Informatica e Programmazionefimec.altervista.org/Informatica_&_Programmazione... · Docente: M....

Informatica e ProgrammazioneIngegneria Meccanica e dei Materiali

Università degli Studi di Brescia

Prof. Massimiliano Giacomin

INTRODUZIONE AL CORSO

Informatica e Programmazione – Università di Brescia 2Docente: M. Giacomin

COSA

PERCHÈ

COME


COSA

PERCHÈ

COME

COSA SONO L’INFORMATICA E LA PROGRAMMAZIONE(e cosa si studia in questo corso)


UNA VISIONE GIORNALISTICA

INFORMATICAstudio degli algoritmi che descrivono e trasformano l’informazione [ACM]


PROGRAMMAZIONErappresentazione di un algoritmo in un linguaggiocomprensibile ed eseguibile da un calcolatore(linguaggio di programmazione)

INFORMAZIONE, ALGORITMO, CALCOLATORE


INFORMAZIONE

Rappresentata mediante una sequenza di simboli

INFORMAZIONE SIMBOLI


ALGORITMO

ALGORITMO

INFORMAZIONE

Specifica come produrre lasoluzione ad un problema conuna sequenza di istruzioni


ALGORITMO, PROGRAMMA E CALCOLATORE

ALGORITMO

INFORMAZIONE

Specifica come produrre lasoluzione ad un problema conuna sequenza di istruzioni

SIMBOLI

PROGRAMMA(SIMBOLI)

Istruzioni espresse in unlinguaggio comprensibileed eseguibile da un calcolatore

LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI CON IL CALCOLATORE

calcolatore

uomo

risultati

programmazione

risoluzione

identificazione

dati

problema

esigenza

programma

algoritmo

esecuzione

spazio del problema

spazio della soluzione


LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI CON IL CALCOLATORE

calcolatore

uomo

risultati

programmazione

risoluzione

identificazione

dati

problema

esigenza

programma

algoritmo

esecuzione

spazio del problema



MODELLAZIONE

Rappresentazione semplificata della realtà:

selezionati gli aspetti utili per il problema di interesse

Esempio: l’archivio di una biblioteca

Mondo reale

- Titolo- Autori

- Stanza, scaffale- …

Modello


MODELLO

• Il calcolatore elabora simboli (secondo le regole del linguaggio di programmazione adottato)

• Questi simboli rappresentano la realtà secondo il modello identificato

• Non ci sono vincoli sui modelli utilizzati

L’informatica è pervasiva, coinvolge pressochétutti i campi della conoscenza (scientifica e umanistica)

FACCIAMO ALCUNI ESEMPI…


CALCOLATORE E PROBLEMI


NASA SOCCER https://www.grc.nasa.gov/www/K-12/airplane/soccercode.html

PROGETTAZIONE AREODINAMICA

http://www.hanleyinnovations.com/stallion3d.html

SIMULATORE DI VOLO (1)

SIMULATORE DI VOLO (2)

Software di simulazione (es. emissione e dispersione di inquinanti)

[immaginitratte dal sitowww.prode.com]


CAD (Computer Aided Design)


Un simulatore di processi logistico-produttivi (DVD assembly)


Simulazione comportamento di formiche


[realizzato con NetLogo, per gentile concessione di M. Cadei]

PROGRAMMA DEL CORSO


1. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (in senso lato)

2. PROGRAMMAZIONE IN LINGUAGGIO C(in senso lato)

Nonostante questa suddivisione “concettuale”, è molto più proficuoconsiderare il programma del corso come un tutt’uno…

I contenuti si possono suddividere in


calcolatore

uomo

risultati

programmazione

risoluzione

identificazione

dati

problema

esigenza

programma

algoritmo

esecuzione

spazio del problema


#include<stdio.h>#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]){int num;int successivo;

printf("Inserisci un numero\n");scanf("%d",&num);successivo=num+1;

printf(”%d+1=%d\n”,num,successivo);system("pause");return 0;

}

PARTE SU PROGRAMMAZIONE IN LINGUAGGIO C


calcolatore

uomo

risultati

programmazione

risoluzione

identificazione

dati

problema

esigenza

programma

algoritmo

esecuzione

spazio del problema


HARDWARE

Organizzazione: componenti (CPU, memoria, …) e interconnessione

ISA: linguaggio macchina del calcolatore

Sistema operativo SOFTWARE

API: interfaccia di programmazione per le applicazioni

Linguaggio assembly

Programma Assemblatore SOFTWARE

Linguaggio ad alto livello (es: il C)

SOFTWARECompilatore o interprete

livello dei circuiti

Applicazioni software SOFTWARE

Interfaccia grafica

Focus su:- principi funzionamento- influenze sulla programmazione

(es: problemi di “calcolo”per l’ingegneria)

PARTE SU ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE

• IN SENSO RISTRETTO:- dato un algoritmo, la sua rappresentazione in un linguaggio

di programmazione (linguaggio “formale” comprensibile da un calcolatore, necessario per la descrizione di algoritmi)

- es: linguaggio macchina MIPS, Fortran, Cobol, Basic, C, Pascal, Ada, C++, Java, Prolog, Lisp

• IN SENSO PIU’ AMPIO (= IN QUESTO CORSO!):- la risoluzione di problemi mediante lo sviluppo di un algoritmo e la sua espressione in un linguaggio di programmazione

- NON basta “conoscere le istruzioni”…


NOTA SULLA DEFINIZIONE DI “PROGRAMMAZIONE”

Informatica e Programmazione – Università di BresciaDocente: M. Giacomin

COSA

PERCHÈ

COME

PERCHE' QUESTO CORSO A INGEGNERIA

26


OBIEZIONE COMUNE*

A che servono all’ingegnere (meccanico e dei materiali) i principi di funzionamento del calcolatore e la programmazione? Meglioimparare qualche software specifico che userònel futuro.

*parte delle considerazioni espresse in questi lucidi sono liberamente ispirate alle “Considerazioni sulla didattica” del Prof. Dino Mandrioli, vedi http://home.deib.polimi.it/mandriol/SitoItaliano/consdidattica.html”

PRIMA MOTIVAZIONE

Nota:immagine dawww.goal.com

PRIMA MOTIVAZIONE (LA MENO IMPORTANTE)

SIAMO NEL 2019!

APPLICAZIONI DELL’INFORMATICA DI SIGNIFICATIVO

INTERESSE PER OGNI CAMPO DI INDAGINE E APPLICAZIONE,

COMPRESA L’INGEGNERIA MECCANICA E DEI MATERIALI

ESEMPIO: Controllo di sistemi meccanici

17/9/2018 MotoGP Tech, l'analisi tecnica della Yamaha M1: ecco perché non va | Sky Sport

https://sport.sky.it/motogp/2018/05/31/motogp-2018-yamaha-analisi-problemi.html 1/12

(/motogp/2018/05/31/motogp-2018-yamaha-analisi-problemi.print.html)

31 maggio 2018

MotoGP Tech, l'analisi tecnica della Yamaha M1: eccoperché non va

(Foto: Getty Images)

MotoGP Tech - I mali della M1 sono tutti legati allo sviluppo portato avanti da due anniin qua; vediamo quali sono, settore per settore

IL SIPARIETTO TRA ROSSI E LORENZO(https://sport.sky.it/motogp/2018/06/03/motogp-gp-mugello-2018-lorenzo-rossi-siparietto-pace.html?intcmp=sport_topstories)

L'ORDINE DI ARRIVO AL MUGELLO (https://sport.sky.it/motogp/diretta-live.html)

LA CLASSIFICA (https://sport.sky.it/motogp/classifiche.html) - IL CALENDARIO(https://sport.sky.it/motogp/calendario.html?zoneid=menued-

t t g l d i )

NEWS (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/NEWS.HTML) VIDEO (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/VIDEO.HTML) CLAMOTOGP (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/HOME.HTML?ZONEID=MENUED-SPORT_LOGO_NULL) đ

(https://sport.sky.it?zoneid=menued-sport_logo_null)

17/9/2018 MotoGP Tech, l'analisi tecnica della Yamaha M1: ecco perché non va | Sky Sport

https://sport.sky.it/motogp/2018/05/31/motogp-2018-yamaha-analisi-problemi.html 1/12

(/motogp/2018/05/31/motogp-2018-yamaha-analisi-problemi.print.html)

31 maggio 2018

MotoGP Tech, l'analisi tecnica della Yamaha M1: eccoperché non va

(Foto: Getty Images)

MotoGP Tech - I mali della M1 sono tutti legati allo sviluppo portato avanti da due anniin qua; vediamo quali sono, settore per settore

IL SIPARIETTO TRA ROSSI E LORENZO(https://sport.sky.it/motogp/2018/06/03/motogp-gp-mugello-2018-lorenzo-rossi-siparietto-pace.html?intcmp=sport_topstories)

L'ORDINE DI ARRIVO AL MUGELLO (https://sport.sky.it/motogp/diretta-live.html)

LA CLASSIFICA (https://sport.sky.it/motogp/classifiche.html) - IL CALENDARIO(https://sport.sky.it/motogp/calendario.html?zoneid=menued-

t t g l d i )

NEWS (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/NEWS.HTML) VIDEO (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/VIDEO.HTML) CLAMOTOGP (HTTPS://SPORT.SKY.IT/MOTOGP/HOME.HTML?ZONEID=MENUED-SPORT_LOGO_NULL) đ

(https://sport.sky.it?zoneid=menued-sport_logo_null)

https://sport.sky.it/motogp/2018/05/31/motogp-2018-yamaha-analisi-problemi.html

http://www.corsedimoto.com/in-pista/motomondiale/motogp-perche-alcune-squadre-sono-piu-avanti-con-lelettronica/

http://www.corsedimoto.com/in-pista/motomondiale/

In generale: è sempre più difficile trovare sistemi meccanici “puri”

SISTEMAMECCANICO

SENSORE E TRASDUTTORE

A/D

μPROCESSORE

D/AATTUATORE

MODELLO

ALGORITMO

ESEMPIO

• Electronic Stability Program- input: angolo sterzo, pressione sul freno, velocità singole ruote,

rotazione auto sul proprio asse, accelerazione laterale, …- output: freni singole ruote / potenza motore


• Controllo elettronico del motore- input: posizione pedale acceleratore, quantità carburante iniettato sui cilindri, corsa e fase valvole aspirazione e scarico…

- output: parametri iniezione, ecc.

… … …

SECONDA MOTIVAZIONE (LA PIU’ IMPORTANTE)

Quali competenze per l’ingegnere?


IL TREND ATTUALE (PERCEPITO)

L’importante non èsapere ma SAPER FARE

Di tutto ciò che ho imparato ad ingegneria, poco o nulla ho usato nella pratica

INGEGNERE: da Capacità mentale

CongegnoINGENIUM

Quali competenze per l’ingegnere?

- Capacità di seguire procedure standardizzate o di risolvere (e studiare) nuovi problemi?

- iperspecializzazione o multidisciplinarietà?


IL TREND ATTUALE (REALE)

• Dinamicità e obsolescenza tecnologie

è Non è possibile sapere oggi ciò che servirà domani

• Complessità crescente e necessità di integrare molte competenze

(es: esiste ancora un sistema puramente meccanico?)

è Imparare a “studiare” e apprendere competenze di settori

diversi, o perlomeno a dialogare

• Valore dell’INNOVAZIONE

Che cos’è l’innovazione? Esempio: una delle prime innovazioni


Capacità sviluppate studiando l’Informatica

• CAPACITÀ DI AFFRONTARE PROBLEMI NUOVI

- analizzare un problema specifico in un contesto

- definire un modello per risolvere un problema

(influenza rappresentazione è soluzione: alternative)

- lavorare a diversi livelli di astrazione

- decomporre il problema in sottoproblemi (per passi successivi)

- analizzare diverse possibili soluzioni

- attenzione all’eleganza concettuale, semplicità

• RIGORE METODOLOGICO, PRECISIONE

PERCHÈ

Informatica e Programmazione – Università di BresciaDocente: M. Giacomin

COSA

COME- Come svolgo il corso- Come si deve studiare- Informazioni pratiche (es. modalità di esame)

40


LEGO E LEGO TECHNIC


SCOPO DI QUESTO CORSO


La matematica NON è “applicare formule”, l’informatica NON è USARE il computer o conoscere tecnicismi…

Una visione distorta dell’informatica

COSA NON SI FARA’ NEL CORSO

- Non si tratterà l’uso di specifiche applicazioni (es: word, excel, ecc.)

- Non tecnicismi ed elenchi di tecnologie, ma abitudine a risolvere i problemi



I MODELLI DELL’INFORMATICA

• GENERALI• FLESSIBILI

(non esiste un modello pronto, bisogna inventarselo oadattarne uno conosciuto al problema da risolvere)

• PRECISI- attenzione: i concetti sono/sembrano SEMPLICI- ma vanno compresi bene- l’insieme di due concetti “individualmente semplici”

diventa complicatissimo, se non li si è compresi!

NON DARE RETTA ALL’ “AMICO CHE SA PROGRAMMARE”E POI NON DITEMI CHE NON VE L’AVEVO DETTO!

ARTICOLAZIONE LEZIONI


1. LEZIONI DI “TEORIA ED ESERCIZI” SU ARCHITETTURA CALCOLATORE

2. LEZIONI SU (PROGRAMMAZIONE IN) LINGUAGGIO C3. ESERCITAZIONI SULLA PROGRAMMAZIONE IN C:

- SOPRATTUTTO individuali (vedere lucidi sul sito)- alcune “guidate” – in aula con gli esercitatori

4. ESPERIENZE DI LABORATORIO: LA PROGRAMMAZIONESU DOMINI APPLICATIVI COMPLESSI

- molto utili per avere una visione più ampia del corso- e per vedere “sul campo” l’applicazione dei concetti appresi

Contattarmi

Studio n. 27 del Dipartimento di Ingegneria dell’InformazioneE-mail: [email protected]

(no per chiedere quando escono i risultati!)

Orario di ricevimento: vedi bacheca- meglio preavvisare via mail


Sito web del corso

http://fimec.altervista.org

• Diapositive delle lezioni e delle esercitazioni (in pdf)• Software gratuito per sviluppo e sperimentazione

di programmi C[avete tutti un calcolatore?]

• News, appelli d’esame precedente, risultati esami


Libri di testoLibro di testo sulla parte “teorica”:

• G. Guida, M. Giacomin, “Fondamenti di Informatica”, Franco Angeli, 2006

Libro di testo sul linguaggio C:

• P. Deitel, H. Deitel, “Il linguaggio C – fondamenti e tecniche di programmazione”, PEARSON

o, in alternativa:

• K.M. King, “Programmazione in C”, APOGEO

o, in alternativa: qualunque altro libro sul C!


• L’esame è costituito da due prove• Una prova scritta di teoria consistente in:

– Esercizi sui numeri binari e sui codici– Domande ed esercizi di teoria (di varia tipologia)– Domande sul linguaggio C (NO sviluppo di programmi!)

• Una prova scritta di programmazione• Per entrambe le prove: voto max 30• Le prove verranno tenute lo STESSO GIORNO nella STESSA

AULA, in orari successivi:- prima la teoria (circa 1h / 1h.15)- pausa 5 / 10 min- poi la programmazione (circa 1h.15 / 1h.30)


Modalità d’esame

Per superare l’esame occorre:• Prendere un voto sufficiente nella teoria (>=18), poi• Sostenere la prova di programmazione(quando si vuole, anche dopo anni! Ma solo DOPO la teoria!)- per gli studenti che affrontano la prova di teoria e programmazione lo stesso giorno, la prova di programmazioneviene corretta solo se la teoria è sufficiente


IMPORTANTE: - UN TENTATIVO PER LA PROGRAMMAZIONE

(se si fallisce bisogna ripartire dalla teoria!)- però ci si può ritirare entro 10 minuti dall’inizio della prova diprogrammazione, senza che questa porti ad un “fallimento”

NOTE SULLA PROVA DI TEORIA• Consentito uso del testo ufficiale del corso + un manuale sul C, NO:

- libri fotocopiati o fotocopie di qualsiasi tipo- appunti, lucidi del corso, calcolatrice

NOTE SULLA PROVA DI PROGRAMMAZIONE

• Consentito l’uso del testo di teoria e di un manuale sul C, ma non:- libri fotocopiati o fotocopie di qualsiasi tipo- appunti, lucidi del corso

NOTE SU ENTRAMBE LE PROVE

PER CHI VIENE SORPRESO A COPIARE, FAR COPIARE, USAREAPPARECCHI RICETRASMITTENTI O CONSULTARE MATERIALE NON CONSENTITO: ORALE (DIS)INTEGRATIVO


VALIDITA’ DEI VOTI

• Come visto, il voto della teoria rimane valido (a meno di un fallimento nella prova di programmazione)

• Si può ripetere una prova superata (teoria o programmazione) per migliorare il voto, ma il voto nuovo annulla in ogni caso il voto precedente!

• Ritirarsi nella teoria o dopo 10 minuti nella prova di programmazionecomporta un fallimento


VOTO FINALE

Media dei voti delle due prove (teoria e programmazione) arrotondata per eccesso

Quanti esami/quando• Due appelli nella sessione “invernale”(subito dopo la fine delle lezioni)

• Un appello nella sessione “pasquale”• Un appello nella sessione “estiva” (giugno-luglio)• Un appello nella sessione “di recupero” (agosto-settembre)

Appello = PROVA TEORIA + PROVA DI PROGRAMMAZIONE


Modalità d’esame “con compitini”• Per chi segue proficuamente il corso: DUE compitini

(prove intermedie) che comprendono sia teoria sia programmazione• Voto max di ogni compitino:

- primo compitino 12 punti- secondo compitino 18 punti (min 6 punti nel primo)

• Chi li supera può registrare direttamente il voto finale


NOTE

- RISERVATI AGLI STUDENTI DEL PRIMO ANNO- NON ESISTONO “RECUPERI”: CHI NON LI SUPERA

AFFRONTA L’ESAME STANDARD


ISCRIZIONE ALLE PROVE SCRITTE

• Le prove scritte sono indicate in ESSE3 come “prove intermedie”di teoria e programmazione, NON COME APPELLI (!!!)

• Iscriversi e non venire all’esame NON ha conseguenze (= non essersi iscritti)• Non iscriversi all’esame comporta l’esclusione

(SE NON RIUSCITE A ISCRIVERVI NON E’ UN PROBLEMA MIO:- CHIEDETE/PROTESTATE CON L’AMMINISTRAZIONE)

REGISTRAZIONE VOTI

• La registrazione è online: è sufficiente iscriversi ad un APPELLOe, dopo aver ricevuto un avviso via mail, confermare il voto(vale il silenzio/assenso)

• La procedura da seguire ed ulteriori dettagli sono indicati nel REGOLAMENTO D’ESAME: LEGGETELO!!!

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