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 accedere a parti 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 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

Slides; Libro di testo; Libro di esercitazione; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Esercitazioni di laboratorio risolte; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di auto-valutazione;

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

Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... 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. L’esame sarà a risposta aperta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo. Nel caso di problemi tecnici, si passerà ad esame scritto su carta, con contenuti e struttura immutati. Materiale consultabile durante lo scritto: • Sarà fornito accesso materiale di riferimento per il linguaggio C (elenco di funzioni di libreria) • NON è possibile consultare testi, appunti, dispense, etc. • NON è possibile utilizzare supporti ditipo elettronico oltre al PC (cellulari, palmari, portatili, etc.) Al termine dello scritto, lo studente riceve un file .pdf con il suo elaborato. Qualora si adotti la versione cartacea, è possibile fare fotografie del proprio elaborato al termine dell'esame stesso. In seguito lo studente 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 quanto consegnato. Qualora lo studente non carichi il materiale indicato entro la data prevista, la prova scritta non viene corretta.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.