Fondamenti di Informatica / Fondamenti di Inf. A / Lab. di Ing. Inf. biomedica — 2019/2020
L. in Ingegneria Biomedica, L. in Ingegneria Elettronica per l'energia e l'informazione, Università di Bologna
Avvisi
Questa edizione del corso è conclusa. A partire dall'anno accademico 2020/2021 non sono più il titolare di questo insegnamento; questa pagina resta comunque disponibile come copia d'archivio.
Programma e libri di testo
Questa è la pagina dei corsi di Fondamenti di Informatica e Laboratorio di Ingegneria Informatica Biomedica per la laurea in Ingegneria Biomedica, e Fondamenti di Informatica A per la laurea in Ingegneria Elettronica per l'Energia e l'Informazione, AA 2019/2020, Università di Bologna (campus di Cesena).
Il corso è si compone di lezioni in aula ed esercitazioni in laboratorio.
I docenti del corso sono:
- Moreno Marzolla (lezioni in aula)
- Sara Montagna (laboratorio)
- Michele Braccini (tutor per il laboratorio)
Programma
Programma comune ai corsi di Fondamenti di Informatica (ing. biomedica) e Fondamenti di Informatica A (ing. elettronica):
- Rappresentazione dell'informazione: logica binaria; rappresentazione dell'informazione numerica (rappresentazione binaria in complemento a due, rappresentazione di numeri floating-point); rappresentazione dell'informazione non numerica: audio, immagini; I concetti di campionamento e discretizzazione; compressione lossy e lossless.
- Architettura dei calcolatori: l'architettura di Von Neuman (CPU, memoria, input/output). la struttura di una CPU; breve introduzione ai circuiti logici.
- Introduzione agli algoritmi: definizione di algoritmo; esempi; correttezza degli algoritmi.
- Linguaggio C: costrutti fondamentali del linguaggio (tipi, espressioni, funzioni, strutture di controllo e cicli); programmazione strutturata; iterazione e ricorsione; array e puntatori; gestione della memoria.
- Fondamenti teorici dell'informatica: la macchina di Turing; funzioni calcolabili e non calcolabili.
Programma del corso di Laboratorio di Ingegneria Informatica biomedica (solo ing. biomedica):
- Linguaggio MATLAB: tipi di dato, costrutti fondamentali del linguaggio, funzioni, strutture di controllo e cicli.
Programma dettagliato d'esame
La tabella seguente indica gli argomenti da studiare, in base all'esame che si deve sostenere.
Chi ha nel piano di studi l'esame da 9 CFU (cioè gli studenti di ing. elettronica, e gli studenti di ing. biomedica immatricolati prima del 2019/2020) svolgeranno l'esame sugli argomenti indicati sulla colonna "FINFA 9 CFU"
Chi ha nel piano di studi due esami distinti da 6 e 3 CFU (cioè gli studenti di ing. biomedica immatricolati nel 2019/2020) dovranno sostenere due esami distinti e indipendenti il cui programma è indicato nelle colonne "FINF 6 CFU" e "LIIB 3 CFU"
Come regola generale, tutto quanto fatto in aula col prof. Marzolla è argomento d'esame sia per chi ha il corso da 6 CFU che per coloro che hanno il corso da 9 CFU. (FINFA = Fondamenti di Informatica, LIIB = Laboratorio di Ingegneria Informatica Biomedica)
| Argomento | FINF 6 CFU | FINFA 9 CFU | LIIB 3 CFU |
|---|---|---|---|
| Introduzione | X | X | |
| Rappresentazione informazione | X | X | |
| Architettura calcolatori | X | X | |
| Algoritmi | X | X | |
| Intro C | X | X | |
| Tipi e valori | X | X | |
| Espressioni | X | X | |
| Strutture di controllo | X | X | |
| Funzioni | X | X | |
| Array | X | X | |
| Algoritmi su Array | X | X | |
| Array e puntatori | X | X | |
| Ricorsione | X | X | |
| Strutture e liste | X | ||
| Invarianti | X | X | |
| Teoria della calcolabilità | X | X | |
| MATLAB | X |
Libri di testo
Il seguente materiale viene utilizzato nei corsi di Fondamenti di Informatica e Fondamenti di Informatica A (parte comune sia a ing. biomedica che ing. elettronica):
- Paul J. Deitel, Harvey M. Deitel, Il linguaggio C: fondamenti e tecniche di programmazione 8/ed, Pearson, 2016, ISBN 978-8891901651. Fortemente consigliato, soprattutto a coloro che non hanno precedenti esperienze di programmazione.
- Moreno Marzolla, Fondamenti di Informatica dispensa sulla parte teorica.
Il materiale seguente viene utilizzato nel corso di Laboratorio di Ingegneria Informatica biomedica:
- Stormy Attaway, MATLAB: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving, Elsevier, ISBN 9780128154793 Solo per chi ha nel piano di studi il corso di Laboratorio di Ingegneria Informatica Biomedica da 3 CFU
Altri libri, per chi desidera approfondire:
- Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie, The C Programming Language, Second Edition
Prentice Hall, Inc., 1988. ISBN 0-13-110362-8 (paperback),
0-13-110370-9 (hardback).
Libro di riferimento per la programmazione in linguaggio C, scritto dagli autori del linguaggio stesso. È un testo un po' sintetico, quindi non lo consiglio a coloro che affrontano la programmazione per la prima volta; per tutti gli altri è invece altamente consigliato. - Steve Summit, C programming notes
Software usato in laboratorio
In laboratorio verrà usato Code::Blocks per lo sviluppo e la compilazione di programmi in linguaggio C. Si tratta di software libero disponibile gratuitamente per Linux, Windows e MacOSX. Viste le esigenze abbastanza basilari di questo corso, chi vuole esercitarsi sul proprio PC e ha difficoltà ad installare Code::Blocks può usare un qualunque altro ambiente di sviluppo equivalente (ad es., CodeLite, Visual Studio, Xcode e simili). Se l'esame si svolge in presenza, è necessario usare Code::Blocks; se l'esame si svolge online, è possibile usare qualunque ambiente di sviluppo si desideri.
Dal sito di Code::Blocks è possibile scaricare la versione adatta al proprio sistema operativo:
- Versione Windows (quella da scaricare è codeblocks-17.12mingw-setup.exe, copia locale)
- Versione Linux; consiglio comunque di provare per prima cosa a installare la versione di Code::Blocks dal repository della propria distribuzione (es., gli utenti Ubuntu possono usare il comando
sudo apt-get install codeblocks
per installare Code::Blocks dal repository di Ubuntu) - Versione MacOSX (copia locale; link modificati per puntare alla versione più recente, che dovrebbe funzionare anche con le ultime versioni di MacOSX; in caso di problemi, consiglio di usare Xcode, che a parte l'interfaccia grafica è equivalente a Code::Blocks)
- Per chi ha problemi con l'installazione di un compilatore: esistono ambienti di compilazione interamente basati sul Web, a cui si accede tramite browser senza dover installare nulla (lo svantaggio è che serve una connessione Internet, e occorre tenersi una copia locale dei propri programmi dato che non consentono di salvare i file in remoto). Esempi: onlinegdb.com, rextester.com, repl.it.
Nel corso di Laboratorio di Ingegneria Informatica biomedica si userà MATLAB, che non è liberamente scaricabile. Esiste però una alternativa libera quasi completamente compatibile (a parte l'interfaccia grafica diversa). Si tratta di GNU Octave, disponibile per Windows, Linux e MacOSX.
Orario delle lezioni
| Dal 2/3 al 11/3 | |
|---|---|
| Lunedì | 11:00—13:00, |
| Martedì | 14:00—17:00, |
| Mercoledì | 12:00—14:00, |
| Dal 13/3 in poi | |
| Lunedì | 11:00—13:00, |
| Martedì | 14:00—17:00, |
| Mercoledì | 13:00—16:00 (biomedici che hanno due corsi da 6 e 3 CFU), |
| Venerdì | 12:00—15:00 (elettronici; biomedici anni precedenti), |
Esami
Salta alle lezioni e laboratorio
Appelli d'esame
Nota: L'esatto orario di inizio delle prove d'esame verrà comunicato sulle pagine web del corso e via mail agli iscritti; potrà rendersi necessario organizzare più turni, eventualmente anche nel giorno successivo a quello indicato su AlmaEsami. Per partecipare all'esame è obbligatorio essere iscritti tramite AlmaEsami prima della chiusura delle liste (le liste chiudono indicativamente 7-10 giorni prima). Chi non risulta iscritto non può partecipare, senza eccezioni; il motivo è spiegato qui.
Gli appelli di Fondamenti di Informatica (6 CFU), Fondamenti di Informatica A (9 CFU), Laboratorio di Ingegneria Informatica biomedica (3 CFU) si svolgono nelle date e orari indicati sotto. Ciascun esame ha una propria lista di iscrizione.
A causa della situazione estremamente incerta, le date indicate potrebbero essere soggette a modifiche dell'ultimo minuto. In particolare, potrà rendersi necessario organizzare più turni, anche nei giorni successivi alla data fissata.
| Sessione estiva (Giugno-Luglio 2020) | |
|---|---|
| I | 15/6/2020, ore 09:00 (6 CFU); ore 14:00 (9 CFU) |
| II | 30/6/2020, ore 09:00 (6 CFU); ore 14:00 (9 CFU) |
| III | 16/7/2020, ore 09:00 (6 CFU); ore 14:00 (9 CFU) |
| Sessione autunnale (Settembre 2020) | |
| I | 8/9/2020, ore 09:00 (6 CFU); ore 10:45 (9 CFU) |
| Sessione invernale (Gennaio-Febbraio 2021) | |
| I | 14/1/2020 Online |
| II | 11/2/2020 Online |
Regole d'esame
Le regole seguenti fanno riferimento agli esami in modalità provvisoria online. Vista la situazione estremamente movimentata, le modalità d'esame potrebbero cambiare a seguito di indicazioni diverse da parte dell'Ateneo.
- L'esame della sessione estiva (giugno/luglio 2020) si svolge online utilizzando le piattaforme Esami Online (EOL) e Zoom. Si faccia riferimento alle istruzioni sul sito di Ateneo.
- Per sostenere l'esame online occorre essere dotati di un PC (fisso o portatile) con connessione stabile a Internet, di una webcam e di un microfono. Durante la prova potrà essere chiesta la condivisione del proprio schermo verso i docenti. La webcam e il microfono vanno tenuti attivi durante l'intera durata della prova. Chi non dispone di webcam e un microfono, o non riesce a farli funzionare durante l'esame, non potrà sostenere l'esame.
- Per sostenere una prova d'esame è necessario essere iscritti alla lista su AlmaEsami. La lista chiude circa 7-10 giorni prima della data d'esame, per cui è necessario iscriversi per tempo. L'esame viene predisposto automaticamente sulla base degli iscritti, pertanto chi non risulta iscritto al momento della chiusura della lista non può essere ammesso all'esame.
- Il programma d'esame è sempre quello dell'anno accademico più recente in cui è stato tenuto il corso; questo vale sia per i nuovi studenti, sia per quelli immatricolati in anni precedenti.
- Come da regolamento di Ateneo, ci saranno 6 appelli d'esame: 3 nella sessione estiva (giugno-luglio), 1 nella sessione autunnale (settembre), e 2 nella sessione invernale dell'anno solare successivo (gennaio-febbraio). Salvo diverse indicazioni dell'Ateneo, non verranno effettuati altri appelli.
- Per chi deve sostenere l'esame da 6 CFU: la prova dura 60 minuti e si compone di alcune domande di teoria (di norma 3) e alcuni esercizi di programmazione (di norma 2). Il numero di domande ed esercizi è puramente indicativo e potrà variare in base al livello di difficoltà.
- Per chi deve sostenere l'esame da 9 CFU: la prova dura 90 minuti e si compone di alcune domande di teoria (di norma 4) e alcuni esercizi di programmazione (di norma 3). Il numero di domande ed esercizi è puramente indicativo e potrà variare in base al livello di difficoltà.
- Tutte le domande e gli gli esercizi potranno essere consegnati tramite browser; non dovrebbe quindi essere necessario inviare scansioni o altro.
- [New] Ogni domanda ed esercizio riporta il punteggio massimo. La somma
dei punteggi massimi potrebbe essere inferiore a 31. In tal caso,
dopo la valutazione manuale di tutti gli esercizi da parte dei
docenti, EOL calcolerà il voto proporzionato a 31; es., se si
ottengono 15 punti su un massimo di 23, il voto finale viene
calcolato come (15/23)×31 (31 equivale a 30 e lode). Tuttavia,
questo non è il quiz per la patente: invito
tutti a svolgere il compito al meglio senza fare il risiko della
raccolta punti
. - Non c'è orale, ad esclusione di situazioni in cui i docenti ritengano necessari dei chiarimenti sul proprio elaborato.
- Gli esercizi di programmazione possono consistere in brevi programmi da scrivere da zero, oppure nel completamento di programmi di cui viene fornito lo scheletro. Fa sempre fede la specifica del problema: un programma è corretto se e solo se rispetta completamente le specifiche date. È responsabilità di ciascuno verificare la correttezza di quanto consegnato, eventualmente aiutandosi con casi di test, oppure integrando i casi di test già presenti nel caso in cui vengano forniti.
- La prova d'esame è unica, e va sostenuta per intero. La prova si intende superata raggiungendo un punteggio minimo di 18/30
- Durante l'esame è possibile utilizzare una calcolatrice (oppure un equivalente programma sul proprio pc) nel caso in cui sia necessario svolgere semplici calcoli. È possibile sviluppare codice C utilizzando Code::Blocks, oppure Xcode o qualunque altro ambiente di sviluppo per il linguaggio C.
- Durante la prova verrà richiesta la condivisione dello schermo del pc. Sarà inoltre obbligatorio spegnere cellulari/tablet e altri dispositivi nelle vicinanze della postazione di lavoro. Ogni inosservanza comporterà l'annullamento della prova per tutti.
- In caso di copiatura anche di parte dell'elaborato o di comportamenti anomali si procederà all'annullamento del compito di tutti gli studenti/studentesse coinvolti. Le situazioni anomale potranno essere rilevate anche dopo la conclusione dell'esame. Verrà data comunicazione all'ufficio disciplinare di Ateneo che gestirà la pratica in accordo con le norme vigenti.
- Chi intende ritirarsi può darne
comunicazione via mail ai docenti, dal proprio indirizzo di posta
istituzionale, entro la fine del compito. Molto più
semplicemente, è possibile ritirarsi scollegandosi da EOL
senza
terminare
la prova. - I voti verranno pubblicati su AlmaEsami, e agli studenti
verrà inviata comunicazione al proprio indirizzo mail
istituzionale (@studio.unibo.it). Chi intende
rifiutare un voto sufficiente dovrà darne
comunicazione al docente entro la scadenza e con le modalità
indicate nella mail di notifica (indicativamente, entro 7
giorni). In caso di rifiuto del voto verrà verbalizzato
rifiutato
. Chi intende accettare il voto non dovrà fare nulla: tutti i voti non esplicitamente rifiutati verranno verbalizzati dopo la scadenza. Non si tengono voti in sospeso: chi intende ripresentarsi per migliorare il voto deve prima rifiutare il voto già conseguito. - Tutti i voti sono sempre verbalizzati (inclusi
respinto
eritirato
), e resteranno permanentemente su AlmaEsami. Si noti però cherespinto
eritirato
non concorrono al calcolo della media dei voti. - L'esame è un momento amministrativo ufficiale, e va affrontato con la dovuta serietà: di conseguenza, chi si iscrive ad un esame è tenuto a presentarsi dopo aver studiato in modo adeguato. Chi non può presentarsi è pregato di cancellarsi (è possibile cancellarsi in qualsiasi momento, anche dopo la chiusura della lista).
Lezioni e laboratorio
I lucidi non sono da considerare come sostitutivi della frequenza alle lezioni. I lucidi e il calendario delle lezioni potranno subire aggiornamenti; per chi vuole stampare il materiale, suggerisco di farlo il più tardi possibile. I file in formato odp si leggono con LibreOffice; a meno che non siate interessati a modificarne il contenuto, consiglio di usare la versione PDF.
I lucidi sono
distribuiti con licenza Creative Commons (l'esatta
versione è indicata nella seconda pagina di ciascun
documento).
| Data | Ora | Argomento |
|---|---|---|
| Lun 2/3/2020 | 11:00—13:00 | Introduzione al corso [ODP] [PDF] [Video] |
| Mar 3/3/2020 | 14:00—17:00 | Rappresentazione dell'informazione (Dispensa cap. 1) [ODP] [PDF] [Note] [Video] [Video rappresentazione binaria] [Video somma binaria] [Video: esercizi] |
| Mer 4/3/2020 | 12:00—14:00 | Architettura dei calcolatori (Dispensa cap. 2) [ODP] [PDF] |
| Lun 9/3/2020 | 11:00—13:00 | Algoritmi (Dispensa cap. 3.1) [ODP] [PDF] [Video: esercizio ricerca sequenziale] [Video: esercizio calcolo primo e secondo minimo] |
| Mar 10/3/2020 | 14:00—17:00 | Introduzione al linguaggio C (Libro cap. 2, dispensa cap 4.1) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mer 11/3/2020 | 12:00—14:00 | Introduzione al linguaggio C (cont.) |
| Ven 13/3/2020 | 12:00—14:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 16/3/2020 | 11:00—13:00 | Tipi e valori [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mar 17/3/2020 | 14:00—17:00 | Espressioni [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] [Video: esercizio stampa cifre di un numero] |
| Mer 18/3/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 20/3/2020 | 12:00—14:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 23/3/2020 | 11:00—13:00 | Espressioni (cont.) |
| Mar 24/3/2020 | 14:00—17:00 | Strutture di controllo (Libro cap. 3 e 4) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mer 25/3/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 27/3/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 30/3/2020 | 11:00—13:00 | Strutture di controllo (cont.) |
| Mar 31/3/2020 | 14:00—17:00 | Funzioni (Libro cap. 5) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mer 1/4/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 3/4/2020 | 12:00—14:00 | Laboratorio elettronici [Video: soluzione esercizio Lynch-Bell] |
| Lun 6/4/2020 | 11:00—13:00 | Funzioni (cont.) |
| Mar 7/4/2020 | 14:00—17:00 | Array (Libro cap. 6) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] [Video: soluzione esercizio array ordinato] [Video: soluzione esercizio valore che compare tre volte] |
| Mer 8/4/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici [Video: soluzione esercizio Lynch-Bell] |
| Ven 10/4/2020 | Vacanze di Pasqua | |
| Lun 13/4/2020 | Vacanze di Pasqua | |
| Mar 14/4/2020 | Vacanze di Pasqua | |
| Ven 17/4/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 20/4/2020 | 11:00—13:00 | Array (cont.) [Video: inizializzazione matrice tridiagonale] |
| Mar 21/4/2020 | 14:00—17:00 | Algoritmi su array [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mer 22/4/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 24/4/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 27/4/2020 | 11:00—13:00 | Algoritmi su Array (cont.) |
| Mar 28/4/2020 | 14:00—17:00 | Array e puntatori (Libro cap. 7, 8.1, 8.2) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] |
| Mer 29/4/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 30/4/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 4/5/2020 | 11:00—13:00 | Array e puntatori (cont.) |
| Mar 5/5/2020 | 14:00—17:00 | Ricorsione (Libro cap. 5 da 5.14 in poi) [ODP] [PDF] [Esempi dai lucidi] Video di un mio intervento su frattali e strutture ricorsive in natura |
| Mer 6/5/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 8/5/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 11/5/2020 | 11:00—13:00 | Ricorsione (cont.) |
| Mar 12/5/2020 | 14:00—17:00 | Invarianti (Dispensa cap. 3.2) [ODP] [PDF] Per chi volesse approfondire (attenzione, è un articolo piuttosto tecnico che va al di là del livello base di questo corso)
|
| Mer 13/5/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 15/5/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 18/5/2020 | 11:00—13:00 | Asserzioni e invarianti (cont.) |
| Mar 19/5/2020 | 14:00—17:00 | Teoria della calcolabilità e Macchine di Turing (Dispensa cap. 6) [ODP] [PDF] Altre risorse per chi vuole approfondire:
|
| Mer 20/5/2020 | 13:00—16:00 | Laboratorio biomedici |
| Ven 22/5/2020 | 12:00—15:00 | Laboratorio elettronici |
| Lun 1/6/2020 | 11:00—13:00 | Simulazione d'esame |
