ed esecuzione, vengono presentati ed applicati i principali comandi da terminale. Durante il corso, l'apprendimento viene verificato tramite lo svolgimento di una serie di esercizi per ogni argomento del corso. Ogni esercizio richiede la definizione di un algoritmo e la scrittura in linguaggio C del programma corrispondente. Durante le lezioni di laboratorio, ogni esercizio viene introdotto, si definisce sommariamente la struttura del programma, si richiede agli studenti di completare in modo autonomo il programma entro un certo periodo di tempo, dopodiché si fornisce la soluzione dell'esercizio per verificare la correttezza. Alla fine del corso vengono svolte alcune simulazioni di esame, al calcolatore, per consentire agli studenti di rendersi conto di quanto richiesto effettivamente all'esame. Oltre alle ore di laboratorio, il corso prevede delle ore di tutorato in cui gli studenti possono continuare gli esercizi, chiarire eventuali dubbi, o richiedere che un argomento venga spiegato una seconda volta. Il corso ha una propria pagina nella piattaforma DIR (Didattica in Rete), che contiene le slide del corso, i programmi presentati in aula, i programmi preparati in laboratorio, i programmi preparati durante il tutorato, le prove d'esame del passato, ecc.
The course consists of frontal lectures and laboratory lectures. Modality: during the frontal lectures the theoretical aspects about programming (algorithms, constructs, data structure, etc) are presented. Moreover, by means of a computer connected to a projector, the way to implement such aspects on a computer, is shown. For each topic, several examples of problems are presented, together with the corresponding algorithms and programs. During the laboratory lectures, the students are asked to implement the same programs presented in the frontal lectures, and to implement other programs solving similar problems. Tools: in order to gradually learn the concepts of algorithm, program, and their constructs, at the begin of the course, the algorithms are defined through several abstraction levels: flow-chart, pseudo-code, programming language. Since it is a course on basic programming, the programs are written on the computer by means of an ordinary text editor. In order to make the students familiar with the terminal (useful for the following courses), program compiling and execution is performed through the command line of the terminal. Besides the compiling and execution commands, the main terminal commands are presented and applied. During the course, learning is verified through a series of exercises for each topic of the course. Each exercise requires to define an algorithm and write the corresponding program in C language. During the laboratory lectures, each exercise is introduced, the general program structure is defined, and the students are asked to complete the program in an autonomous way, within a certain amount of time. Then, the solution of the exercise is provided in order to verify the correctness. At the end of the course, several exam simulation are performed, on the computer, to allow the students to be aware of what is actually required at the exam. Besides the laboratory lectures, tutoring lectures are available for the students, in order to continue the exercises, clarify doubts, and require to explain a topic for the second time. The course has its own page in the platform DIR (Didattica in Rete), which contains the slides, the programs shown during the frontal lectures, the programs prepared during the laboratory and tutoring lectures, the exams of the past, etc.
Altre informazioni/Further information
Non sono previste prove parziali durante il corso.
No partial exams will take place during the course.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consiste in una prova pratica al calcolatore, in cui lo studente, dato un determinato problema, deve: definire l'algoritmo che lo risolve, implementare l'algoritmo in linguaggio C strutturando opportunamente il codice, compilare con successo il programma, verificare il funzionamento corretto del programma. Il programma deve essere strutturato in varie funzioni. Tipicamente si richiede l'implementazione di 5 funzioni, inclusa la funzione main. Le funzioni richieste all'esame sono analoghe a quelle presentate durante il corso, in aula o in laboratorio. Ad ogni funzione viene assegnato un punteggio dipendente dalla complessità della funzione (mediamente 6 punti). La prova dura 2 ore e riguarda tutti gli argomenti del corso. Gli studenti possono trovare le prove pratiche del passato, con le soluzioni corrispondenti, sulla piattaforma DIR. Durante l'esame non è consentita la consultazione del materiale del corso o di manuali. Inoltre si usano i calcolatori del laboratorio informatico; è vietato l'uso di dispositivi mobili o computer portatili.
The exam consists of an exercise on the computer, where the student, given a specific problem, must: define the solving algorithm, implement the algorithm in C language, properly structuring the code, successfully compile the program, verify the correct functioning of the program. The program must be structured into several functions. Typically, 5 functions are required to be implemented, including the main function. The functions required at the exam are similar to those presented in the course, during the frontal or laboratory lectures. A score depending on the complexity, is associated with each function (6 points on average). The exam has a 2 hours duration and is about all the topics of the course. The students can find the exercises of the past and the corresponding solutions on the DIR platform. During the practical test, consulting the course material or manuals is not allowed. The computers in the laboratory are used; the use of mobile devices or portable computers is forbidden.
Programma esteso/Content
- introduzione alla programmazione ed al linguaggio C; - algoritmi e loro rappresentazione; - variabili, costanti, tipi di dato e operatori aritmetici; - operatori di input e output in C; - primi programmi C con il solo uso di sequenze di comandi; - costrutto di selezione (if...else) con condizioni booleane semplici e composte; - iterazione e costrutti while, for e do-while; - array (vettori, stringhe, matrici); - funzioni e passaggio dei parametri per valore; - concetto di puntatore e passaggio dei parametri per riferimento; - aritmetica dei puntatori; - parametri da riga di comando; - input/output su file; - uso del terminale.
- introduction to programming and C language; - algorithms and their representation; - variables, constants, data types, arithmetic operators; - input/output operators in C; - first programs in C, with the only use of command sequences; - selection (if...else) with simple and composed Boolean conditions; - loops (while, for, do-while); - arrays; - functions with arguments by value; - pointers and function arguments by reference; - pointer arithmetic; - arguments from command line; - input/output to file; - use of terminal.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso, lo studente deve essere in grado, dato un semplice problema di programmazione, di individuarne un algoritmo risolutivo, implementarlo in linguaggio C, eseguirlo al calcolatore e verificarne la correttezza. Conoscenza e comprensione: concetto di algoritmo, concetto di programma, strutture dati fondamentali, costrutti di base della programmazione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: dato un problema, - individuare i dati di input da raccogliere dall'utente e i dati di output da produrre; - individuare le strutture dati necessarie per gestire tali dati; - definire un algoritmo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - scrivere al calcolatore il programma sorgente che implementa l'algoritmo, utilizzando un linguaggio di programmazione (C); - generare il programma eseguibile tramite la compilazione del programma sorgente, al calcolatore; - esecuzione e test del programma eseguibile, al calcolatore. Autonomia di giudizio: in modo autonomo lo studente deve riuscire ad identificare le strutture dati necessarie, definire ed implementare l'algoritmo nel linguaggio di programmazione (C), ed infine compilare ed eseguire il programma. Abilità comunicative: lo studente deve riuscire a definire un algoritmo a vari livelli di astrazione, quali il diagramma di flusso, lo pseudo-codice, il programma in linguaggio di programmazione. Inoltre si esige che il programma richieda e presenti i dati all'utente tramite messaggi comprensibili dall'utente. Capacità di apprendimento: lo studente deve essere capace di apprendere come si genera un algoritmo dal problema, come si implementa l'algoritmo in un linguaggio di programmazione, ed infine come si compila e si esegue il programma al calcolatore.
At the end of the course, given a simple programming problem, the student must be able to define the algorithm solving the problem, implement the algorithm in C language, execute the program on the computer, and verify its correctness. Knowledge and comprehension: concepts of algorithm and program, fundamental data structures, basic programming constructs. Capacity to apply knowledge and comprehension: given a problem, - identifying input data to be collected from the user, and output data to be produced; - identifying the data structures necessary to manage such data; - defining an algorithm transforming input data in output data, by following the programming constructs; - writing on the computer the source program implementing the algorithm, using the programming language (C); - generating the executable program by compiling the source program, on the computer; - executing and testing the executable program, on the computer. Judgement autonomy: in an autonomous way the student must be able to identify the necessary data structures, define and implement the algorithm in the programming language (C), and finally compile and execute the program. Communication abilities: the student must be able to define an algorithm at several abstraction levels, such as the flow-chart, the pseudo-code, the program in the programming language. Moreover the program must require and present data to the user by means of message that the user can understand. Learning capacity: the student must be able to learn how to generate an algorithm from the problem, how to implement an algorithm in a programming language, and finally how to compile and execute a program on a computer.
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Course
PROGRAMMAZIONE 2
Course ID
MF0164
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
STRIANI Manuel
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Gestione di stutture dati dinamiche. Iterazione. Ricorsione. Algoritmi classici di ordinamento
Management of dynamic data structures. Iteration. Recursion. Classical sorting algorithms
Testi di riferimento/Textbooks
Paul Deitel, Harvey Deitel “Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione”. Pearson Italia, 2013 Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie "Il linguaggio C. Principi di programmazione e manuale di riferimento" Pearson Italia
Paul Deitel, Harvey Deitel “Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione”. Pearson Italia, 2013 Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie "Il linguaggio C. Principi di programmazione e manuale di riferimento" Pearson Italia
Obiettivi formativi/Mission
Al termine del corso, lo studente deve essere in grado, dato un problema di programmazione (per gestire la struttua dinamica lista), di individuarne un algoritmo risolutivo sia iterazione sia in ricorsione, implementarlo in linguaggio C, eseguirlo al calcolatore. Conoscenza e comprensione: programmazione in iterazione, programmazione in ricorsione, la struttura dinamica lista. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: dato un problema inerente alla struttura dinamica lista, - definire un algoritmo iterativo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - definire un algoritmo ricorsivo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - scrivere al calcolatore il programma sorgente che implementa l'algoritmo, utilizzando un linguaggio di programmazione (C); - compilare, eseguire e testare tale programma al calcolatore. Autonomia di giudizio: in modo autonomo lo studente deve riuscire definire ed implementare un'algoritmo per risolvere un problema inerenti alla gestione di strutture dinamiche nel linguaggio di programmazione (C), a valutarne la complessità, e compilare ed eseguire il programma. Abilità comunicative: lo studente deve riuscire a definire un algoritmo sia in iterazione sia in ricorsione, e deve sapere presentare il suo costo espresso come complessità in tempo e spazio. Capacità di apprendimento: lo studente deve essere capace di apprendere come si definiscae un algoritmo a partire dal problema sia in iterazione sia in ricorsione, valutarne i costi (complessità in tempo e spazio) e come si implementa tale algoritmo in C.
At the end of the course, the student must be able, given a programming problem (to handle dynamic list structure), to identify a solving algorithm both iteratively and in recursion, implement it in C language, and execute it on the computer. Knowledge and understanding: programming in iteration, programming in recursion, the dynamic list structure. Ability to apply knowledge and understanding: given a dynamic list structure problem, - define an iterative algorithm that transforms input data into output data, following programming constructs; - define a recursive algorithm that transforms input data into output data, following programming constructs; - write the source programme implementing the algorithm to the computer, using a programming language (C); - compile, execute and test this programme on the computer. Autonomy of judgement: autonomously, the student must be able to define and implement an algorithm to solve a problem concerning the handling of dynamic structures in the programming language (C), to evaluate its complexity, and to compile and execute the program. Communication skills: the student must be able to define an algorithm in both iteration and recursion, and must know how to present its cost expressed as complexity in time and space. Learning ability: the student must be able to learn how to define an algorithm from the problem in both iteration and recursion, evaluate its cost (complexity in time and space) and how to implement such an algorithm in C.
Prerequisiti/Required background knowledge
Lo studente deve aver superato Programmazione 1
The student must have passed Progammazione 1
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio
Lectures, classroom and laboratory exercises
Altre informazioni/Further information
L'attività in laboratorio richiede una partecipazione attiva e individuale degli studenti, che in tal modo sviluppano abilità pratiche (le capacità di realizzare un programma). La partecipazione attiva permette una verifica del modo in cui gli argomenti vengono recepiti.
The laboratory activity requires active and individual participation of the students, who thereby develop practical skills (the ability to carry out a programme). Active participation allows a check on how topics are received.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
- Esame scritto: Esercizi orientati a testare le capacità e le conoscenze inerenti alla programmazione iterativa e ricorsiva; - esame in laboratorio: sviluppo in laboratorio di funzioni iterative e ricorsive in linguaggio C. A discrezione del docente, l'esame può anche essere in forma di orale.
- Written examination: Exercises aimed at testing skills and knowledge inherent to iterative and recursive programming; - laboratory examination: laboratory development of iterative and recursive functions in C language. At the discretion of the professor, the examination may also be in the form of an oral.
Programma esteso/Content
- puntatori in C e loro uso per la realizzazione di liste - funzioni interattive sulla liste: - gestione di una singola lista - gestione di più liste - ricorsione: - definizione e concetti di base - simulazione di funzione ricorsive mediante record di attivazione - un esempio complesso: le torri di Hanoi - funzioni ricorsive su liste: - gestione di una singola lista - gestione di più liste - funzioni ricorsive di ordinamento: - QuickSort - MergeSort
- pointers in C and their use for list-making - interactive functions on lists: - management of a single list - management of several lists - recursion: - definition and basic concepts - simulation of recursive functions using activation records - a complex example: the towers of Hanoi - recursive functions on lists - management of a single list - management of several lists - recursive sorting functions: - QuickSort - MergeSort
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza della ricorsione, delle struct, degli algoritmi di ordinamento (ricorsivi/iterativi), del caricamento di liste e strutture dati da file, di analisi della complessità spazio/tempo su algoritmi su liste ricorsivi/iterativi
Knowledge of recursion, struct, sorting algorithms (recursive/iterative), loading lists and data structures from files, space/time complexity analysis on recursive/iterative list algorithms
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Course
PROGRAMMAZIONE 2
Course ID
MF0208
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
SAPIENZA Anna
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Gestione di stutture dati dinamiche. Iterazione. Ricorsione. Algoritmi classici di ordinamento Tipi dati astratti: Code e liste
Management of dynamic data structures. Iteration. Recursion. Classical sorting algorithms Abstract data types: Heap and stack
Testi di riferimento/Textbooks
Paul Deitel, Harvey Deitel “Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione”. Pearson Italia, 2013 Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie "Il linguaggio C. Principi di programmazione e manuale di riferimento" Pearson Italia
Paul Deitel, Harvey Deitel “Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione”. Pearson Italia, 2013 Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie "Il linguaggio C. Principi di programmazione e manuale di riferimento" Pearson Italia
Obiettivi formativi/Mission
Permettere agli studenti l’acquisizione di concetti di programmazione avanzati, approfondendo il concetto di programmazione iterativa ed introducendo il concetto di programmazione in ricorsione. Consentire la valutazione delle prestazioni di un algoritmo iterativo e/o ricorsivo attraverso il concetto di complessità asintotica. Acquisire il concetto di gestione della memoria dinamica attraverso l’uso del linguaggio C e la sua applicazione per l’uso di strutture dati avanzate come le liste collegate, le code e le pile. Comprendere il funzionamento e la complessità di due tra i principali algoritmi ricorsivi di ordinamento (quicksort e mergesort).
Allowing students to acquire advanced programming concepts, deepening the concept of iterative programming and introducing the concept of recursion. Allowing the performance evaluation of an iterative and / or recursive algorithm through the concept of asymptotic complexity. Acquire the concept of dynamic memory management through the use of the C language, and its application for the use of advanced data structures such as linked lists, queues and stacks. Understand the functioning and complexity of two of the main recursive sorting algorithms (quicksort and mergesort).
Prerequisiti/Required background knowledge
Lo studente deve aver superato Programmazione 1
The student must have passed Programming 1
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio
Lectures, classroom and laboratory exercises
Altre informazioni/Further information
L'attività in laboratorio richiede una partecipazione attiva e individuale degli studenti, che in tal modo sviluppano abilità pratiche (le capacità di realizzare un programma). La partecipazione attiva permette una verifica del modo in cui gli argomenti vengono recepiti.
The activity in the laboratory requires an active and individual participation of the students, who thus develop practical skills (the ability to carry out a program). Active participation allows a verification of the way in which the arguments are received.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto/ in laboratorio. 6 Quesiti. Due domande mirate a valutare le conoscenze teoriche: una domanda sugli argomenti di teoria trattati durante il corso, ed un esercizio sulla simulazione di un algoritmo mediante i record di attivazione. Sviluppo in laboratorio di un programma che comprende 4 esercizi orientati a testare le capacità e le conoscenze inerenti alla programmazione iterativa e ricorsiva, all’uso delle liste, alla gestione della memoria dinamica. Per superare la prova lo studente deve almeno raggiungere un punteggio pari al 60% del punteggio massimo raggiungibile per entrambe le parti (prova scritta e di laboratorio).
Written exam/laboratory examination: 6 Questions. Two questions aimed at assessing theoretical knowledge: one question on the theoretical topics covered during the course, and one exercise on the simulation of an algorithm using the activation records. 4 exercises developed within a unique program to test the skills and knowledge about iterative and recursive programming, the use of linked lists, dynamic memory management. To pass the test, the student must achieve a score greater or equal to the 60% of the maximum attainable score for both parts (written and laboratory tests).
Programma esteso/Content
- puntatori in C e loro uso per la realizzazione di liste - funzioni interattive sulla liste: - gestione di una singola lista - gestione di più liste - ricorsione: - definizione e concetti di base - simulazione di funzione ricorsive mediante record di attivazione - un esempio complesso: le torri di Hanoi - funzioni ricorsive su liste: - gestione di una singola lista - gestione di più liste - funzioni ricorsive di ordinamento: - QuickSort - MergeSort - Tipi dati astratti: - Pile - code
- pointers in C and their use for the realization of lists - interactive functions on the lists: - management of a single list - management of multiple lists - recursion: - definition and basic concepts - simulation of recursive function by means of activation records - a complex example: the towers of Hanoi - recursive functions on lists: - management of a single list - management of multiple lists - recursive sorting functions: - QuickSort - MergeSort - Abstract data types: - Stack - Queue
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso, lo studente deve essere in grado, dato un problema di programmazione (per gestire la struttua dinamica lista), di individuarne un algoritmo risolutivo sia iterazione sia in ricorsione, implementarlo in linguaggio C, eseguirlo al calcolatore. Conoscenza e comprensione: programmazione in iterazione, programmazione in ricorsione, la struttura dinamica lista. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: dato un problema inerente alla struttura dinamica lista, - definire un algoritmo iterativo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - definire un algoritmo ricorsivo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - scrivere al calcolatore il programma sorgente che implementa l'algoritmo, utilizzando un linguaggio di programmazione (C); - compilare, eseguire e testare tale programma al calcolatore. Autonomia di giudizio: in modo autonomo lo studente deve riuscire definire ed implementare un'algoritmo per risolvere un problema inerenti alla gestione di strutture dinamiche nel linguaggio di programmazione (C), a valutarne la complessità, e compilare ed eseguire il programma. Abilità comunicative: lo studente deve riuscire a definire un algoritmo sia in iterazione sia in ricorsione, e deve sapere presentare il suo costo espresso come complessità in tempo e spazio. Capacità di apprendimento: lo studente deve essere capace di apprendere come si definiscae un algoritmo a partire dal problema sia in iterazione sia in ricorsione, valutarne i costi (complessità in tempo e spazio) e come si implementa tale algoritmo in C.
At the end of the course, students must be able, given a programming problem (to manage the dynamic list structure), to identify a solution algorithm both iteration and recursion, implement it in C language, execute it on the computer. Knowledge and understanding: iteration programming, recursion programming, dynamic list structure. Ability to apply knowledge and understanding: given a problem inherent in the dynamic list structure, - define an iterative algorithm that transforms the input data into the output data, following the programming constructs; - define a recursive algorithm that transforms the input data into the output data, following the programming constructs; - write to the computer the source program that implements the algorithm, using a programming language (C); - compile, run and test this program on the computer. Autonomy of judgment: the student must be able to define and implement an algorithm independently to solve a problem inherent in the management of dynamic structures in the programming language (C), to evaluate their complexity, and to compile and execute the program. Communication skills: the student must be able to define an algorithm both in iteration and in recursion, and must know how to present its cost expressed as complexity in time and space. Learning skills: the student must be able to learn how to define an algorithm starting from the problem both in iteration and in recursion, evaluate its costs (complexity in time and space) and how to implement this algorithm in C.
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Course
TECNICHE DI COMUNICAZIONE E SCRITTURA
Course ID
MF0395
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BUSSOLINO CLAUDIA
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
L-FIL-LET/12 - LINGUISTICA ITALIANA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso punta a formare una buona conoscenza delle principali tecniche di comunicazione e di scrittura. Per questo, sono esaminati i principali modelli della comunicazione, compresi i principi e le massime del comunicare. Inoltre sono precisate le fasi della scrittura. Il corso include anche una descrizione delle più importanti caratteristiche della lingua italiana e dei più ricorrenti errori di scrittura.
The course aims to form a good knowledge of the main communication and writing techniques. For this, the main models of communication are examined, including the principles and maxims of communicating. Furthermore, the phases of writing are specified. The course also includes a description of the most important characteristics of the Italian language and of the most common writing errors.
Testi di riferimento/Textbooks
Dario Corno, Scrivere e comunicare. La scrittura in lingua italiana in teoria e in pratica, Milano, Pearson, 2019. OPPURE Simone Fornara - Luca Cignetti, Il piacere di scrivere. Guida all’Italiano del terzo millennio, Roma, Carocci, 2017.
Dario Corno, Scrivere e comunicare. La scrittura in lingua italiana in teoria e in pratica, Milano, Pearson, 2019. OR Simone Fornara - Luca Cignetti, Il piacere di scrivere. Guida all’Italiano del terzo millennio, Roma, Carocci, 2017.
Obiettivi formativi/Mission
Il corso punta a formare una buona competenza: - nell’uso analitico dei modelli della comunicazione - nell’uso delle massime del comunicare - di scrittura verificata in tutte le sue componenti (documentazione, pianificazione, stesura, revisione, editing, pubblicazione) - della lingua italiana scritta - nella progettazione di testi scritti - nella realizzazione scritta di testi scientifici.
The course aims to train good competence: - in the analytical use of communication models - in the use of the maxims of communicating - writing verified in all its components (documentation, planning, drafting, revision, editing, publication) - of the written Italian language - in the design of written texts - in the written production of scientific texts.
Prerequisiti/Required background knowledge
È richiesta la conoscenza della lingua italiana, almeno a livello C1.
Proficiency in the Italian language is required (C1 QCER).
Metodi didattici/Teaching methods
Sono presentate lezioni frontali con l’ausilio di slides (ppt).
Lectures are presented with the use of slides.
Altre informazioni/Further information
Durante il corso gli studenti si impegnano in esercitazioni scritte che sono valutate talora collettivamente, talora individualmente.
Durante il corso gli studenti si impegnano in esercitazioni scritte che sono valutate talora collettivamente, talora individualmente.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
In sede d’esame allo studente è richiesto di comporre per iscritto un testo consistente in una relazione su quanto appreso nel corso (tempo: 2h30).
During the exam, the student is required to compose in writing a text consisting of a report on what they have learned in the course (time: 2h30).
Programma esteso/Content
Il corso esamina i seguenti contenuti: 1. Comunicazione e linguaggio – 2. I modelli della comunicazione – 3. Il testo – 4. La scrittura professionale – 5. Il processo di scrittura – 6. La documentazione – 7. La pianificazione – 8. Il paragrafo – 9. La stesura – 10.Il capoverso e l’uso della lingua – 11. Le norme – 12. Lo stile e la revisione. – 13. Il significato e il lessico – 14. La sintassi e il testo. – 15. La relazione d’esame – 16. Il testo professionale – 17. La lingua italiana e le sue caratteristiche – 18. La lingua italiana e i suoi principali errori nella scrittura – 19. Il testo scientifico.
The course examines the following contents: 1. Communication and language - 2. The communication models - 3. The text - 4. The professional writing - 5. The writing process - 6. The documentation - 7. The planning - 8. Paragraph - 9. The drafting - 10. The paragraph and the use of language - 11. The rules - 12. The style and revision. - 13. The meaning and the lexicon - 14. The syntax and the text. - 15. The examination report - 16. The professional text - 17. The Italian language and its characteristics - 18. The Italian language and its main errors in writing - 19. The scientific text.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Lo studente dovrà dimostrare una competenza nella comprensione e produzione dei testi complessi utili nel percorso universitario e lavorativo.
The student will have to demonstrate competence in the understanding and production of complex texts useful in the university and work path.
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Course
TECNICHE DI COMUNICAZIONE E SCRITTURA
Course ID
MF0396
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
DEMARTINI SILVIA
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
L-FIL-LET/12 - LINGUISTICA ITALIANA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso punta a fornire una buona conoscenza delle principali tecniche di comunicazione e di scrittura, tenendo in particolare considerazione il tipo di formazione scientifica degli studenti e le loro più frequenti occasioni di scrittura in campo accademico e professionale. Per questo, sono esaminati i principali modelli della comunicazione, compresi i principi e le massime del comunicare. Inoltre, sono precisate le fasi della scrittura ed è approfondita la strutturazione del testo in capoversi e paragrafi. Il corso include anche una descrizione delle principali caratteristiche della lingua italiana, e un esame dei più ricorrenti errori di grammatica e scrittura; questi saranno rilevati e monitorati attraverso diverse modalità durante gli incontri, al fine di promuoverne un recupero consapevole e autonomo da parte degli studenti.
The course aims to provide a good knowledge of the main communication and writing techniques, taking into particular consideration the type of scientific training of the students and their more frequent academic and professional writing opportunities. For this, the main models of communication are examined, including the principles and maxims of communicating. In addition, the phases of writing are specified and the structuring of the text into paragraphs and paragraphs is deepened. The course also includes a description of the main characteristics of the Italian language, and an examination of the most common grammar and writing errors; these will be detected and monitored in different ways during the meetings, in order to promote a conscious and autonomous re-use by the students.
Testi di riferimento/Textbooks
Testo di riferimento: Dario Corno, Scrivere e comunicare. La scrittura in lingua italiana in teoria e in pratica. Pearson (ed. digitale: https://he.pearson.it/catalogo/4306). Ulteriori riferimenti: Luca Cignetti, Simone Fornara, Il piacere di scrivere. Guida all’italiano del Terzo millennio. Roma: Carocci, 2014. Luca Cignetti, Silvia Demartini, L’ortografia. Roma: Carocci, 2016. Giuseppe Patota, L’italiano dalla A alla X. Prontuario di grammatica. Roma-Bari: Laterza, 2013.
Testo di riferimento: Dario Corno, Scrivere e comunicare. La scrittura in lingua italiana in teoria e in pratica. Pearson (ed. digitale: https://he.pearson.it/catalogo/4306). Ulteriori riferimenti: Luca Cignetti, Simone Fornara, Il piacere di scrivere. Guida all’italiano del Terzo millennio. Roma: Carocci, 2014. Luca Cignetti, Silvia Demartini, L’ortografia. Roma: Carocci, 2016. Giuseppe Patota, L’italiano dalla A alla X. Prontuario di grammatica. Roma-Bari: Laterza, 2013.
Obiettivi formativi/Mission
Alla fine del corso, ci si aspetta che gli studenti inizino a cogliere l’importanza di una comunicazione corretta, chiara e funzionale come aspetto imprescindibile della loro formazione scientifica e della loro professione futura. Inoltre, dovranno saper applicare alla redazione di un testo le indicazioni fornite ed esercitate durante il corso, in modo adeguato alle diverse tipologie e generi testuali (con attenzione particolare al saggio scientifico). Infine, dovranno aver in gran parte colmato le lacune grammaticali di base e, soprattutto, dovranno aver accresciuto la loro sensibilità a cogliere e a risolvere le proprie difficoltà linguistico-comunicative.
At the end of the course, students are expected to begin to grasp the importance of correct, clear and functional communication as an essential aspect of their scientific training and their future profession. Furthermore, they will have to know how to apply the indications provided and exercised during the course to the drafting of a text, in an appropriate way for the different text types and genres (with particular attention to the scientific essay). Finally, they must have largely filled the basic grammatical gaps and, above all, they must have increased their sensitivity to check and solve their linguistic-communicative difficulties.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nessuno
No background knowledge is required
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali Laboratori di scrittura Apprendimento cooperativo
Frontal lessons Writing workshops Cooperative learning
Altre informazioni/Further information
Il corso è aperto agli studenti e alle studentesse che non hanno l'italiano come madrelingua
Students that are learning Italian as a L2 o LS are welcome
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esercitazioni in itinere Esame scritto
Writing exercices Final written exam
Programma esteso/Content
• La comunicazione (segni, codici) • Prova formativa d'entrata (2 ore) • Restituzione prova d'entrata • Segni e linguaggi, significato e significante, langue e parole, registri linguistici • Spiegazione esercitazione sulla scrittura di una mail • Registri linguistici e Modello di Jakobson (della comunicazione). Ideazione di uno slogan per l’UPO (esercitazione orale). • Il parlato in pubblico: tratti del parlato; la presentazione; il dibattito. • Esercitazione orale a gruppi: presentare e dibattere su un argomento • che si presta alla documentazione e alla discussione. • Il processo di scrittura e le sue fasi (focus su destinatari, pianificazione, fonti) • Consigli pratici di scrittura • La citazione delle fonti • Quiz su aspetti grammaticali • Cenni di storia della scrittura e dell'italiano (breve focus su scrittura scientifica) • Un'ora di esercitazione e cenni al CV
• Communication (signs, codes) • Entry exam (2 hours) • Return proof of entry • Signs and languages, meaning and signifier, langue and parole, linguistic registers • Explanation of the tutorial on writing an email • Linguistic registers and the Jakobson model (of communication). Creation of a slogan for the UPO (oral exercise). • Public speaking: speech traits; the presentation; the debate. • Oral exercise in groups: presenting and discussing a topic • which lends itself to documentation and discussion. • The writing process and its phases (focus on recipients, planning, sources) • Practical writing tips • The citation of sources • Quiz on grammar aspects • Notes on the history of writing and Italian (short focus on scientific writing) • One hour of practice and references to the CV
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
- Padroneggiare le basi della scrittura funzionale, accademica e professionale; - colmare le lacune grammaticali; - acquisire conoscenze di base sui processi comunicativi orali e scritti; - acquisire competenza di scrittura idonea al percorso accademico.
- Magaging the basics of functional, academic and professional writing; - filling in grammatical gaps; - acquiring basic knowledge on oral and written communication processes; - acquiring writing skills suitable for the academic path.
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Course
FISICA
Course ID
MF0202
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
SITTA Mario
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
C
Year
1
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Concetti fondamentali della Fisica classica: Meccanica, Calorimetria e Termodinamica, Elettricità e Magnetismo.
Fundamental concepts of Classical Physics: Mechanics, Calorimetry and Thermodynamics, Electricity and Magnetism.
Testi di riferimento/Textbooks
A.Giambattista, B.McCarthy, R.Richardson, Fisica generale, McGraw Hill D.C.Giancoli, Fisica, Casa Editrice Ambrosiana D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana J.W.Jewett, R.A.Serway, Principi di Fisica, EdiSES
A.Giambattista, B.McCarthy, R.Richardson, Fisica generale, McGraw Hill D.C.Giancoli, Fisica, Casa Editrice Ambrosiana D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana J.W.Jewett, R.A.Serway, Principi di Fisica, EdiSES
Obiettivi formativi/Mission
Fornire agli Studenti una conoscenza del metodo di indagine in Fisica e dei fondamenti della Fisica Classica. Modellizzare semplici sistemi e spiegare alcuni fenomeni dell'esperienza ordinaria.
To give the Students a knowledge of the research methods in Physics and of the fundamental concepts in Classical Physics. Modelling simple systems and understanding some phenomena of ordinary experience,
Prerequisiti/Required background knowledge
Analisi Matematica 1
Calculus 1
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali sulla parte teorica ed esercizi numerici. Gli Studenti possono trovare sulla piattaforma DIR molti esercizi messi a disposizione dal Docente al fine di migliorare la preparazione all'esame.
Frontal lectures on the theoretical part and numerical exercises. On the DIR web site Students can find many exercises made available for improve their competence for the exam.
Altre informazioni/Further information
Sulla pagina DIR del Corso sono messe a disposizione delle dispense come guida allo studio, e una raccolta di esercizi, divisi per argomento, per una migliore preparazione all'esame. Le dispense non possono essere considerate sostitutive di un libro di testo.
On the DIR web page of the Course some notes are available as a guide for studying, along with a collection of exercises, divided by argument, for a better preparation to the exam. The notes cannot be considered a replacement of a good textbook.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Prova scritta con quiz a risposta multipla e domande aperte, consistenti in esercizi numerici e domande di teoria. E' possibile utilizzare un formulario privo di testo e una calcolatrice non programmabile. Ad ogni domanda è assegnato un punteggio proporzionale alla difficoltà. Per il superamento dell'esame scritto è necessario raggiungere un punteggio minimo di 18/30. A richiesta, eventuale prova orale integrativa per migliorare il voto.
Written exam with multiple choice tests and open questions, consisting in numerical exercises and theoretical questions. Students can use a formulary without text and a non-programmable calculator. A score is associated to each question, proportional to its complexity. To pass the written test a minimum total score of 18/30 is required. On demand, possible supplementary oral exam to improve the grade.
Programma esteso/Content
Richiami di matematica di base. Grandezze fisiche e unità di misura. Cinematica del punto materiale. Forze e principi della Dinamica. Lavoro ed energia. Forza gravitazionale. Elementi di meccanica dei fluidi. Temperatura, calore e principi della Termodinamica. Carica elettrica, campo elettrico, conduttori e isolanti, moto di cariche in campo elettrico. Potenziale elettrico, capacità elettrica. Corrente elettrica, effetto Joule, resistenze. Campo magnetico, effetti magnetici di una corrente, induzione magnetica. Elementi di meccanica delle onde.
Recall of basic Mathematics. Physical quantities and unit measures. Kinematics of a material point. Forces and the Principles of Dynamics. Work and energy. The gravitational force. Elements of Mechanics of fluids. Temperature, heat and the Principles of Thermodynamics. Electric charge, electric field, conductors and insulations, motion of charges in an electric field. Electric potential and capacity. Electric current, Joule effect resistance. The magnetic field, magnetic effects of currents, induction. Elements of Mechanics of waves.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza delle basi della Fisica classica. Capacità di comprendere e risolvere semplici problemi di Fisica utilizzando le conoscenze apprese a Lezione.
Knowledge of the basis of classical Physics. Ability to understand and solve simple Physics problems using the notions learnt during Lessons.
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Course
PROGRAMMAZIONE 1
Course ID
MF0163
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
BOTTRIGHI Alessio
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
A
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha la finalità di introdurre i fondamenti della programmazione degli elaboratori elettronici, partendo dal concetto di algoritmo e dalla descrizione dei concetti di base di un programma, per arrivare a concetti avanzati di strutture dati e di controllo dei linguaggi di programmazione. Il corso si propone, inoltre, di presentare i concetti di base del linguaggio di programmazione C impiegato a supporto dell’insegnamento della programmazione, nonché per lo svolgimento di esercitazioni pratiche in laboratorio.
The course has the goal of introducing the fundamentals of computer programming, starting from the concept of algorithm and the basic concepts of a program, and arriving to advanced concepts of data structures and control in the programming language. Moreover the course presents the basic concepts of the C programming language used to support the teaching of programming, and to perform practical exercises in the laboratory.
Testi di riferimento/Textbooks
P. Deitel, H. Deitel Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione, Pearson.Materiale integrativo fornito dai docenti su DIR
P. Deitel, H. Deitel Il linguaggio C. Fondamenti e tecniche di programmazione, Pearson. Additional materials on DIR.
Obiettivi formativi/Mission
Deve essere capace di usare la metodologia top-down nell’analisi dei problemi. In particolare, deve aver acquisito la capacita di • determinare input e output; • sviluppare diagrammi di flusso; • sviluppare programmi nel linguaggio C utilizzando le nozioni di: variabili, tipi di dato; costrutto di selezione (if..else) e condizioni booleane; iterazione e costrutto while; cicli for e do-while; funzioni e passaggio dei parametri; passaggio dei parametri per valore e per riferimento; array e algoritmi su array; il tipo stringa; gestione dei files; • Deve inoltre aver acquisito la capacità di analizzare la complessità di un algoritmo, compilare, verificare ed eseguire programmi.
Students must acquire the capability of applying the top-down methodology in the problem analysis. Specifically, they must be able • to identify input and output, • to develop flow diagrams, • to develop C programs, using the basic notions of: variables and data types; if-then-else and boolean conditions; iteration (while, for, do-while); functions and parameters (by value and by reference); arrays, strings, files • Additionally they must acquire the capability of analyzing the algorithm complexity, and of compiling, verifying and executing C programs.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nessuno
None
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni tradizionali e esercitazioni nel laboratorio informatico.
Standard lectures and programming sessions in the computer lab.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento in itinere: durante il corso vengono svolte delle esercitazioni in laboratorio sotto la supervisione di un docente.
Monitoring the learning process: during the course the students will complete assigments in the computer lab under the supervision of a teacher.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L’esame e’ svolto seguendo due modalita’: con e senza l’uso del calcolatore. La prova con il calcolatore (prova di laboratorio) prevede lo sviluppo e la verifica di un programma in linguaggio C. La verifica senza calcolatore consiste in un esame scritto (obbligatorio) ed un orale (opzionale). L’esame scritto, a discrezione dello studente, puo’ essere sostenuto o tramite due prove in itinere, o con un’unica prova finale. Le prove scritte prevedono l’analisi di problemi di programmazione e lo sviluppo di diagrammi di flusso e programmi C atti a risolverli. La valutazione finale verra’ ottenuta tramite una media pesata dei risultati ottenuti nelle singole prove.
The exam follows two different modalities: with and without computer. The computer-based exam (laboratory test) requires the development and testing of a program in C. The part of exam without computer consists of a written examination (compulsory) and an oral one (optional). The written examination may be carried on as a single exam or through two intermediate written exams. The written examinations consist in the analysis of simple programming problems, and in the development of flow charts and C programs solving them. The final score is obtained through a weighted average of the scores achieved in each single exam.
Programma esteso/Content
- introduzione alla programmazione strutturata- metodologia top-down nell’analisi dei problemi e nello sviluppo dei diagrammi di flusso (e dei programmi) - concetti di base della programmazione (espressi mediante il linguaggio C): - variabili, tipi di dato; - input e output ; - primi programmi C con il solo uso di sequenze; - costrutto di selezione (if..else) e condizioni booleane; - iterazione e costrutto while; cicli for e do-while; invarianti di ciclo (informali) - funzioni e passaggio dei parametri; passaggio dei parametri per valore e per riferimento; - array e algoritmi su array; - il tipo stringa- gestione dei files; - analisi di complessità di un algoritmo.- Introduzione al sistema operativo Linux e principali comandi per la gestione dei file e dei processi, e per la compilazione ed esecuzione di programmi.
- Introduction to structured programming- Top-down methodology in the problem analysis and in the development of flow charts (and programs)- Basic programming concepts (expressed in the “C” language):- variables, data types- input and output;- esay C programs using only sequences- if-then-else and Boolean Conditions- iteration (while, for, do-while); loop invariants (not formal);- functions and parameter passing (by value and by reference)- arrays and array algorithms;- the string data type- file management- complexity analysis- Introduction to Linux. Main commands to manage files, to compile and execute programs.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Al termine del corso, lo studente deve essere in grado, dato un semplice problema di programmazione, di individuarne un algoritmo risolutivo, implementarlo in linguaggio C, eseguirlo al calcolatore. Conoscenza e comprensione: concetto di algoritmo, concetto di programma, strutture dati fondamentali (tipi scalari, vettori, puntatori, file), costrutti di base della programmazione (if-then-else, while, for, funzioni e parametri). Capacità di applicare conoscenza e comprensione: dato un problema, - individuare i dati di input da raccogliere dall'utente e i dati di output da produrre; - individuare le strutture dati necessarie per gestire tali dati; - definire un algoritmo che trasforma i dati di input nei dati di output, seguendo i costrutti della programmazione; - scrivere al calcolatore il programma sorgente che implementa l'algoritmo, utilizzando un linguaggio di programmazione (C); - generare il programma eseguibile tramite la compilazione del programma sorgente, al calcolatore; - esecuzione e test del programma eseguibile, al calcolatore. Autonomia di giudizio: in modo autonomo lo studente deve riuscire ad identificare le strutture dati necessarie, definire ed implementare l'algoritmo nel linguaggio di programmazione (C), ed infine compilare ed eseguire il programma. Abilità comunicative: lo studente deve riuscire a definire un algoritmo a vari livelli di astrazione, quali il diagramma di flusso, lo pseudo-codice, il programma in linguaggio di programmazione. Inoltre si esige che il programma richieda e presenti i dati all'utente tramite messaggi comprensibili dall'utente. Capacità di apprendimento: lo studente deve essere capace di apprendere come si genera un algoritmo a partire dal problema, come si implementa l'algoritmo in C, ed infine come si compila e si esegue il programma al calcolatore.
At the end of the course, given a simple programming problem, the student must be able to define the algorithm solving the problem, implement the algorithm in C language, execute the program on the computer. Knowledge and comprehension: concepts of algorithm and program, fundamental data structures (scalar types, vector, pointers and files), basic programming constructs (if-then-else, while, for, functions and parameters ). Capacity to apply knowledge and comprehension: given a problem, - identifying input data to be collected from the user, and output data to be produced; - identifying the data structures necessary to manage such data; - defining an algorithm transforming input data in output data, by following the programming constructs; - writing on the computer the source program implementing the algorithm, using the programming language (C); - generating the executable program by compiling the source program, on the computer; - executing and testing the executable program, on the computer. Judgement autonomy: in an autonomous way the student must be able to identify the necessary data structures, define and implement the algorithm in the programming language (C), and finally compile and execute the program. Communication abilities: the student must be able to define an algorithm at several abstraction levels, such as the flow-chart, the pseudo-code, the program in the programming language. Moreover the program must require and present data to the user by means of message that the user can understand. Learning capacity: the student must be able to learn how to generate an algorithm from the problem, how to implement an algorithm in C, and finally how to compile and execute a program on a computer.
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Course
CONOSCENZE INIZIALI
Course ID
MF0435
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARTIGNONE Francesca
CFU
0.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
0.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
D
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha lo scopo di sviluppare competenze di base e capacità relative alla comprensione dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica, tenuto conto dei programmi delle Indicazioni Nazionali e Linee Guida per della scuola secondaria di secondo grado.
The course aims at developing basic competencies and skills related to the comprehension of scientific texts, including mathematical representations and notations, taking into account the National Guidelines for secondary school.
Testi di riferimento/Textbooks
Materiale didattico messo a disposizione dal docente sulla piattaforma DIR del corso.
Didactic material provided by the teacher on the DIR platform of the course
Obiettivi formativi/Mission
Saper interpretare testi scientifici e, in particolare, saper decodificare e manipolare scritture specifiche della matematica. Si vogliono sviluppare competenze relative all'interpretazione di testi di problemi matematici e all'applicazione delle strategie risolutive. Tutte le attività richiederanno una comunicazione efficace dei processi svolti e dei risultati ottenuti.
Being able to interpret scientific texts and, in particular, to be able to decode and manipulate specific mathematical notations. The goal is to develop competencies related to the interpretation of mathematical problem texts and to the implementation of solution strategies. All the activities will require effective communication of the processes carried out and of the results obtained.
Prerequisiti/Required background knowledge
Competenze relative al linguaggio e alla matematica richieste al termine della scuola secondaria di secondo grado.
Language and mathematical skills required at the end of secondary school.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in presenza e esercitazioni a distanza svolte anche attraverso l'uso della piattaforma Moodle dell’Università.
Lectures and training sessions carried out by means of the use of the University Moodle platform.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento: attività supportate dall'utilizzo della piattaforma Moodle dell’Università. Queste attività hanno un obiettivo formativo: sono discusse e corrette insieme agli studenti
Learning monitoring: activities supported by the use of the Moodle platform of the University. These activities have a formative goal: they are discussed and corrected together with the students
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Test finale in analogia con il test iniziale delle competenze. La prova consiste in 20 domande di comprensione e uso dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica. Per superare la prova è necessario ottenere almeno il 50% dei punti.
Final test in analogy with the competence assessment initial test. The final test consists of 20 questions about the understanding of scientific texts, including representations and notations of mathematics. To get through the test it is necessary to get at least 50% of the points.
Programma esteso/Content
Nel corso saranno trattati contenuti e affrontati problemi relativi a competenze di base che sono necessarie per affrontare i corsi del primo anno del DiSIT. Saranno analizzati testi scientifici che includono le rappresentazioni e le notazioni della matematica e saranno svolte di attività di problem solving. In particolare saranno oggetto di studio: 1)Alcune caratteristiche fondamentali dei testi scientifici. 2)Diverse rappresentazioni dei numeri e delle misure. 3) Proprietà delle notazioni algebriche. 4)Rappresentazioni grafiche di fenomeni
The course will deal with content and problems related to basic skills that are required to face the DiSIT first year courses. Scientific texts, that include mathematical representations and notations, will be analyzed and problem solving activities will be carried out. In particular they will be studied: 1) Some fundamental features of scientific texts. 2) Different representations of number and measures. 3) Algebraic notations proprieties. 4) Graphic representations of phenomena
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza di alcuni concetti di base della matematica, in particolare: numeri reali e loro rappresentazioni e principali funzioni elementari. Capacità di applicare questi concetti nella risoluzione di semplici problemi e nell'interpretazione di grafici. Consapevolezza delle potenzialità e dei limiti dei concetti e dei metodi adottati.
Knowledge of some basic concepts of mathematics, in particular: real numbers and their representations and main elementary functions. Ability at applying these concepts in simple problem solving and in the interpretation of graphs. Awareness about potential and limits of the concepts and methods adopted.
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Course
CONOSCENZE INIZIALI
Course ID
MF0436
Academic Year
2023/2024
Year of rule
2023/2024
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MARTIGNONE Francesca
CFU
0.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
0.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
D
Year
1
Period
Primo Semestre
Site
VERCELLI
Grading type
G
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha lo scopo di sviluppare competenze di base e capacità relative alla comprensione dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica, tenuto conto dei programmi delle Indicazioni Nazionali e Linee Guida per della scuola secondaria di secondo grado.
The course aims at developing basic competencies and skills related to the comprehension of scientific texts, including mathematical representations and notations, taking into account the National Guidelines for secondary school.
Testi di riferimento/Textbooks
Materiale didattico messo a disposizione dal docente sulla piattaforma DIR del corso.
Didactic material provided by the teacher on the DIR platform of the course
Obiettivi formativi/Mission
Saper interpretare testi scientifici e, in particolare, saper decodificare e manipolare scritture specifiche della matematica. Si vogliono sviluppare competenze relative all'interpretazione di testi di problemi matematici e all'applicazione delle strategie risolutive. Tutte le attività richiederanno una comunicazione efficace dei processi svolti e dei risultati ottenuti.
Being able to interpret scientific texts and, in particular, to be able to decode and manipulate specific mathematical notations. The goal is to develop competencies related to the interpretation of mathematical problem texts and to the implementation of solution strategies. All the activities will require effective communication of the processes carried out and of the results obtained
Prerequisiti/Required background knowledge
Competenze relative al linguaggio e alla matematica richieste al termine della scuola secondaria di secondo grado.
Language and mathematical skills required at the end of secondary school.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni in aula e esercitazioni svolte anche attraverso l'uso della piattaforma Moodle dell’Università.
Lectures and training sessions carried out also by means of the use of the University Moodle platform.
Altre informazioni/Further information
Controllo dell'apprendimento: attività supportate anche dall'utilizzo della piattaforma Moodle dell’Università. Queste attività hanno un obiettivo formativo: sono discusse e corrette insieme agli studenti
Learning monitoring: activities supported by the use of the Moodle platform of the University. These activities have a formative goal: they are discussed and corrected together with the students
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Test finale in analogia con il test iniziale delle competenze. La prova consiste in 20 domande di comprensione e uso dei testi scientifici, incluse le rappresentazioni e le notazioni della matematica. Per superare la prova è necessario ottenere almeno il 50% dei punti.
Final test in analogy with the competence assessment initial test. The final test consists of 20 questions about the understanding of scientific texts, including representations and notations of mathematics. To get through the test it is necessary to get at least 50% of the points.
Programma esteso/Content
Nel corso saranno trattati contenuti e affrontati problemi relativi a competenze di base che sono necessarie per affrontare i corsi del primo anno del DiSIT. Saranno analizzati testi scientifici che includono le rappresentazioni e le notazioni della matematica e saranno svolte di attività di problem solving. In particolare saranno oggetto di studio: 1)Alcune caratteristiche fondamentali dei testi scientifici. 2)Diverse rappresentazioni dei numeri e delle misure. 3) Proprietà delle notazioni algebriche. 4)Rappresentazioni grafiche di fenomeni
The course will deal with content and problems related to basic skills that are required to face the DiSIT first year courses. Scientific texts, that include mathematical representations and notations, will be analyzed and problem solving activities will be carried out. In particular they will be studied: 1) Some fundamental features of scientific texts. 2) Different representations of number and measures. 3) Algebraic notations proprieties. 4) Graphic representations of phenomena
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza di alcuni concetti di base della matematica, in particolare: numeri reali e loro rappresentazioni e principali funzioni elementari. Capacità di applicare questi concetti nella risoluzione di semplici problemi e nell'interpretazione di grafici. Consapevolezza delle potenzialità e dei limiti dei concetti e dei metodi adottati.
Knowledge of some basic concepts of mathematics, in particular: real numbers and their representations and main elementary functions. Ability at applying these concepts in simple problem solving and in the interpretation of graphs. Awareness about potential and limits of the concepts and methods adopted.
Print guide
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Year Course ID Course Teachers SSD Curriculum Site CFU
1 MF0199 COMPUTER ARCHITECTURE Sacco Alessio, Lai Mirko INF/01 All VERCELLI 12.0
1 S1363 COMPUTER ARCHITECTURE Franceschinis Giuliana Annamaria, Lai Mirko INF/01 All ALESSANDRIA 12.0
1 S1366 DISCRETE MATHEMATICS Aceto Lidia, Laguzzi Giorgio MAT/03, MAT/01 All ALESSANDRIA 9.0
1 MF0204 DISCRETE MATHEMATICS Castellani Leonardo, Laguzzi Giorgio MAT/03, MAT/01 All VERCELLI 9.0
1 MF0436 Initial Knowledge Landra Paola, Martignone Francesca NN All VERCELLI 0.0
1 MF0435 Initial Knowledge Martignone Francesca NN All ALESSANDRIA 0.0
1 MF0575 MATHEMATICAL ANALYSIS Ferrero Alberto MAT/05 All VERCELLI 6.0
1 MF0574 MATHEMATICAL ANALYSIS Ferrero Alberto MAT/05 All ALESSANDRIA 6.0
1 MF0203 PHYSICS Aschieri Paolo Maria, Grassi Pietro FIS/01 All VERCELLI 6.0
1 MF0202 PHYSICS Panzieri Daniele, Sitta Mario FIS/01 All ALESSANDRIA 6.0
1 MF0163 PROGRAMMING 1 Terenziani Paolo, Bottrighi Alessio INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
1 MF0207 PROGRAMMING 1 Codetta Raiteri Daniele INF/01 All VERCELLI 9.0
1 MF0164 PROGRAMMING 2 Striani Manuel, Pennisi Marzio Alfio INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
1 MF0208 PROGRAMMING 2 Vilella Salvatore, Sapienza Anna INF/01 All VERCELLI 9.0
1 MF0395 Techniques of communication and writing Bussolino Claudia L-FIL-LET/12 All ALESSANDRIA 3.0
1 MF0396 Techniques of communication and writing Demartini Silvia L-FIL-LET/12 All VERCELLI 3.0
2 MF0034 ALGORITHMS 1 Montani Stefania, Guazzone Marco INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
2 MF0209 ALGORITHMS 1 Montani Stefania, Sapienza Anna INF/01 All VERCELLI 9.0
2 MF0210 ALGORITHMS 2 Piovesan Luca INF/01 All VERCELLI 6.0
2 MF0054 ALGORITHMS 2 Egidi Lavinia INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0576 Computer Networks Canonico Massimo INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0577 Computer Networks Bringhenti Daniele, Sacco Alessio INF/01 All VERCELLI 6.0
2 MF0158 DATABASES AND INFORMATION SYSTEMS Giordano Laura, Striani Manuel INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
2 MF0211 DATABASES AND INFORMATION SYSTEMS Giordano Laura, Striani Manuel INF/01 All VERCELLI 9.0
2 MF0400 English La Spina Cristina NN All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0397 English Stan Irina Suzana NN All VERCELLI 6.0
2 MF0365 Operating systems Theseider Dupre' Daniele, Anglano Cosimo Filomeno INF/01 All ALESSANDRIA 12.0
2 MF0368 Operating systems Barrera Leon Luisa Fernanda, Guazzone Marco INF/01 All VERCELLI 12.0
2 MF0364 Programming paradigms Giannini Paola INF/01 All VERCELLI 9.0
2 MF0363 Programming paradigms Ruffo Giancarlo Francesco, Piovesan Luca, Monge Roffarello Alberto INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
2 MF0437 WEB PROGRAMMING METODOLOGIES Ruffo Giancarlo Francesco INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0438 WEB PROGRAMMING METODOLOGIES Cannavo' Alberto, Prattico' Filippo Gabriele INF/01 All VERCELLI 6.0
3 MF0615 COMPUTAZIONE QUANTISTICA Grassi Pietro FIS/02 All ALESSANDRIA 3.0
3 MF0618 COMPUTAZIONE QUANTISTICA Castellani Leonardo FIS/02 All VERCELLI 3.0
3 MF0372 Cyber security 1 Bringhenti Daniele INF/01 All VERCELLI 6.0
3 MF0371 Cyber security 1 Egidi Lavinia INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
3 MF0740 DIGITAL ELETTRONICS Ramello Luciano FIS/01 All VERCELLI 3.0
3 MF0244 Design and implementation of networked software systems Franceschinis Giuliana Annamaria, Cerotti Davide INF/01 All VERCELLI 9.0
3 MF0243 Design and implementation of networked software systems Leonardi Giorgio INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
3 MF0741 Ethics by design Benzi Margherita M-FIL/02 All ALESSANDRIA 3.0
3 MF0359 FOUNDATIONS, LANGUAGES AND TRASLATORS Terenziani Paolo, Theseider Dupre' Daniele INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
3 MF0360 FOUNDATIONS, LANGUAGES AND TRASLATORS Giannini Paola, Bottrighi Alessio INF/01 All VERCELLI 9.0
3 S0069 Final proof PROFIN_S All 5.0
3 S0403 Internship NN All 10.0
3 S1658 Laboratory of numerical methods Ramello Luciano FIS/01 All VERCELLI 6.0
3 MF0739 Mobile Applications Canonico Massimo INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
3 S0515 NUMERICAL ANALYSIS Aceto Lidia MAT/08 All ALESSANDRIA 6.0
3 MF0358 Probability and statistics Grassi Pietro, Zamparo Marco MAT/06 All VERCELLI 6.0
3 MF0357 Probability and statistics Todino Anna Paola MAT/06 All ALESSANDRIA 6.0
3 S1730 SOFTWARE ENGINEERING Pennisi Marzio Alfio INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
3 MF0221 SOFTWARE ENGINEERING Codetta Raiteri Daniele INF/01 All VERCELLI 6.0
3 MF0742 SUPPORTO ALLE DECISIONI E ALLA GESTIONE DEI PROCESSI Montani Stefania INF/01 All ALESSANDRIA 3.0
3 MF0224 Web applications: architectures and languages Mantovani Daniele INF/01 All VERCELLI 6.0
Data synched: 17/10/2025, 14:17