Informatica

Analisi matematica (9 cfu)

• Fornire i primi strumenti di analisi matematica intesi sia come tecniche di calcolo che come esempi di ragionamento logico deduttivo.
  
  Contenuti
  
  Numeri reali e numeri complessi.
  
  Successioni: principali proprietà.
  
  Prime definizioni legate al concetto di funzione di una variabile reale. Le principali funzioni elementari. Limiti di funzioni.
  
  Infinitesimi ed infiniti. Funzioni continue e funzioni derivabili: principali proprietà. Ricerca dei punti di massimo e di minimo. Convessità. Formula di Taylor. Studio di una funzione e del suo grafico.
  
  L'integrale e le sue proprietà; teorema fondamentale del calcolo integrale. Metodi di integrazione. Cenni su equazioni differenziali lineari del I e II ordine e a variabili separabili.
  
  
  

Programmazione I e laboratorio (12 cfu)

• Introduzione alla risoluzione di problemi e alla programmazione con esercitazioni in laboratorio.
  
  Contenuti
  
  Grammatiche libere
  
  Presentazione del Linguaggio funzionale Caml
  
  Programmazione funzionale
  
  Presentazione del Linguaggio imperativo C (rappresentazione numerica, funzioni, procedure, parametri, puntatori)
  
  Programmazione imperativa (array, liste, ecc.)
  
  Definizione di un interprete in Caml del Linguaggio Imperativo
  
  
  

Fisica (6 cfu)

• Introduzione ai principi e al metodo scientifico della fisica classica.
  
  Sistemi di riferimento e coordinate, cinematica e dinamica dei sistemi elementari nella modellazione newtoniana.
  
  Simmetria, invarianza e leggi di conservazione.
  
  Modellazione dei processi della dinamica dei punti materiali e dei fenomeni elettromagnetici.
  
  Modellazione di processi naturali deterministici.
  
  
  
  

Algoritmica e laboratorio (12 cfu)

• Progettazione e analisi di algoritmi. Risoluzione di problemi con strutture dati. Attivita' di programmazione in laboratorio.
  
  Breve introduzione a problemi computazionali, indecidibilità, e trattabilità.
  
  Complessità computazionale: limiti superiori e inferiori.
  
  Tecniche di analisi: Relazioni di Ricorrenza, analisi ammortizzata e analisi competitiva.
  
  Tecniche algoritmiche: Divide et Impera, Programmazione Dinamica, Greedy.
  
  Algoritmi per Sequenze: ricerca e ordinamento
  
  Algoritmi per Alberi: ricorsione, visite, e rappresentazioni.
  
  Dizionari: Alberi bilanciati, Tabelle hash, Trie.
  
  Algoritmi e strutture di dati randomizzate.
  
  Algoritmi per Grafi: rappresentazione, algoritmi di visita, Albero di Copertura Minimo, Cammini Minimi (Dijkstra).
  
  
  

Matematica discreta e algebra lineare (12 cfu)

• MODULO DI MATEMATICA DISCRETA
  • Insiemi, relazioni, funzioni
  • Principio di induzione e definizioni per ricorrenza
  • Il concetto di cardinalità e calcolo combinatorio
  • Aritmetica e congruenze
  • Polinomi e fattorizzazione
  
  MODULO DI ALGEBRA LINEARE
  • Spazi vettoriali e basi
  • Sistemi lineari e loro intepretazione geometrica
  • Matrici e determinanti
  • Risoluzione di sistemi lineari
  • Polinomio caratteristico e criteri di diagonalizzabilità di operatori lineari
  
  

Logica per la Programmazione (6 cfu)

• Obiettivi:
  
  Obiettivo del corso è la presentazione del calcolo proposizionale e del calcolo del primo ordine e la loro applicazione alla specifica di programmi e alla dimostrazione di correttezza dei programmi in base alla logica di Hoare.
  
  Contenuti:
  
  Il concetto di enunciato dichiarativo
  Sintassi della logica proposizionale
  Semantica della logica proposizionale (tabelle di verità)
  Leggi per il calcolo proposizionale e dimostrazioni
  Sintassi della logica del primo ordine
  Semantica della logica del primo ordine (interpretazioni, modelli ecc.)
  Leggi per il calcolo del primo ordine e dimostrazioni
  Specifica di proprietà di programmi
  Prova di correttezza di programmi mediante il calcolo delle triple di Hoare
  
  
  

Conoscenza della lingua inglese (3 cfu)

Programmazione II (9 cfu)

• Programmare come progetto e verifica di astrazioni, gerarchie di macchine virtuali e supporto run-time.
  
  Contenuti
  
  Programmazione orientata ad oggetti. Il nucleo del linguaggio Java: classi, oggetti, ereditarietà, astrazioni sui dati (specifica e implementazione, tecniche di verifica induttiva), astrazione mediante gerarchie, polimorfismo à la Java
  
  Strutture a run time: ambiente, memoria, heap; blocchi, sottoprogrammi, records di attivazione, pila dei records di attivazione; oggetti; interpretazione, compilazione.
  
  
  

Sistemi Operativi e laboratorio (12 cfu)

• Principi e concetti per la gestione delle risorse di un sistema di elaborazione.
  Laboratorio di programmazione di sistema.
  
  Contenuti
  
  MODULO DI SISTEMI OPERATIVI
  Funzioni, struttura e componenti dei Sistemi Operativi
  - Nucleo e Processi
  - Gestione dei processi e del processore: concorrenza e sincronizzazione tra processi e tra thread, scheduling
  - Gestione della memoria, memoria virtuale e cache
  - Gestione dei dispositivi di I/O e di memoria di massa
  - Sistema di archiviazione e gestione degli archivi
  
  MODULO DI LABORATORIO DI PROGRAMMAZIONE DI SISTEMA
  - Unix e la shell bash
  - Utilizzo di C in ambiente GNU per lo sviluppo di applicazioni di sistema
  - Programmazione di sistema: file system, processi e memoria, thread
  - Meccanismi di IPC: Pipe, Socket, Segnali
  
  

Ricerca operativa (6 cfu)

• Conoscenze: L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base di Ricerca Operativa.
  
  Obiettivi: L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire gli strumenti per costruire modelli matematici di ottimizzazione, l’analisi di tali modelli e i metodi risolutivi.
  
  
  ARGOMENTI
  
  MODELLI MATEMATICI DELLA RICERCA OPERATIVA.
  
  PROGRAMMAZIONE LINEARE.
  
  PROGRAMMAZIONE LINEARE SU RETI.
  
  PROGRAMMAZIONE LINEARE INTERA.
  
  

Basi di dati (6 cfu)

• Fornire le basi scientifiche e metodologiche per la progettazione, la realizzazione e l'uso di basi di dati relazionali.
  
  Contenuti
  
  I sistemi informativi e informatici. Funzionalità dei sistemi per la gestione di basi di dati (DBMS).
  
  I meccanismi di astrazione dei modelli dei dati a oggetti. La progettazione di basi di dati usando il modello a oggetti.
  
  Il modello dei dati relazionale. La trasformazione di schemi a oggetti in schemi relazionali
  
  Il linguaggio SQL per creare e usare basi di dati. Interrogazioni semplici, giunzioni, quantificazioni esistenziali ed universali, raggruppamento.
  
  La teoria relazionale delle basi di dati. Le dipendenze fra i dati. Decomposizioni di schemi relazionali. Forme normali.
  
  Architettura dei DBMS.
  
  
  

Calcolo numerico (6 cfu)

• Uso e valutazione delle metodologie di risoluzione di problemi del calcolo scientifico. Analisi degli aspetti computazionali, quali il condizionamento dei problemi esaminati, la stabilita' e la complessita' dei metodi proposti.
  
  Contenuti
  
  Rappresentazione dei numeri reali e analisi dell'errore numerico: errori di arrotondamento, aritmetica di macchina e propagazione degli errori.
  
  Condizionamento di un problema e complessità computazionale di un algoritmo numerico.
  
  Metodi iterativi per le equazioni non lineari: i principali metodi e lo studio della loro convergenza.
  
  Metodi numerici per l'algebra lineare: i principali metodi diretti e iterativi per la risoluzione di sistemi lineari.
  
  Interpolazione e integrazione numerica: il polinomio di interpolazione, le formule di quadratura interpolatorie.
  
  

Architettura degli elaboratori (9 cfu)

• Basi scientifiche e tecnologiche per comprendere le caratteristiche dei sistemi di elaborazione ai vari livelli e la loro relazione con gli strumenti di programmazione. Strutturazione dei sistemi mediante moduli concorrenti e cooperanti.
  
  Contenuti
  
  Metodologia di strutturazione di sistemi di elaborazione:
  
  Strutturazione a livelli o macchine virtuali, moduli concorrenti e comunicanti; componenti per reti logiche; livello dell'architettura firmware, unità di elaborazione e comunicazioni.
  
  Livello della macchina assembler e processori: modi di indirizzamento, puntatori, procedure; modalità di compilazione per linguaggi imperativi (C); architettura base di processori general-purpose; valutazione delle prestazioni, benchmarking, impatto di architetture Risc vs Cisc
  
  Architettura globale dell'elaboratore: architettura base di CPU, memorie e ingresso-uscita; supporto a processi e thread; supporto all'allocazione statica e dinamica della memoria.
  
  Architetture ad alte prestazioni e tendenze: memorie cache; architetture pipeline, superscalari/multithreading, multicore.
  
  

Ingegneria del software (6 cfu)

• Il corso introduce i problemi della produzione di sistemi software e illustra alcuni processi di sviluppo software. Viene presentato in dettaglio un processo di sviluppo guidato dai modelli, definendo modelli statici e modelli dinamici per le principali fasi del processo: analisi del dominio, analisi dei requisiti, progettazione architettonica e dettaglio. Infine si affronta il tema della verifica: obiettivi e pianificazione delle verifiche, progettazione e valutazione delle prove.
  
  

Calcolo delle probabilita' e statistica (6 cfu)

• Assimilare le principali nozioni di Calcolo delle Probabilita' ed essere in grado di utilizzare le procedure base dell'inferenza statistica (eseguire una stima e pianificare un test statistico).
  
  Contenuti
  
  Spazi di probabilità, probabilità condizionata e indipendenza, formula di Bayes.
  
  iali) disponibili sul mercato da utilizzare per fornire anche una conoscenza pratica dell'argomento
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