L’insegnamento si pone come secondo passo, per gli studenti in Ingegneria Informatica, nel percorso di avvio alla programmazione come strumento per la risoluzione di problemi reali. In tale ambito, si consolida da un canto l’introduzione all’informatica, da un punto di vista sia “culturale” che tecnologico, mentre dall’altro si affronta il linguaggio C, come secondo linguaggio di programmazione, e come strumento per il problem-solving, visto come attività creativa e progettuale. Al di là dell’abituale formazione al problem-solving, basata su apprendimento per esperienza e imitazione, l’insegnamento fornisce agli studenti una caratterizzazione delle principali tipologie di problemi semplici affrontati e risolti mediante programmi in linguaggio C, nonché di strategie per la scelta di adeguate strutture dati e costrutti algoritmici. Saranno inoltre introdotti i concetti base di analisi della complessità per guidare lo sviluppo di soluzioni efficienti dal punto di vista computazionale.

Nozioni elementari di architettura e di logica • Conoscenza dell’architettura e del modo di funzionamento di una CPU e della memoria centrale, con particolare riferimento all’indirizzamento dei dati in una memoria RAM • Algebra di Boole e funzioni logiche Problem-solving • Conoscenza di nozioni elementari di analisi della complessità • Conoscenza di nozioni elementari di problem-solving come risoluzione di problemi progettuali, basata su caratterizzazione di problemi dal punto di vista del contesto applicativo e/o delle strategie algoritmiche adottate • Conoscenza di strategie algoritmiche elementari, ad esempio per la risoluzione di problemi iterativi di verifica basati sul principio dei quantificatori universali ed esistenziali, sull’uso di vettori come contenitori per collezioni di dati e/o per la realizzazione di tabelle ad accesso diretto • Conoscenza degli algoritmi di ordinamento iterativi • Abilità nel passare dalla formulazione di un problema algoritmico alla sua soluzione, basata su passi di riconoscimento del tipo di problema e scelta di adeguate strutture dati e algoritmi risolutivi • Abilità nella soluzione di problemi di tipo iterativo, basati su dati scalari, oppure sulla collezione di dati, sia ordinati che non ordinati. Linguaggio C • Conoscenza dei costrutti base della programmazione in linguaggio C, quali: tipi di dato scalari, input/output elementare su standard I/O e su file testo, costrutti iterativi e condizionali, uso di funzioni come sotto-programmi, tipi di dato strutturato, struct, vettori e matrici, manipolazione di stringhe di caratteri • Conoscenza del tipo di dato puntatore come riferimento a dati e suo utilizzo per l’allocazione dinamica di vettori e matrici, nonché come strumento per realizzare in C il passaggio di parametri a funzioni per riferimento (o meglio “by pointer”) • Abilità nel realizzare algoritmi iterativi, in grado di manipolare sia dati scalari che aggregati in tipi struct e/o vettori e matrici come collezioni di dati • Abilità nel realizzare programmi modulari, basati su scomposizione di un problema in sotto-problemi risolti mediante un efficace utilizzo di funzioni • Abilità di utilizzo di strumenti di ausilio alla programmazione.

L’insegnamento ha natura incrementale rispetto a quello di “Informatica”, tenuto al primo semestre. Vi sono prerequisiti stringenti in termini di abilità di programmazione e conoscenza delle principali strategie algoritmiche, basate su costrutti condizionali e iterativi, su uso di dati scalari e strutturati. Si assume poi una capacità di soluzione di problemi (algoritmici) elementari. Tuttavia, l’introduzione del C come nuovo linguaggio, a valle dell’insegnamento del Python, fa si che, pur assumendo concetti di base come prerequisiti, una parte di questi siano rivisitati e presentati come nuovi. Più in dettaglio, si ritengono importanti, dal corso di “informatica”, conoscenze ed abilità, acquisite mediante il linguaggio Python, su: rappresentazione e manipolazione di dati scalari, di stringhe e di collezioni di dati quali liste e insiemi, input/output elementare, costrutti condizionali e iterativi, funzioni e loro utilizzo per realizzare programmi modulari. Si assume poi, sempre dall’insegnamento di “Informatica”, una conoscenza elementare dell’architettura dei sistemi di elaborazione (modello di Von Neumann) e della rappresentazione di numeri a caratteri.

Nozioni elementari di architettura e di logica (10 h) • richiami di architettura e funzionamento dell’elaboratore e della memoria centrale • il concetto di puntatore/indirizzo • compilazione, link esecuzione, organizzazione programma in memoria • Algebra di Boole e funzioni logiche Il C come secondo linguaggio (20 h) • Tipi base e I/O o tipi di dato primitivi (scalari), costanti simboliche o operazioni di I/O (su stdin/stdout e su file testo) • Costrutti di controllo condizionali e iterativi • Funzioni e passaggio parametri (by value/reference) • Dati aggregati o vettori e matrici statiche (di interi, float e caratteri) o stringhe e vettori di stringhe o strutture (tipi aggregati) Puntatori e allocazione dinamica in C (10 h) • il puntatore come riferimento a dato • elementi sintattici • dualità puntatore/vettore e aritmetica dei puntatori • allocazione dinamica, vettori e matrici dinamiche Problem-solving elementare (20 h) • analisi della complessità computazionale • problem solving: o algoritmi di ordinamento iterativi o problemi su numeri (problemi matematici e/o di algebra/geometria con matrici e vettori) o problemi di elaborazione testi (manipolazione testi, menu di selezione) o problemi di codifica di numeri e testi (es. crittografia, compressione ecc.) o problemi di verifica, selezione, ordinamento.

Lezioni: 30h Esercitazioni in aula: 15 h Esercitazioni in laboratorio: 15 h In aula si svolgeranno lezioni ed esercitazioni integrate. In laboratorio verranno proposti esercizi, da iniziare a svolgere anticipatamente a casa, che mettono in pratica le nozioni apprese.

• Deitel & Deitel, ‘Corso completo di programmazione C’, Apogeo, 2010 • G. Cabodi, P. Camurati, P. Pasini, D. Patti, D. Vendraminetto, ‘Dal problema al programma: introduzione al problem-solving in linguaggio C’, Apogeo, II edizione, 2016

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Struttura dell’esame L’esame, di durata massima 1h30, si compone di: • domande a risposta aperta o multipla su argomenti di cui si valuta il grado di conoscenza • esercizi di programmazione in cui si deve completare un programma, correggere un programma, simulare l’esecuzione di un programma • esercizi di problem-solving elementare in C: date le specifiche, si devono definire le strutture dati e l’algoritmo di soluzione e poi implementarli in linguaggio C. Il punteggio complessivo assomma a 33. Modalità di svolgimento dell’esame in remoto L’esame sarà a risposta aperta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). Per tener conto di eventuali problemi di accesso, l’accesso sarà consentito in una finestra temporale maggiore della durata (indicativamente 120 minuti). Una volta iniziata la prova, la durata è quella specificata (max 90 minuti). Il candidato potrà scorrere le domande avanti e indietro non essendo imposta alcuna sequenzialità. Materiale consultabile durante lo scritto: • Sarà fornito accesso a opportuno sito web come riferimento per il linguaggio C • NON è possibile consultare testi, appunti, dispense, etc. • NON è possibile utilizzare supporti di tipo elettronico oltre al PC (cellulari, palmari, portatili, etc.) Sperimentazione della piattaforma Exam con Respondus Come indicato nelle norme di Ateneo, lo studente è tenuto: • a verificare con largo anticipo di essere dotato degli strumenti hardware, software e di rete necessari allo svolgimento dell’esame • ad effettuare una simulazione, sul portale della didattica nella sezione "Esami in Remoto”, per poter identificare e risolvere eventuali criticità. In caso si riscontrino problemi, per questioni di dotazione hardware/software/rete lo studente deve aprire un ticket come indicato nelle norme di Ateneo. Nel caso si riscontrino problemi specifici al corso di Tecniche di Programmazione, lo studente invii al più presto una segnalazione ai docenti. Comportamento in caso di problemi tecnici Nel caso insorgano problemi in fase di esame: • lo studente non riesce a connettersi correttamente alla piattaforma Exam con Respondus: innanzitutto è opportuno riprovare più volte, ma, trascorsi non più di 10 minuti dall’inizio della prova deve contattare via e-mail i docenti per segnalarlo • se lo studente non risulta essersi connesso dal log della piattaforma Exam con Respondus e se non ha segnalato alcuna difficoltà, lo si considera non presentato all’appello • se lo studente si connette correttamente alla piattaforma Exam con Respondus, ma poi insorgono problemi tecnici (es. mancanza di connessione) che non consentano il regolare svolgimento della prova di esame, vale quanto definito nelle norme di Ateneo del 30 maggio 2020 al punto c). In particolare lo studente deve segnalare IMMEDIATAMENTE il problema direttamente mediante messaggio ai docenti. Se il problema sussiste ed impedisce di portare a termine l’esame, successivamente dovrà presentare specifica autocertificazione, di cui l’Ateneo fornisce fac-simile, in cui siano riportati con precisione la tipologia di problemi riscontrati, l’orario in cui i problemi si sono verificati, indirizzo del luogo dove si è svolta la prova e indicazione del provider per consentire l’eventuale effettuazione di controlli. Tale documento dovrà essere trasmesso ai docenti entro 60 minuti dal termine dell’esame. Comunicazione con i docenti durante l’esame Una volta fatto accesso alla piattaforma Exam con Respondus sarà reso disponibile un link a una Virtual Classroom in cui docenti e studenti potranno comunicare mediante un canale opportuno. Sarà comunque disabilitata qualsiasi forma di comunicazione tra studenti mediante Virtual Classroom. Si suggerisce di avere a disposizione carta e penna nel caso in cui per la soluzione dei vari esercizi fossero necessari passaggi intermedi su carta, prima di riportare la soluzione su Exam. Al termine dello scritto, lo studente riceve tramite la piattaforma Exam un file .pdf con il suo elaborato. In seguito deve caricare sul Portale entro tre giorni dalla data dello scritto: • una relazione (max 1 pagina) sulla soluzione adottata (strutture dati, algoritmo, etc.) per gli esercizi in cui è richiesta la scrittura di codice in C • una copia del o dei programmi corretti, con evidenziate le modifiche rispetto quangto consegnato. Qualora lo studente non carichi il materiale indicato entro la data prevista, la prova scritta non viene corretta.

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Struttura dell’esame L’esame, di durata massima 1h30, si compone di: • domande a risposta aperta o multipla su argomenti di cui si valuta il grado di conoscenza • esercizi di programmazione in cui si deve completare un programma, correggere un programma, simulare l’esecuzione di un programma • esercizi di problem-solving elementare in C: date le specifiche, si devono definire le strutture dati e l’algoritmo di soluzione e poi implementarli in linguaggio C. Il punteggio complessivo assomma a 33. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame sarà a risposta aperta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). Per tener conto di eventuali problemi di accesso, l’accesso sarà consentito in una finestra temporale maggiore della durata (indicativamente 120 minuti). Una volta iniziata la prova, la durata è quella specificata (max 90 minuti). Il candidato potrà scorrere le domande avanti e indietro non essendo imposta alcuna sequenzialità. L'esame scritto sarà svolto contemporaneamente in remoto e in presenza, quest'ultima in locali dell'Ateneo dotati di adeguate attrezzature, quali i LAIB. Materiale consultabile durante lo scritto: • Sarà fornito accesso a opportuno sito web come riferimento per il linguaggio C • NON è possibile consultare testi, appunti, dispense, etc. • NON è possibile utilizzare supporti di tipo elettronico oltre al PC (cellulari, palmari, portatili, etc.) Sperimentazione della piattaforma Exam con Respondus Come indicato nelle norme di Ateneo, lo studente è tenuto: • a verificare con largo anticipo di essere dotato degli strumenti hardware, software e di rete necessari allo svolgimento dell’esame • ad effettuare una simulazione, sul portale della didattica nella sezione "Esami in Remoto”, per poter identificare e risolvere eventuali criticità. In caso si riscontrino problemi, per questioni di dotazione hardware/software/rete lo studente deve aprire un ticket come indicato nelle norme di Ateneo. Nel caso si riscontrino problemi specifici al corso di Tecniche di Programmazione, lo studente invii al più presto una segnalazione ai docenti. Comportamento in caso di problemi tecnici Nel caso insorgano problemi in fase di esame: • lo studente non riesce a connettersi correttamente alla piattaforma Exam con Respondus: innanzitutto è opportuno riprovare più volte, ma, trascorsi non più di 10 minuti dall’inizio della prova deve contattare via e-mail i docenti per segnalarlo • se lo studente non risulta essersi connesso dal log della piattaforma Exam con Respondus e se non ha segnalato alcuna difficoltà, lo si considera non presentato all’appello • se lo studente si connette correttamente alla piattaforma Exam con Respondus, ma poi insorgono problemi tecnici (es. mancanza di connessione) che non consentano il regolare svolgimento della prova di esame, vale quanto definito nelle norme di Ateneo del 30 maggio 2020 al punto c). In particolare lo studente deve segnalare IMMEDIATAMENTE il problema direttamente mediante messaggio ai docenti. Se il problema sussiste ed impedisce di portare a termine l’esame, successivamente dovrà presentare specifica autocertificazione, di cui l’Ateneo fornisce fac-simile, in cui siano riportati con precisione la tipologia di problemi riscontrati, l’orario in cui i problemi si sono verificati, indirizzo del luogo dove si è svolta la prova e indicazione del provider per consentire l’eventuale effettuazione di controlli. Tale documento dovrà essere trasmesso ai docenti entro 60 minuti dal termine dell’esame. Comportamento in caso di problemi tecnici per esame in presenza Nel caso insorgano problemi in fase di esame: • lo studente avverte immediatamente i docenti che vigilano. Comunicazione con i docenti durante l’esame In remoto: una volta fatto accesso alla piattaforma Exam con Respondus sarà reso disponibile un link a una Virtual Classroom in cui docenti e studenti potranno comunicare mediante un canale opportuno. Sarà comunque disabilitata qualsiasi forma di comunicazione tra studenti mediante Virtual Classroom. In presenza: sono presenti docenti che vigilano cui lo studente si può rivolgere. Si suggerisce di avere a disposizione carta e penna nel caso in cui per la soluzione dei vari esercizi fossero necessari passaggi intermedi su carta, prima di riportare la soluzione su Exam. Si ricordi che viene valutato esclusivamente ciò che è caricato sulla piattaforma Exam. Al termine dello scritto, lo studente riceve tramite la piattaforma Exam un file .pdf con il suo elaborato. In seguito deve caricare sul Portale entro tre giorni dalla data dello scritto: • una relazione (max 1 pagina) sulla soluzione adottata (strutture dati, algoritmo, etc.) per gli esercizi in cui è richiesta la scrittura di codice in C • una copia del o dei programmi corretti, con evidenziate le modifiche rispetto quangto consegnato. Qualora lo studente non carichi il materiale indicato entro la data prevista, la prova scritta non viene corretta.