Corso di laurea: Informatica Programmazione per l'A.A. 2021/2022

Il corso, per un totale di 6CFU, è suddiviso in 4 parti di diversa ampiezza, come sotto delineato. Ognuna delle parti si conclude con uno o più casi studio di particolare importanza.

Parte I: Insiemi e Relazioni (1.5 CFU):

Introduzione alla Logica Proposizionale e agli operatori di base.

Il concetto di insieme e le proprietà di base. Insiemi ed operazioni tra di essi. Dimostrazione diretta. Esercizi su Insiemi

Famiglie di insiemi. Insieme prodotto. Paradossi.

Relazioni binarie e funzioni. Relazioni di Equivalenza. Relazioni d’ordine, Rappresentazione di insiemi finiti
Esercizi e Problemi su Relazioni e Famiglie di Insiemi. Il Problema del "Hitting Set"

Caso Studio: Famiglie di insiemi chiuse e la congettura Union-Closed

Parte II:Fondamenti di Teoria dei Numeri e metodologie di dimostrazione (1.5 CFU):

Numeri Interi

Introduzione e operazioni sui numeri interi. Principio di Induzione. Divisione tra interi. Divisibilità

MCD ed Algoritmo di Euclide. Numeri Primi e Coprimi. Criteri di divisibilità. Problemi ed Esercizi

Aritmetica Modulare

Congruenze. Proprietà delle congruenze. Invarianza rispetto a somma e prodotto: conseguenze ed esercizi

Funzione φ di Eulero

Definizione e formula generale. Il Teorema di Eulero. Esempi ed esercizi

Applicazioni dell’Aritmetica modulare

La prova del 9. Codici ISBN e Carte di Credito. Cifrari monoalfabetici a trasposizione

Teoria dei numeri e problemi aperti

Numeri primi di Mersenne e numeri perfetti. Numeri primi gemelli. La congettura di Goldbach



CASO STUDIO: Il problema 3x + 1 (Congettura di Collatz)

Parte III:Calcolo Combinatorio e Probabilità Discrete (1 CFU):

Calcolo Combinatorio

Introduzione. Disposizioni e combinazioni. Permutazioni e Combinazioni. Teorema Binomiale. Il triangolo di Pascal. Combinazioni con ripetizione.
Esercizi. Principio dei cassetti (Pigeonhole principle)

Probabilità Discrete

Introduzione. Formalizzazione Matematica. Assiomi e Proprietà. La regola di Bayes. Problemi d’urna.
Esercizi. Variabili casuali. Problemi ed esercizi

Caso Studio: Il paradosso di Monty Hall, giochi e paradossi probabilistici.

Parte IV:Grafi e Alberi (2.0 CFU):

1

Introduzione alla Teoria dei Grafi

Introduzione: strette di mano e passeggiate su ponti. Definizioni di base.
Gradi di un nodo. Classi particolari di grafi: Grafi regolari, Grafi completi, Grafi Bipartiti.

Sottografi, Isomorfismi e Omeomorfismi: Definizione di sottografo, Isomorfismi, Omeomorfismi.

Percorsi, cammini e cicli. Grafi connessi. Rappresentazione di un grafo. Numero di percorsi tra nodi. Grafi Euleriani ed Hamiltoniani. Grafi pesati.

Il problema del commesso viaggiatore. Grafi planari. Colorazione di un grafo.
Alberi: definizioni fondamentali e classi particolari di alberi.

CASI STUDIO:Problemi combinatori su grafi.

Nessun testo di riferimento specifico. Il docente fornirà agli studenti i lucidi del corso e quant'altro materiale necessario e sufficiente per completare ed approfondire gli argomenti discussi a lezione.

Il corso, per un totale di 6CFU, è suddiviso in 4 parti di diversa ampiezza, come sotto delineato. Ognuna delle parti si conclude con uno o più casi studio di particolare importanza.

Parte I: Insiemi e Relazioni (1.5 CFU):

Introduzione alla Logica Proposizionale e agli operatori di base.

Il concetto di insieme e le proprietà di base. Insiemi ed operazioni tra di essi. Dimostrazione diretta. Esercizi su Insiemi

Famiglie di insiemi. Insieme prodotto. Paradossi.

Relazioni binarie e funzioni. Relazioni di Equivalenza. Relazioni d’ordine, Rappresentazione di insiemi finiti
Esercizi e Problemi su Relazioni e Famiglie di Insiemi. Il Problema del "Hitting Set"

Caso Studio: Famiglie di insiemi chiuse e la congettura Union-Closed

Parte II:Fondamenti di Teoria dei Numeri e metodologie di dimostrazione (1.5 CFU):

Numeri Interi

Introduzione e operazioni sui numeri interi. Principio di Induzione. Divisione tra interi. Divisibilità

MCD ed Algoritmo di Euclide. Numeri Primi e Coprimi. Criteri di divisibilità. Problemi ed Esercizi

Aritmetica Modulare

Congruenze. Proprietà delle congruenze. Invarianza rispetto a somma e prodotto: conseguenze ed esercizi

Funzione φ di Eulero

Definizione e formula generale. Il Teorema di Eulero. Esempi ed esercizi

Applicazioni dell’Aritmetica modulare

La prova del 9. Codici ISBN e Carte di Credito. Cifrari monoalfabetici a trasposizione

Teoria dei numeri e problemi aperti

Numeri primi di Mersenne e numeri perfetti. Numeri primi gemelli. La congettura di Goldbach



CASO STUDIO: Il problema 3x + 1 (Congettura di Collatz)

Parte III:Calcolo Combinatorio e Probabilità Discrete (1 CFU):

Calcolo Combinatorio

Introduzione. Disposizioni e combinazioni. Permutazioni e Combinazioni. Teorema Binomiale. Il triangolo di Pascal. Combinazioni con ripetizione.
Esercizi. Principio dei cassetti (Pigeonhole principle)

Probabilità Discrete

Introduzione. Formalizzazione Matematica. Assiomi e Proprietà. La regola di Bayes. Problemi d’urna.
Esercizi. Variabili casuali. Problemi ed esercizi

Caso Studio: Il paradosso di Monty Hall, giochi e paradossi probabilistici.

Parte IV:Grafi e Alberi (2.0 CFU):

1

Introduzione alla Teoria dei Grafi

Introduzione: strette di mano e passeggiate su ponti. Definizioni di base.
Gradi di un nodo. Classi particolari di grafi: Grafi regolari, Grafi completi, Grafi Bipartiti.

Sottografi, Isomorfismi e Omeomorfismi: Definizione di sottografo, Isomorfismi, Omeomorfismi.

Percorsi, cammini e cicli. Grafi connessi. Rappresentazione di un grafo. Numero di percorsi tra nodi. Grafi Euleriani ed Hamiltoniani. Grafi pesati.

Il problema del commesso viaggiatore. Grafi planari. Colorazione di un grafo.
Alberi: definizioni fondamentali e classi particolari di alberi.

CASI STUDIO:Problemi combinatori su grafi.

Nessun testo di riferimento specifico. Il docente fornirà agli studenti i lucidi del corso e quant'altro materiale necessario e sufficiente per completare ed approfondire gli argomenti discussi a lezione.

Finalità e organizzazione dello studio. Macchine da calcolo: cenni storici.
Macchine da calcolo: unità funzionali, architetture.
Strutture algebriche, algebre di Boole.
Realizzazione di porte logiche, circuiti sequenziali, flip-flop.
Architetture RISC e CISC, modi d'indirizzamento, esempi di ISA reali.
Tipi e formati di istruzioni, esempi di linguaggi assemblativi reali.
Operazioni di I/O, controllo e servizio delle interruzioni.
Software di supporto, linguaggi assemblativi e C, sistema operativo.
Struttura di base del processore, microarchitetture RISC e CISC.
Processori ad alte prestazioni, tecniche predittive, processori superscalari.
Dispositivi di memoria principale, DMA, gerarchia delle memorie.
Circuiti efficienti per l'aritmetica binaria.

C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky & N. Manjikian :Introduzione all'architettura dei calcolatori. Terza edizione, McGraw-Hill Education (Italy), 2013
Note integrative fornite dal docente durante lo sviluppo delle lezioni.

Finalità e organizzazione dello studio. Macchine da calcolo: cenni storici.
Macchine da calcolo: unità funzionali, architetture.
Strutture algebriche, algebre di Boole.
Realizzazione di porte logiche, circuiti sequenziali, flip-flop.
Architetture RISC e CISC, modi d'indirizzamento, esempi di ISA reali.
Tipi e formati di istruzioni, esempi di linguaggi assemblativi reali.
Operazioni di I/O, controllo e servizio delle interruzioni.
Software di supporto, linguaggi assemblativi e C, sistema operativo.
Struttura di base del processore, microarchitetture RISC e CISC.
Processori ad alte prestazioni, tecniche predittive, processori superscalari.
Dispositivi di memoria principale, DMA, gerarchia delle memorie, memoria cache.
Circuiti efficienti per l'aritmetica binaria.

C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky & N. Manjikian :Introduzione all'architettura dei calcolatori. Terza edizione, McGraw-Hill Education (Italy), 2013

Esercitazione su sistema binario e sui sistemi di rappresentazione
Esercitazione su analisi e sintesi di funzioni logiche
Esercitazione sucircuiti sequenziali
Esempio di ALU
Esercitazione programmi assembly calcolo prodotto scalare e ricerca minimo
Esercitazione di programmazione assembly per chiamata a sottoprogramma
Esercitazione sulla struttura dei processori RISC e CISC
Esercitazione sul pipelining
Esercitazione interfacce di I/O
Esercitazione Circuiti aritmetici


Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky & N. Manjikian :Introduzione all'architettura dei calcolatori. Terza edizione, McGraw-Hill Education (Italy), 2013
Note integrative fornite dal docente durante lo sviluppo delle lezioni.

Esercitazione su sistema binario e sui sistemi di rappresentazione
Esercitazione su analisi e sintesi di funzioni logiche
Esercitazione sucircuiti sequenziali
Esempio di ALU
Esercitazione programmi assembly calcolo prodotto scalare e ricerca minimo
Esercitazione di programmazione assembly per chiamata a sottoprogramma
Esercitazione sulla struttura dei processori RISC e CISC
Esercitazione sul pipelining
Esercitazione interfacce di I/O
Esercitazione Circuiti aritmetici


Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky & N. Manjikian :Introduzione all'architettura dei calcolatori. Terza edizione, McGraw-Hill Education (Italy), 2013
Note integrative fornite dal docente durante lo sviluppo delle lezioni.

1. Calcolo matriciale e sistemi lineari. Matrici. Operazioni tra matrici. Matrici notevoli. Sistemi lineari. Calcolo della matrice inversa. Determinante di una matrice quadrata e relative proprietà. Rango di una matrice. Teoremi di Cramer e di Rouché-Capelli.

2. Spazi vettoriali. Sottospazi vettoriali e operazioni tra di essi. Dipendenza ed indipendenza lineare. Basi e dimensione di uno spazio vettoriale. Applicazioni lineari. Endomorfismi.

3.Autovalori e autovettori. Polinomio caratteristico. Ricerca degli autovalori. Similitudine tra matrici. Matrici diagonalizzabili.

4. Geometria lineare nel piano. Rette nel piano e loro equazioni. Parallelismo e ortogonalità. Intersezione tra rette. Fasci di rette.

5. Isometrie piane. Traslazione, rotazione attorno ad un punto. Riflessione rispetto ad una retta.

6. Geometria lineare nello spazio. Piani e rette nello spazio e loro equazioni. Parallelismo e

ortogonalità. Intersezione tra piani, tra un piano e una retta e tra rette. Coordinate omogenee

nello spazio. Punti e rette improprie nello spazio. Fasci di piani.

7. Coniche nel piano e matrici ad esse associate. Invarianti ortogonali. Coniche riducibili e

irriducibili. Classificazione delle coniche irriducibili. Riduzione di una conica a forma canonica. Studio delle coniche in forma canonica. Centro ed assi di simmetria. Circonferenze. Tangenti.

1. S. Giuffrida, A. Ragusa: Corso di Algebra Lineare. Il Cigno Galileo Galilei, Roma, 1998.

2. G. Paxia, Lezioni di Geometria. Spazio Libri, Catania, 2000.

3. P. Bonacini, M. G. Cinquegrani, L. Marino. Algebra lineare: esercizi svolti. Cavallotto Edizioni, Catania, 2012.

4. P. Bonacini, M. G. Cinquegrani, L. Marino. Geometria analitica: esercizi svolti. Cavallotto Edizioni, Catania, 2012.

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA

1. Calcolo matriciale e sistemi lineari. Matrici. Operazioni tra matrici. Matrici notevoli. Sistemi lineari. Calcolo della matrice inversa. Determinante di una matrice quadrata e relative proprietà. Rango di una matrice. Teoremi di Cramer e di Rouché-Capelli.

2. Spazi vettoriali. Sottospazi vettoriali e operazioni tra di essi. Dipendenza ed indipendenza lineare. Basi e dimensione di uno spazio vettoriale. Applicazioni lineari. Endomorfismi.

Autovalori e autovettori. Polinomio caratteristico. Ricerca degli autovalori. Similitudine tra matrici. Matrici diagonalizzabili.

3. Calcolo vettoriale. Vettori applicati. Teorema di scomposizione. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Prodotto misto. Vettori liberi.

4. Geometria lineare nel piano. Rette nel piano e loro equazioni. Parallelismo e ortogonalità. Intersezione tra rette. Fasci di rette.

5. Isometrie piane. Traslazione, rotazione attorno ad un punto. Riflessione rispetto ad una retta.

6. Geometria lineare nello spazio. Piani e rette nello spazio e loro equazioni. Parallelismo e

ortogonalità. Intersezione tra piani, tra un piano e una retta e tra rette. Coordinate omogenee

nello spazio. Punti e rette improprie nello spazio. Fasci di piani.

7. Coniche nel piano e matrici ad esse associate. Invarianti ortogonali. Coniche riducibili e

irriducibili. Classificazione delle coniche irriducibili. Riduzione di una conica a forma canonica. Studio delle coniche in forma canonica. Centro ed assi di simmetria. Circonferenze. Tangenti.

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA

1. Bonacini, Cinquegrani, Marino: Algebra Lineare: esercizi svolti Ed. Cavallotto

2. Bonacini, Cinquegrani, Marino: Geometria: esercizi svolti. Ed. Cavallotto

Modulo A − Elementi di Programmazione Imperativa ed Orientata agli Oggetti (3CFU)



Introduzione alla programmazione



Problemi; Algoritmi; Diagrammi di flusso.


Variabili; Espressioni; Assegnazioni.


Notazione lineare strutturata; Teorema di Böhm-Jacopini.


Struttura dati array.




Linguaggi di programmazione: C++.



Linguaggi di programmazione: macchina, assembly e di alto livello.


Problema della traduzione : compilazione ed interpretazione.


Installazione del compilatore; Primo programma: Editing, Compiling, Running, Debugging.




Costrutti del linguaggio.



Tipi di dato; Operatori predefiniti; Conversioni di tipo; Gestione dell’I/O.


Controllo del flusso: costrutti di selezione if-then-else e switch, ed iterativi while e do-while.




Introduzione alla Programmazione Orientata agli Oggetti.



Oggetti: stato e comportamento; Classi; Istanziazione di oggetti: costruttori.


Messaggi: struttura, parametri, tipi di messaggi.


Relazione di composizione/aggregazione per gli oggetti.




Struttura dati array e stringhe di caratteri.



Array di tipi predefiniti e di oggetti. Array bidimensionali.


Costrutto iterativo for.


Sequenze di caratteri: array di char ed oggetti stringa.





Modulo B − Caratteristiche avanzate del linguaggio C++ (3 CFU)



Dichiarazione di classi.



Struttura della classe: attributi ed operazioni; Modificatori di accesso.


Implementazione di metodi: valore di ritorno, passaggio di parametri per valore e per riferimento; Categorie di memorizzazione delle variabili; Regole di visibilità.


Implementazione del costruttore.




Puntatori ed Array.



Puntatori. Operatori di indirizzo e di dereferenziazione.


Aritmetica dei puntatori. Puntatori ed array; Puntatori come parametro; Allocazione dinamica della memoria.


Puntatori a funzioni. Il puntatore this; Indirizzamento multilivello. Riferimenti; Enumerazioni; Unioni; Campi di bit.


Array 2D. Array allocati dinamicamente, Array come parametri, Array frastagliati; Array multidimensionali;




Elementi avanzati del linguaggio.



Il modificatore const per i puntatori e per i metodi. Argomenti standard per i parametri di funzioni; Clausola Namespace; Dichiarazioni forward; Funzioni inline.


Implementazione della relazione di composizione/aggregazione.


Overloading di metodi. Costruttori e distruttori. Costruttore di copia.


Funzioni e classi friend. Attributi e metodi statici.


Gestione delle chiamate ai metodi mediante stack delle attivazioni.





Modulo C − Progettazione di software orientato agli oggetti (3CFU)



Ereditarietà



Definizione; Relazione ISA; Derivazioni e modalità di accesso: protected.


Gerarchie ereditarie di classi. Overriding di metodi. Operatore :: risolutore di scope.


Lista di inizializzazione e modalità d’esecuzione di costruttori e distruttori ereditati.


Ereditarietà multipla. Classi base virtuali.




Polimorfismo e Classi astratte.



Puntatori a classi derivate; Funzioni virtuali; Late-binding. Polimorfismo.


Gerarchie ereditarie di classi polimorfe.


Funzioni virtuali pure; Classi astratte; Interfacce.


RTTI: typeid e dynamic_cast.




Principi di progettazione orientata agli oggetti.



Diagrammi UML per le classi.


Progettazione ed analisi nel paradigma OOP.




Overloading degli operatori.



Tipo di overloading di operatori : non-membro, friend, membro.


Operatori prefissi e postfissi “++” e “--”.


Cenni ad operatori di assegnamento “=”, di indicizzazione “[ ]” e “( )” e di cast.


Operatori di I/O.




Programmazione generica.



Funzioni generiche. Classi generiche.

H.M. Deitel, P. J. Deitel, C++ Fondamenti di programmazione – Maggioli Editore (2014).


Eckel, Thinking in C++, Vol. I, 2°Ed. (disponibile gratuitamente online)


Horstmann, C++ for everyone, 2°Ed. – Wiley


Stroustrup, Programming: Principles and Practice Using C++. (Addison-Wesley ISBN 978-0321-992789, http://www.stroustrup.com/programming.html).


Stroustrup, The C++ Programming Language - 4th Edition ( Addison-Wesley ISBN 978-0321563842, http://www.stroustrup.com/4th.html )



NOTE:

I testi (1), (2), (3) e (4) sono consigliati ai principianti. Il testo (1) e’ in lingua italiana (per chi la preferisce), tutti gli altri sono in Inglese (e se ne consiglia la fruizione in Inglese).

Il libro (2) e’ un buon testo per principianti ma e’ aggiornato al 2000 (prima versione ANSI/C++), tuttavia rimane un buon testo per principianti.

Il testo (3) e’ fortemente consigliato agli studenti che affrontano un corso di programmazione per la prima volta; il testo contiene una grande quantità di esercizi.

Il testo (4) e’ stato scritto dallo stesso autore del testo (5), ovvero il creatore del linguaggio C++.

Il testo (5) è di livello avanzato. Tuttavia e’ in assoluto il miglior testo in circolazione sul C++. Per chi volesse cimentarsi nell’acquisto, si consiglia di aggiungere un ulteriore supporto didattico, ovvero il testo (4), dello stesso autore, oppure uno tra i testi (1) e (3).

Modulo A − Elementi di Programmazione Imperativa ed Orientata agli Oggetti (3CFU)



Introduzione alla programmazione



Problemi; Algoritmi; Diagrammi di flusso.


Variabili; Espressioni; Assegnazioni.


Notazione lineare strutturata; Teorema di Böhm-Jacopini.


Struttura dati array.




Linguaggi di programmazione: C++.



Linguaggi di programmazione: macchina, assembly e di alto livello.


Problema della traduzione : compilazione ed interpretazione.


Installazione del compilatore; Primo programma: Editing, Compiling, Running, Debugging.




Costrutti del linguaggio.



Tipi di dato; Operatori predefiniti; Conversioni di tipo; Gestione dell’I/O.


Controllo del flusso: costrutti di selezione if-then-else e switch, ed iterativi while e do-while.




Introduzione alla Programmazione Orientata agli Oggetti.



Oggetti: stato e comportamento; Classi; Istanziazione di oggetti: costruttori.


Messaggi: struttura, parametri, tipi di messaggi.


Relazione di composizione/aggregazione per gli oggetti.




Struttura dati array e stringhe di caratteri.



Array di tipi predefiniti e di oggetti. Array bidimensionali.


Costrutto iterativo for.


Sequenze di caratteri: array di char ed oggetti stringa.





Modulo B − Caratteristiche avanzate del linguaggio C++ (3 CFU)



Dichiarazione di classi.



Struttura della classe: attributi ed operazioni; Modificatori di accesso.


Implementazione di metodi: valore di ritorno, passaggio di parametri per valore e per riferimento; Categorie di memorizzazione delle variabili; Regole di visibilità.


Implementazione del costruttore.




Puntatori ed Array.



Puntatori. Operatori di indirizzo e di dereferenziazione.


Aritmetica dei puntatori. Puntatori ed array; Puntatori come parametro; Allocazione dinamica della memoria.


Puntatori a funzioni. Il puntatore this; Indirizzamento multilivello. Riferimenti; Enumerazioni; Unioni; Campi di bit.


Array 2D. Array allocati dinamicamente, Array come parametri, Array frastagliati; Array multidimensionali;




Elementi avanzati del linguaggio.



Il modificatore const per i puntatori e per i metodi. Argomenti standard per i parametri di funzioni; Clausola Namespace; Dichiarazioni forward; Funzioni inline.


Implementazione della relazione di composizione/aggregazione.


Overloading di metodi. Costruttori e distruttori. Costruttore di copia.


Funzioni e classi friend. Attributi e metodi statici.


Gestione delle chiamate ai metodi mediante stack delle attivazioni.





Modulo C − Progettazione di software orientato agli oggetti (3CFU)



Ereditarietà



Definizione; Relazione ISA; Derivazioni e modalità di accesso: protected.


Gerarchie ereditarie di classi. Overriding di metodi. Operatore :: risolutore di scope.


Lista di inizializzazione e modalità d’esecuzione di costruttori e distruttori ereditati.


Ereditarietà multipla. Classi base virtuali.




Polimorfismo e Classi astratte.



Puntatori a classi derivate; Funzioni virtuali; Late-binding. Polimorfismo.


Gerarchie ereditarie di classi polimorfe.


Funzioni virtuali pure; Classi astratte; Interfacce.


RTTI: typeid e dynamic_cast.




Principi di progettazione orientata agli oggetti.



Diagrammi UML per le classi.


Progettazione ed analisi nel paradigma OOP.




Overloading degli operatori.



Tipo di overloading di operatori : non-membro, friend, membro.


Operatori prefissi e postfissi “++” e “--”.


Cenni ad operatori di assegnamento “=”, di indicizzazione “[ ]” e “( )” e di cast.


Operatori di I/O.




Programmazione generica.



Funzioni generiche. Classi generiche.

H.M. Deitel, P. J. Deitel, C++ Fondamenti di programmazione – Maggioli Editore (2014).


Eckel, Thinking in C++, Vol. I, 2°Ed. (disponibile gratuitamente online)


Horstmann, C++ for everyone, 2°Ed. – Wiley


Stroustrup, Programming: Principles and Practice Using C++. (Addison-Wesley ISBN 978-0321-992789, http://www.stroustrup.com/programming.html).


Stroustrup, The C++ Programming Language - 4th Edition ( Addison-Wesley ISBN 978-0321563842, http://www.stroustrup.com/4th.html )



NOTE:

I testi (1), (2), (3) e (4) sono consigliati ai principianti. Il testo (1) e’ in lingua italiana (per chi la preferisce), tutti gli altri sono in Inglese (e se ne consiglia la fruizione in Inglese).

Il libro (2) e’ un buon testo per principianti ma e’ aggiornato al 2000 (prima versione ANSI/C++), tuttavia rimane un buon testo per principianti.

Il testo (3) e’ fortemente consigliato agli studenti che affrontano un corso di programmazione per la prima volta; il testo contiene una grande quantità di esercizi.

Il testo (4) e’ stato scritto dallo stesso autore del testo (5), ovvero il creatore del linguaggio C++.

Il testo (5) è di livello avanzato. Tuttavia e’ in assoluto il miglior testo in circolazione sul C++. Per chi volesse cimentarsi nell’acquisto, si consiglia di aggiungere un ulteriore supporto didattico, ovvero il testo (4), dello stesso autore, oppure uno tra i testi (1) e (3).

Concetti base di programmazione


Il linguaggio C++


Costrutti del linguaggio C++


Costrutti per la Programmazione Orientata agli Oggetti in C++


Struttura dati array e stringhe di caratteri in C++


Dichiarazione di classi in C++


Puntatori ed Array in C++


Elementi avanzati del linguaggio C++


Ereditarietà,Polimorfismo e Classi astratte in C++


Overloading degli operatori in C++


Classi Template e Funzioni Template in C++

H.M. Deitel, P. J. Deitel, C++ Fondamenti di programmazione – Maggioli Editore (2014).


Eckel, Thinking in C++, Vol. I, 2°Ed. (disponibile gratuitamente online)


Horstmann, C++ for everyone, 2°Ed. – Wiley


Stroustrup, Programming: Principles and Practice Using C++. (Addison-Wesley ISBN 978-0321-992789,http://www.stroustrup.com/programming.html).


Stroustrup, The C++ Programming Language - 4th Edition (Addison-Wesley ISBN 978-0321563842,http://www.stroustrup.com/4th.html)



NOTE:

I testi (1), (2), (3) e (4) sono consigliati ai principianti. Il testo (1) e’ in lingua italiana (per chi la preferisce), tutti gli altri sono in Inglese (e se ne consiglia la fruizione in Inglese).

Il libro (2) e’ un buon testo per principianti ma e’ aggiornato al 2000 (prima versione ANSI/C++), tuttavia rimane un buon testo per principianti.

Il testo (3) e’ fortemente consigliato agli studenti che affrontano un corso di programmazione per la prima volta; il testo contiene una grande quantità di esercizi.

Il testo (4) e’ stato scritto dallo stesso autore del testo (5), ovvero il creatore del linguaggio C++.

Il testo (5) è di livello avanzato. Tuttavia e’ in assoluto il miglior testo in circolazione sul C++. Per chi volesse cimentarsi nell’acquisto, si consiglia di aggiungere un ulteriore supporto didattico, ovvero il testo (4), dello stesso autore, oppure uno tra i testi (1) e (3).

Concetti base di programmazione


Il linguaggio C++


Costrutti del linguaggio C++


Costrutti per la Programmazione Orientata agli Oggetti in C++


Struttura dati array e stringhe di caratteri in C++


Dichiarazione di classi in C++


Puntatori ed Array in C++


Elementi avanzati del linguaggio C++


Ereditarietà, Polimorfismo e Classi astratte in C++


Overloading degli operatori in C++


Classi Template e Funzioni Template in C++

H.M. Deitel, P. J. Deitel, C++ Fondamenti di programmazione – Maggioli Editore (2014).


Eckel, Thinking in C++, Vol. I, 2°Ed. (disponibile gratuitamente online)


Horstmann, C++ for everyone, 2°Ed. – Wiley


Stroustrup, Programming: Principles and Practice Using C++. (Addison-Wesley ISBN 978-0321-992789, http://www.stroustrup.com/programming.html).


Stroustrup, The C++ Programming Language - 4th Edition ( Addison-Wesley ISBN 978-0321563842, http://www.stroustrup.com/4th.html )



NOTE:

I testi (1), (2), (3) e (4) sono consigliati ai principianti. Il testo (1) e’ in lingua italiana (per chi la preferisce), tutti gli altri sono in Inglese (e se ne consiglia la fruizione in Inglese).

Il libro (2) e’ un buon testo per principianti ma e’ aggiornato al 2000 (prima versione ANSI/C++), tuttavia rimane un buon testo per principianti.

Il testo (3) e’ fortemente consigliato agli studenti che affrontano un corso di programmazione per la prima volta; il testo contiene una grande quantità di esercizi.

Il testo (4) e’ stato scritto dallo stesso autore del testo (5), ovvero il creatore del linguaggio C++.

Il testo (5) è di livello avanzato. Tuttavia e’ in assoluto il miglior testo in circolazione sul C++. Per chi volesse cimentarsi nell’acquisto, si consiglia di aggiungere un ulteriore supporto didattico, ovvero il testo (4), dello stesso autore, oppure uno tra i testi (1) e (3).

Elementi di Teoria dei linguaggi formali:


Alfabeto, stringa, linguaggio. Operazioni tra linguaggi. Espressioni regolari. Cardinalita' dei linguaggi.
Grammatiche di Chomsky. Grammatiche ti tipo 0, 1, 2 e 3. Gerarchia di Chomsky. Forma normale di Bakus.
Cosa vuol dire computare
Accettazione e riconoscimento di linguaggi. Automi.
Automi a stati finiti deterministici e non deterministici.
Nota sugli Automi a Stati Finiti
Pumping Lemma per Automi a stati finiti.
Cenni di linguaggi non contestuali.



Modelli computazionali e teoria della calcolabilita':


Macchine di Turing. Maccchina di Turing Universale.
Introduzione alla programmazione funzionale ed al Lambda-calcolo
variabili libere e legate,alfa-equivalenza, sostituzione, beta-riduzione. Definizione di sistema formale. Numerali di Church, funzioni lambda-definibili.
Lambda-definibilita' di funzioni ricorsive. Il teorema di Church-Rosser; unicita' della forma normale, consistenza della teoria della beta-equivalenza.
Il formalismo delle funzioni primitive ricorsive e parziali ricorsive
Introduzione informale alla teoria della ricorsivita' e ad alcuni risultati fondamentali.
Un modello computazionale basato sulla logica: un cenno alla programmazione logica.



Codici e rappresentazione informazione numerica:


Codici e rappresentazione in complemento a due.
Strings vs Numbers



Macchine astratte


Macchine astratte
Realizzazione di macchine astratte; organizzazione a livelli dei sistemi di calcolo.




Logica:


Sistemi formali. Regole derivabili ed amissibili. Alcune proprieta' dei sistemi formali. Consistenza.
La Logica Proposizionale. Principali definizioni e proprieta'. Teorema di deduzione.
Semantica della Logica Proposizionale. Correttezza e completezza.
La Deduzione Naturale per la logica proposizionale.
La corrispondenza dimostrazioni-programmi
La logica dei predicati: linguaggio e semantica.
La logica dei predicati: sostituzioni, deduzione naturale, sistema assiomatico.
Enunciati di alcuni teoremi fondamentali.
Formalizzazione dell'aritmetica e della teoria dei gruppi.
Enunciati di alcuni teoremi fondamentali
Corrispondenza tra Induzione e Ricorsione: un cenno



Semantica dei linguaggi di programmazione:


Semantica Operazionale Strutturata


Fondamenti generali


Il lavoro dell'informatico nel mondo globalizzato. L'importanza di acquisirne una visione non "localistica" e di cogliere tutte le opportunita' per aprire i propri orizzonti nel mondo del lavoro (Erasmus, tirocini all'estero ecc.)

La grande maggioranza dei testi sono in formato elettronico e scaricabili dalla seguente pagina web

programma e materiale didattico

Elementi di Teoria dei linguaggi formali:


Alfabeto, stringa, linguaggio. Operazioni tra linguaggi. Espressioni regolari. Cardinalita' dei linguaggi.
Grammatiche di Chomsky. Grammatiche ti tipo 0, 1, 2 e 3. Gerarchia di Chomsky. Forma normale di Bakus.
Cosa vuol dire computare
Accettazione e riconoscimento di linguaggi. Automi.
Automi a stati finiti deterministici e non deterministici.
Nota sugli Automi a Stati Finiti
Pumping Lemma per Automi a stati finiti.
Cenni di linguaggi non contestuali.



Modelli computazionali e teoria della calcolabilita':


Macchine di Turing. Maccchina di Turing Universale.
Introduzione alla programmazione funzionale ed al Lambda-calcolo
variabili libere e legate,alfa-equivalenza, sostituzione, beta-riduzione. Definizione di sistema formale. Numerali di Church, funzioni lambda-definibili.
Lambda-definibilita' di funzioni ricorsive. Il teorema di Church-Rosser; unicita' della forma normale, consistenza della teoria della beta-equivalenza.
Il formalismo delle funzioni primitive ricorsive e parziali ricorsive
Introduzione informale alla teoria della ricorsivita' e ad alcuni risultati fondamentali.
Un modello computazionale basato sulla logica: un cenno alla programmazione logica.



Codici e rappresentazione informazione numerica:


Codici e rappresentazione in complemento a due.
Strings vs Numbers



Macchine astratte


Macchine astratte
Realizzazione di macchine astratte; organizzazione a livelli dei sistemi di calcolo.




Logica:


Sistemi formali. Regole derivabili ed amissibili. Alcune proprieta' dei sistemi formali. Consistenza.
La Logica Proposizionale. Principali definizioni e proprieta'. Teorema di deduzione.
Semantica della Logica Proposizionale. Correttezza e completezza.
La Deduzione Naturale per la logica proposizionale.
La corrispondenza dimostrazioni-programmi
La logica dei predicati: linguaggio e semantica.
La logica dei predicati: sostituzioni, deduzione naturale, sistema assiomatico.
Enunciati di alcuni teoremi fondamentali.
Formalizzazione dell'aritmetica e della teoria dei gruppi.
Enunciati di alcuni teoremi fondamentali
Corrispondenza tra Induzione e Ricorsione: un cenno



Semantica dei linguaggi di programmazione:


Semantica Operazionale Strutturata


Il lavoro dell'informatico nel mondo globalizzato. L'importanza di acquisirne una visione non "localistica" e di cogliere tutte le opportunita' per aprire i propri orizzonti nel mondo del lavoro (Erasmus, tirocini all'estero ecc.)

La grande maggioranza dei testi sono in formato elettronico e scaricabili dalla seguente pagina web

http://www.dmi.unict.it/barba/FONDAMENTI/PROGRAMMI-TESTI/programmaAAcorrente.html

Sistemi numerici.* Insiemi ordinati. Campi e campi ordinati. Il campo dei numeri reali. Radici, potenze e logaritmi nel campo dei numeri reali. Il sistema esteso dei numeri reali. Forma algebrica e forma trigonometrica dei numeri complessi. Radici di un numero complesso.
Limiti delle funzioni di una variabile reale. Cenni di topologia in R. Funzioni reali. Concetto di limite. Teoremi di unicità, di permanenza del segno e del confronto. Operazioni sui limiti. Forme indeterminate. Funzioni monotone e loro limiti. Successioni. Caratterizzazione del limite mediante le successioni. Criterio di Cauchy di convergenza per le successioni*. Limiti notevoli. Infinitesimi ed infiniti. Confronto locale tra funzioni. Simboli di Landau e applicazione al calcolo dei limiti.
Funzioni Continue. Definizione. Continuità e operazioni. Continuità di funzioni elementari, composte e inverse*. Caratterizzazione della continuità mediante le successioni. Punti Singolari. Singolarità delle funzioni monotone. Teorema di permanenza del segno. Teorema di Weierstrass. Teorema di esistenza degli zeri. Teorema di Darboux sui valori intermedi.
Calcolo Differenziale. Definizione di derivata e suo significato geometrico. Derivabilità e continuità. Derivate delle funzioni elementari. Algebra delle derivate. Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse. Derivate di ordine superiore. Massimi e minimi relativi. Teoremi di Fermat, Rolle, Cauchy e Lagrange. Caratterizzazione della monotonia per funzioni derivabili in un intervallo. Funzioni a derivata identicamente nulla. Teoremi di De l’Hôpital. Formula di Taylor. Funzioni convesse in un intervallo. Successioni ricorsive. Risoluzione numerica di equazioni: Metodo di Newton e Metodo delle corde.


Le dimostrazioni relative ai capitoli e agli argomenti contrassegnati con * sono facoltative.

Testi consigliati per la teoria


S. Motta, M.A. Ragusa– Metodi e Modelli Matematici– Libreria CULC (2011).
G. Di Fazio, P. Zamboni – Analisi Matematica Uno – Seconda Edizione, Monduzzi (2013).


Testi consigliati per le esercitazioni


S. Motta, M.A. Ragusa, A. Scapellato – Metodi e Modelli Matematici. Esercizi eComplementi– Libreria CULC (2013).
G. Di Fazio, P. Zamboni–Esercizi di Analisi Matematica Uno – Edises (2013).
M. Bramanti–Esercitazioni di Analisi Matematica 1 – Ed. Esculapio (2011).

Sistemi numerici. Insiemi ordinati. Campi e campi ordinati. Il campo dei numeri reali. Radici, potenze e logaritmi nel campo dei numeri reali. Il sistema esteso dei numeri reali. Forma algebrica e forma trigonometrica dei numeri complessi. Radici di un numero complesso
Limiti delle funzioni di una variabile reale.Cenni di topologia in R. Funzioni reali. Concetto di limite. Teoremi di unicità, di permanenza del segno e del confronto. Operazioni sui limiti. Forme indeterminate. Funzioni monotone e loro limiti. Successioni. Caratterizzazione del limite mediante le successioni. Criterio di Cauchy di convergenza per le successioni*. Limiti notevoli. Infinitesimi ed infiniti. Confronto locale tra funzioni. Simboli di Landau e applicazione al calcolo dei limiti.
Funzioni Continue.Definizione. Continuità e operazioni. Continuità di funzioni elementari, composte e inverse. Caratterizzazione della continuità mediante le successioni. Punti Singolari. Singolarità delle funzioni monotone. Teorema di permanenza del segno. Teorema di Weierstrass. Teorema di esistenza degli zeri. Teorema di Darboux sui valori intermedi.
Calcolo Differenziale.Definizione di derivata e suo significato geometrico. Derivabilità e continuità. Derivate delle funzioni elementari. Algebra delle derivate. Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse. Derivate di ordine superiore. Massimi e minimi relativi. Teoremi di Fermat, Rolle, Cauchy e Lagrange. Caratterizzazione della monotonia per funzioni derivabili in un intervallo. Funzioni a derivata identicamente nulla. Teoremi di De l’Hôpital. Formula di Taylor. Funzioni convesse in un intervallo. Successioni ricorsive. Risoluzione numerica di equazioni: Metodo di Newton e Metodo delle corde.

G.Di Fazio - P.Zamboni Analisi Matematica Uno - seconda edizione – Monduzzi (2013)
G. Di Fazio - P. Zamboni Esercizi di Analisi Matematica Uno – Edises (2013).
M. Bramanti –Esercitazioni di Analisi Matematica 1– Ed. Esculapio (2011).

1. Strutture grammaticali del livello B1-B2

2. Prove di comprensione scritta e orale di diversi tipi di testo

3. Analisi ed esercitazione di modelli strutturati (CV, letters of complaint, letters of information, etc.)

4. Prove di esposizione orale su brevi testi informativi, d’opinione, e scientifici

5. Prove di stesura di un abstract strutturato di una pubblicazione scientifica: background, objective, methodologies, results, conclusion.

1. Grammatica di riferimento consigliata: R. Murphy, English Grammar in Use for Intermediate Students, Cambridge.



2. Teoria ed esercitazioni: FRANCESCA AVEZZANO COMES, VIRGINIO RIVANO, AUGUSTA SINAPI, GIUSEPPE DE BENEDITTIS. Log In. Technical English for Computer Science & Telecommunications, Hoepli.



3. Dizionario consigliato: Collins Cobuild Student’s Dictionary Plus Grammar, Collins, London (pre- intermediate to upper intermediate; optional CD-ROM with pronunciation help).



4. Materiale didattico di supporto fornito dalla docente

1. Strutture grammaticali del livello B1-B2

2. Prove di comprensione scritta e orale di diversi tipi di testo

3. Analisi ed esercitazione di modelli strutturati (CV, letters of complaint, letters of information, etc.)

4. Prove di esposizione orale su brevi testi informativi, d’opinione, e scientifici

5. Prove di stesura di un abstract strutturato di una pubblicazione scientifica: background, objective, methodologies, results, conclusion.

1. Grammatica di riferimento consigliata: R. Murphy, English Grammar in Use for Intermediate Students, Cambridge.



2. Teoria ed esercitazioni: FRANCESCA AVEZZANO COMES, VIRGINIO RIVANO, AUGUSTA SINAPI, GIUSEPPE DE BENEDITTIS. Log In. Technical English for Computer Science & Telecommunications, Hoepli.



3. Dizionario consigliato: Collins Cobuild Student’s Dictionary Plus Grammar, Collins, London (pre- intermediate to upper intermediate; optional CD-ROM with pronunciation help).



4. Materiale didattico di supporto fornito dalla docente

Descrizione generale del corso

Il corso presenta le principali metodologie di progettazione di algoritmi (incrementale, ricorsiva, programmazione dinamica, algoritmi golosi) e le tecniche per l'analisi di complessità, sia nel caso pessimo che nel caso medio.



PROGRAMMA PARTICOLAREGGIATO DEL CORSO

Introduzione
Problemi computazionali e algoritmi: il problema dell'ordinamento
Algoritmi come tecnologia
Metodologia incrementale: algoritmo Insertion-Sort (correttezza e complessità)
Metodologia divide-et-impera: algoritmo Merge-Sort (complessità)
Notazioni asintotiche e relazioni tra esse
Notazioni standard e funzioni comuni

Ricorrenze
Il metodo di sostituzione
Il metodo iterativo e dell'albero di ricorsione
Il teorema master

Ordinamento e statistiche d'ordine

Heap e procedura per la sua costruzione
L'algoritmo Heapsort
Code di priorità
L'algoritmo Quicksort e sua versione randomizzata
Analisi di Quicksort nel caso peggiore e nel caso medio
Limiti inferiori per l'ordinamento
Ordinamento in tempo lineare: algoritmi Counting-Sort, Radix-Sort, Bucket-Sort
Mediane e statistiche d'ordine

Hashing
Tabelle hash
Funzioni hash (metodo della divisione, metodo della moltiplicazione, hashing universale)
Indirizzamento aperto

Alberi rosso-neri
Rotazioni, inserimenti, cancellazioni
Analisi di complessità

Elementi della programmazione dinamica
Sottostruttura ottima, ripetizione dei sottoproblemi, ricostruzione di una soluzione ottima
Alcuni casi di studio: programmazione delle catene di montaggio, moltiplicazione di una sequenza di matrici, la più lunga sottosequenza comune, distanza di editing

Elementi della strategia golosa
Proprietà della scelta golosa, sottostruttura ottima
Alcuni casi di studio: problema della selezione di attività, costruzione di un codice di Huffman

Algoritmi elementari per grafi
Cammini minimi da sorgente unica: algoritmo di Bellman-Ford, cammini minimi da sorgente unica nei grafi orientati aciclici, algoritmo di Dijkstra
Cammini minimi tra tutte le coppie: algoritmo di Floyd-Warshall, chiusura transitiva di un grafo orientato

Il libro di testo consigliato è:

T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduction to algorithms (Third Edition), The MIT Press, Cambridge - Massachusetts, 2009

disponibile anche nella traduzione italiana

1) T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduzione agli algoritmi e strutture dati 3/ed, McGraw-Hill Italia, 2010.

Descrizione generale del corso

Il corso presenta le principali metodologie di progettazione di algoritmi (incrementale, ricorsiva, programmazione dinamica, algoritmi golosi) e le tecniche per l'analisi di complessità, sia nel caso pessimo che nel caso medio.



PROGRAMMA PARTICOLAREGGIATO DEL CORSO

Introduzione
Problemi computazionali e algoritmi: il problema dell'ordinamento
Algoritmi come tecnologia
Metodologia incrementale: algoritmo Insertion-Sort (correttezza e complessità)
Metodologia divide-et-impera: algoritmo Merge-Sort (complessità)
Notazioni asintotiche e relazioni tra esse
Notazioni standard e funzioni comuni

Ricorrenze
Il metodo di sostituzione
Il metodo iterativo e dell'albero di ricorsione
Il teorema master

Ordinamento e statistiche d'ordine

Heap e procedura per la sua costruzione
L'algoritmo Heapsort
Code di priorità
L'algoritmo Quicksort e sua versione randomizzata
Analisi di Quicksort nel caso peggiore e nel caso medio
Limiti inferiori per l'ordinamento
Ordinamento in tempo lineare: algoritmi Counting-Sort, Radix-Sort, Bucket-Sort
Mediane e statistiche d'ordine

Hashing
Tabelle hash
Funzioni hash (metodo della divisione, metodo della moltiplicazione, hashing universale)
Indirizzamento aperto

Alberi rosso-neri
Rotazioni, inserimenti, cancellazioni
Analisi di complessità

Elementi della programmazione dinamica
Sottostruttura ottima, ripetizione dei sottoproblemi, ricostruzione di una soluzione ottima
Alcuni casi di studio: programmazione delle catene di montaggio, moltiplicazione di una sequenza di matrici, la più lunga sottosequenza comune, distanza di editing

Elementi della strategia golosa
Proprietà della scelta golosa, sottostruttura ottima
Alcuni casi di studio: problema della selezione di attività, costruzione di un codice di Huffman

Algoritmi elementari per grafi
Cammini minimi da sorgente unica: algoritmo di Bellman-Ford, cammini minimi da sorgente unica nei grafi orientati aciclici, algoritmo di Dijkstra
Cammini minimi tra tutte le coppie: algoritmo di Floyd-Warshall, chiusura transitiva di un grafo orientato

Il libro di testo consigliato è:

T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduction to algorithms (Third Edition), The MIT Press, Cambridge - Massachusetts, 2009

disponibile anche nella traduzione italiana

1) T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduzione agli algoritmi e strutture dati 3/ed, McGraw-Hill Italia, 2010.

Il modulo di Laboratorio di Algoritmi ha lo scopo di fornire gli strumenti per l'implementazione degli algoritmi e delle strutture dati trattate nel corso di Algoritmi, attraverso l'utilizzo della programmazione ad oggetti. Il linguaggio C++ verrà usato come strumento principale per presentare le implementazioni delle strutture dati e degli algoritmi.

T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduction to algorithms (Third Edition), The MIT Press, Cambridge - Massachusetts, 2009. La versione in lingua originale è obbligatoria.

Il modulo di Laboratorio di Algoritmi ha lo scopo di fornire gli strumenti per l'implementazione degli algoritmi e delle strutture dati trattate nel corso di Algoritmi, attraverso l'utilizzo della programmazione ad oggetti. Il linguaggio C++ verrà usato come strumento principale per presentare le implementazioni delle strutture dati e degli algoritmi.

T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein. Introduction to algorithms (Third Edition), The MIT Press, Cambridge - Massachusetts, 2009. La versione in lingua originale è obbligatoria.

Introduzione alle immagini digitali

Formazione della immagini nell’occhio umano

Equazione della lente sottile

Illusioni ottiche

I sensori digitali

Il Bayer pattern

Color interpolation

Immagini Raster e immagini vettoriali

Rappresentazione delle immagini raster

Campinamento

Quantizzazione

Aliasing

Risoluzione delle immagini digitali

Interpolazione replication, bilineare e bicubica

Il PSNR

Il colore

Gli spazi di colore RGB, CMY, HSV, Munsell, YUV, YCbCr

Le immagini indicizzate e le palette

Il reindexing

L’istogramma di una immagine

Le operazioni puntuali e le LUT

Bit-planes

Operatori lineari e invarianti per traslazione

Noise reduction

Edge detection

Dominio spaziale

Dominio delle frequenze

Trasformata di Fourier

La convoluzione e il teorema della convoluzione

Compressione lossy e lossless

Teorema di Shannon per la compressione

Codifica di Huffman

Lo standard Jpeg



Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essereintrodotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato inprecedenza, al fine di rispettareil programma previsto e riportato nel syllabus

Fondamenti di Image Processingdi S. Battiato e F. Stanco -Ediargo

ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI DIGITALI,Terza Edizione,Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods,Ediz. Pearson, Prentice Hall

Introduzione alle immagini digitali

Formazione della immagini nell’occhio umano

Equazione della lente sottile

Illusioni ottiche

I sensori digitali

Il Bayer pattern

Color interpolation

Immagini Raster e immagini vettoriali

Rappresentazione delle immagini raster

Campinamento

Quantizzazione

Aliasing

Risoluzione delle immagini digitali

Interpolazione replication, bilineare e bicubica

Il PSNR

Il colore

Gli spazi di colore RGB, CMY, HSV, Munsell, YUV, YCbCr

Le immagini indicizzate e le palette

Il reindexing

L’istogramma di una immagine

Le operazioni puntuali e le LUT

Bit-planes

Operatori lineari e invarianti per traslazione

Noise reduction

Edge detection

Dominio spaziale

Dominio delle frequenze

Trasformata di Fourier

La convoluzione e il teorema della convoluzione

Compressione lossy e lossless

Teorema di Shannon per la compressione

Codifica di Huffman

Lo standard Jpeg

Fondamenti di Image Processingdi S. Battiato e F. Stanco -Ediargo

ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI DIGITALI,Terza Edizione,Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods,Ediz. Pearson, Prentice Hall

Introduzione a Processing


metodi principali e variabili principali: settings(), setup(), draw() e frameRate, width, heigth, ecc…;
principali primitive di disegno ellipse(), rect(), line(), bezier(), beginShape(), ecc… e modificatori ellipseMode(), rectMode(), ecc…
tipo color e metodo color().


Interazione utente e rilevamento input da mouse e da tastiera


variabili mousePressed, keyPressed, mouseButton, key, keycode;
metodi mousePressed(), keyPressed(), mouseReleased(), mouseClicked().


Operazioni affini per il disegno:


Metodi rotate(), shearX(), shearY(), translate(), applyMatrix() più pushMatrix() e popMatrix().


Classi e oggetti in Processing, ereditarietà e strutture dati.

Elaborazione immagini, classe PImage e metodi;


metodi Processing: loadImage(), createImage(), copy(), red(), green(), blue(), saveFrame();
metodi e variabili di PImage: save(), get(), set(), loadPixels(), updatePixels(), pixels, ecc…..


Implementazione algoritmi di elaborazione immagine


quantizzazione uniforme e logaritmica;
interpolazione replication e calcolo PSNR;
operazioni puntuali: negativo, logaritmo e gamma;
stretching dell’istogramma e equalizzazione;
operazioni affini per l’immagine: rotazione, scaling, shear;
operatori locali di rango: mediano, massimo e minimo;
operatori locali lineari e invarianti per traslazione applicati mediante convoluzione: sobel, prewitt, media N box, ecc…;
estrazione bitplane.

Documentazione ufficiale di Processing: https://processing.org/reference/

“Algorithms for Visual Design Using the Processing Language” - Kostas Terzidis - Wiley Publishing.

“Learning Processing: A Beginner's Guide to Programming Images, Animation, and Interaction” - Daniel Shiffman - Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA.

“Getting Started with Processing” - Casey Reas and Ben Fry - Make Books, Sebastopol, CA.

Introduzione a Processing


metodi principali e variabili principali: settings(), setup(), draw() e frameRate, width, heigth, ecc…;
principali primitive di disegno ellipse(), rect(), line(), bezier(), beginShape(), ecc… e modificatori ellipseMode(), rectMode(), ecc…
tipo color e metodo color().


Interazione utente e rilevamento input da mouse e da tastiera


variabili mousePressed, keyPressed, mouseButton, key, keycode;
metodi mousePressed(), keyPressed(), mouseReleased(), mouseClicked().


Operazioni affini per il disegno:


Metodi rotate(), shearX(), shearY(), translate(), applyMatrix() più pushMatrix() e popMatrix().


Classi e oggetti in Processing, ereditarietà e strutture dati.

Elaborazione immagini, classe PImage e metodi;


metodi Processing: loadImage(), createImage(), copy(), red(), green(), blue(), saveFrame();
metodi e variabili di PImage: save(), get(), set(), loadPixels(), updatePixels(), pixels, ecc…..


Implementazione algoritmi di elaborazione immagine


quantizzazione uniforme e logaritmica;
interpolazione replication e calcolo PSNR;
operazioni puntuali: negativo, logaritmo e gamma;
stretching dell’istogramma e equalizzazione;
operazioni affini per l’immagine: rotazione, scaling, shear;
operatori locali di rango: mediano, massimo e minimo;
operatori locali lineari e invarianti per traslazione applicati mediante convoluzione: sobel, prewitt, media N box, ecc…;
estrazione bitplane.

Documentazione ufficiale di Processing: https://processing.org/reference/

“Algorithms for Visual Design Using the Processing Language” - Kostas Terzidis - Wiley Publishing.

“Learning Processing: A Beginner's Guide to Programming Images, Animation, and Interaction” - Daniel Shiffman - Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA.

“Getting Started with Processing” - Casey Reas and Ben Fry - Make Books, Sebastopol, CA.

Introduzione alle basi di dati:modelli dei dati, generalità sui DBMS.



Il modello dei dati:Il modello Relazionale.Relazioni, attributi, istanze di relazione, tuple. Vincoli di integrità, concetto di chiave.Algebra relazionale: operatori fondamentali e derivati.



Il linguaggio SQL (Structured Query Language).Il linguaggio di definizione dei dati: definizione di tabelle, domini, indici. Specifica di semplici vincoli di integrità.Il linguaggio di interrogazione: operatori di join-selezione-proiezione, operatori aggregati, operatore di raggruppamento.Interrogazioni nidificate e correlate, operatori insiemistici. Query ricorsive. Il linguaggio di manipolazione dei dati: inserimento, eliminazione e modifica di tuple. Definizione di viste, vincoli di integrità generici.Controllo dell'accesso ad una base di dati. Basi di dati attive.



Progettazione delle basi di dati:Progettazione concettuale;Progettazione logica;Progettazione fisica



Normalizzazione delle basi di dati:Anomalie.Dipendenze Funzionali.Decomposizioni di Schemi : che conservano i dati, che conservano le dipendenze funzionali.Forme Normali: di Boyce-Codd e 3NF.



Basi di dati XML



Introduzione ai NoSQL database.



Sistemi:MySQL (interfacce php/javaScript/Ajax). CouchDB, MongoDB.

Testi adottati:


Atzeni,Ceri,Paraboschi, Fraternali, Torlone, Basi di Dati, McGraw-Hill.



Albano-Ghelli-Orsini, Fondamenti di basi di dati, Zanichelli.


Altri testi utili:


Garcia-Molina, Ullman, Widow Database Systems: The Complete Book, Prentice Hall.

Introduzione alle basi di dati: modelli dei dati, generalità sui DBMS.



Il modello dei dati: Il modello Relazionale. Relazioni, attributi, istanze di relazione, tuple. Vincoli di integrità, concetto di chiave. Algebra relazionale: operatori fondamentali e derivati.



Il linguaggio SQL (Structured Query Language). Il linguaggio di definizione dei dati: definizione di tabelle, domini, indici. Specifica di semplici vincoli di integrità. Il linguaggio di interrogazione: operatori di join-selezione-proiezione, operatori aggregati, operatore di raggruppamento. Interrogazioni nidificate e correlate, operatori insiemistici. Query ricorsive. Il linguaggio di manipolazione dei dati: inserimento, eliminazione e modifica di tuple. Definizione di viste, vincoli di integrità generici. Controllo dell'accesso ad una base di dati. Basi di dati attive.



Progettazione delle basi di dati: Progettazione concettuale; Progettazione logica; Progettazione fisica



Normalizzazione delle basi di dati: Anomalie. Dipendenze Funzionali. Decomposizioni di Schemi : che conservano i dati, che conservano le dipendenze funzionali. Forme Normali: di Boyce-Codd e 3NF.



Basi di dati XML



Introduzione ai NoSQL database.



Sistemi: MySQL (interfacce php/javaScript/Ajax). CouchDB, MongoDB.

Testi adottati:


Atzeni,Ceri,Paraboschi, Fraternali, Torlone, Basi di Dati, McGraw-Hill.



Albano-Ghelli-Orsini, Fondamenti di basi di dati, Zanichelli.


Altri testi utili:


Garcia-Molina, Ullman, Widow Database Systems: The Complete Book, Prentice Hall.

1. Funzioni reali di più variabili reali.

Limiti e continuità per una funzione di due o più variabili. Derivate parziali. Differenziabilità.

Ricerca degli estremi assoluti e relativi.

2. Integrazione indefinita e definita.

Primitive. Integrale indefinito e sue proprietà. Metodi di integrazione indefinita Integrali di particolari classi di funzioni. Cenni sulla misura secondo Peano-Jordan.Funzioni integrabili secondo Riemann. Classi di funzioni integrabili. Proprietà dell’integrale definito.Funzione integrale. Formula fondamentale del calcolo integrale. Cenni sugli integrali impropri.

3. Equazioni differenziali.

Generalità. Problema di Cauchy. Equazioni del primo ordine a variabili separabili. Equazioni lineari. Metodi risolutivi per le equazioni lineari a coefficienti costanti.







4. Serie numeriche e cenni sulle serie di funzioni.

Generalità sulle serie numeriche. Serie a termini di segno costante. Serie assolutamente convergenti. Serie a segni alterni. Proprietà commutativa. Cenni sulle serie di potenze. Sviluppo in serie di alcune funzioni elementari.

Il programma dettagliato sarà disponibile alla fine del corso.

Tutti gli argomenti trattati sono indispensabili per acquisire una buona conoscenza della materia e tutti saranno oggetto delle prove d’esame. Per alcuni teoremi non verrà richiesta la dimostrazione. Per conoscere il grado di approfondimento con cui saranno presentati i singoli argomenti si raccomanda di frequentare le lezioni. Sul diario delle lezioni aggiornato su Studium si potrà conoscere in dettaglio quali argomenti sono stati trattati. Frequentare regolarmente le lezioni e partecipare attivamente ad esse e alle attività integrative agevoleranno l’apprendimento.

Per la teoria:

1. Sul portale Studium verranno pubblicate le dispense che costituiscono il testo ufficiale del corsoe

Tali appunti sono destinati esclusivamente agli studenti del corso ed è vietato ogni altro utilizzo.

Per gli esercizi

2. P.Marcellini, C. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, parte seconda e Vol. 2 parte prima, Zanichelli.

1.Funzioni reali di più variabili reali.

Limiti e continuità per una funzione di due o più variabili. Derivate parziali. Differenziabilità.

Ricerca degli estremi assoluti e relativi.

2. Integrazione indefinita e definita secondo Riemann.

Primitive. Integrale indefinito e sue proprietà. Metodi di integrazione indefinita Integrali di particolari classi di funzioni. Cenni sulla misura secondo Peano-Jordan.Funzioni integrabili secondo Riemann. Classi di funzioni integrabili. Proprietà dell’integrale definito. Funzione integrale. Formula fondamentale del calcolo integrale. Integrali impropri.

3. Equazioni differenziali.

Generalità. Problema di Cauchy. Equazioni del primo ordine a variabili separabili. Equazioni lineari. Metodi risolutivi per le equazioni lineari a coefficienti costanti.

4. Serie numeriche e cenni sulle serie di funzioni.

Generalità sulle serie numeriche. Serie a termini di segno costante. Serie assolutamente convergenti. Serie a segni alterni. Proprietà commutativa. Cenni sulle serie di potenze. Sviluppo in serie di alcune funzioni elementari.

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Il programma dettagliato sarà disponibile alla fine del corso.

Tutti gli argomenti trattati sono indispensabili per acquisire una buona conoscenza della materia e tutti saranno oggetto delle prove d’esame. Per alcuni teoremi non verrà richiesta la dimostrazione. Per conoscere il grado di approfondimento con cui saranno presentati i singoli argomenti si raccomanda di frequentare le lezioni. Sul diario delle lezioni, aggiornato quotidianamente su Studium, si potrà conoscere in dettaglio quali argomenti sono stati trattati.

Frequentare regolarmente le lezioni e partecipare attivamente ad esse e alle attività integrative agevolerà l’apprendimento.

1. Per la teoria: sul portale Studium verranno ipubblicate delle dispense che costituiscono il testo ufficiale del corso.Tali appunti sono destinati esclusivamente agli studenti del corso ed è vietato ogni altro utilizzo.

2. Per gli esercizi: P. Marcellini, C. Sbordone, Esercitazioni di Matematica, Vol. 1, parte seconda e Vol. 2 parte prima, Zanichelli.

Introduzione alle Reti di Calcolatori
Architettura di una rete.
Il sistema a livelli nell'architettura di una rete.
Servizi e funzionalità dei vari livelli
L'architettura del protocollo OSI. I livelli del TCP/IP.
Confronto architetturale tra OSI e TCP/IP.
Comunicazioni affidabili e non affidabili.
Servizi con connessione e senza connessione
Primitive di servizio
Reti broadcast, multicast, punto-punto
PAN, LAN, MAN e WAN.
Commutazione di circuito e commutazione di pacchetto.
Reti a circuito virtuale.

Application Layer
Comunicazione tra processi
Lo schema Client - Server
Affidabilità delle comunicazioni e coerenza dei dati end-to end
Requisiti temporali e di affidabilità delle applicazioni
Indirizzamento dei processi.
Well Known Ports, Registered Ports e User Ports
Il protocollo HTTP
Formato dei pacchetti HTTP
Il protocollo FTP
Confronto tra HTTP e FTP
Il protocollo SMTP
POP e IMAP
Il protocollo DNS - I record DNS
Cenni sul protocollo SNMP

Transport Layer
Il modello Client-Server
Indirizzamento a livello di trasporto (Mux -demux)
I Server multipli
Il livello di Trasporto in IP: UDP e TCP.
Formato delle frame UDP
Protocolli di trasferimento affidabile su canali inaffidabili
Velocità di trasferimento dati di un canale
Tempo di latenza
Velocità di trasferimento end-to-end - Banda disponibile ai livelli superiori
Protocolli Stop and wait, Go back N, Ripetizione selettiva
Il protocollo TCP. Formato dei pacchetti TCP
Tempi di Round Trip. Gestione dei Timer. Fast Retransmit
Finestra di ricezione e gestione ACK in TCP
Servizi orientati alla connessione.
Apertura e chiusura delle connessioni: problemi teorici e soluzioni implementative
La congestione nelle reti di comunicazione: aspetti teorici e possibili soluzioni
Controllo del Flusso e controllo della Congestione
Il controllo della congestione in TCP: varianti Tahoe e Reno.
Fairness tra connessioni TCP concorrenti: dimostrazione grafica.

Network Layer
Introduzione al livello di Rete.
Servizi Datagram e servizi con circuito virtuale. Confronto delle caratteristiche
Algoritmi di routing.
Algoritmi centralizzati e distribuiti.
Algoritmo di Dijkstra
Flooding: metodi di controllo del flooding
Distance Vectors.
Link State Routing
Confronto tra DV e LS.
Routing gerarchico.
Implementazioni RIP e OSPF.
Cenni su BGP.
Il protocollo IPv4.
Formato dei pacchetti IPv4.
Indirizzi IPv4. Le Sottoreti.
Tabelle di routing per host e router Indirizzamento IP su LAN ethernet
Indirizzamento intraLAN e interLAN
Frammentazione dei pacchetti IPv4
Protocolli su IP: ICMP, ARP, RARP, BOOTP, DHCP, NAT.
Il protocollo IPv6
Indirizzi IPv6: indirizzamento Anycast, Unicast, Broadcast e Multicast.
Indirizzi di canale
Header opzionali
Cenni sui Firewall.

Data Link Layer
Tecniche di Framing dei dati.
Codifica a due livelli, a tre livelli, a cinque livelli
Codifica 4B/5B, 8B/10B
Aspetti teorici per la rilevazione degli errori.
Uso della ridondanza nelle comunicazioni.
Il CRC. Calcolo del CRC.
Correzione degli errori: aspetti teorici
Distanza di Hamming.
I codici di Hamming.
Il sottolivello MAC
Protocolli del Data Link per il MAC
FDMA, TDMA, CDMA
Aloha puro e slotted.
CSMA
CSMA/CD
Protocolli senza collisioni
Cenni sui protocolli a turno (token)
Le LAN IEEE 802 (.1 .2).
IEEE 802.3.
Ethernet, Fast Ethernet, GigabitEthernet.
Schemi di Trellis e decodifica di Viterbi.
Schemi di interconnessione in Ethernet
Repeater, Hub, Bridge, Switch
Bridge trasparenti.
Schemi di indirizzamento flat.
Confronto tra indirizzamento piatto ed indirizzamento gerarchico: vantaggi e svantaggi
Indirizzi MAC
Le VLAN: Untagged e Tagged - IEEE 802.1Q

Il livello fisico
Analisi di Fourier di un segnale periodico
Analisi nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze
Distorsioni nei segnali
Larghezza di banda, rumore e quantizzazione
Teoremi di Nyquist e di Shannon.
Applicazione dell'analisi di Fourier alle trasmissioni sui canali reali
La modulazione: ampiezza, frequenza e fase
I mezzi trasmissivi: Il doppino in rame, il cavo coassiale, la fibra ottica.
Confronto tra le prestazioni dei mezzi cablati: i cavi Cat3, 5, 6, 7
Cenni sulle reti wireless.
I sistemi a commutazione di circuito.
I modem analogici - la modulazione.
Linee ADSL, xDSL, VDSL
Tecniche di Multiplexaggio: FDM, WDM, TDM.

Laboratorio di Reti



I sistemi virtualizzati: aspetti teorici e implementazioni
Creazione di una VM linux based
Configurazione di una VM e collegamento in una LAN privata
Configurazione di una interfaccia di rete con IPv4 e IPv6.
Configurazione delle tabelle di routing.
Configurazione di una rete con LAN differenti connesse da router.
Uso dei socket in C.
Esempio di un sistema Client server con UDP
Esempio di un sistema multiserver con TCP

J.F. Kurose - K. W. Ross: Internet e Reti di calcolatori
D.E. Comer: Internetworking con TCP/IP - vol.1
A. Tanenbaum: Reti di Computer

Introduzione alle Reti di Calcolatori
Architettura di una rete.
Il sistema a livelli nell'architettura di una rete.
Servizi e funzionalità dei vari livelli
L'architettura del protocollo OSI. I livelli del TCP/IP.
Confronto architetturale tra OSI e TCP/IP.
Comunicazioni affidabili e non affidabili.
Servizi con connessione e senza connessione
Primitive di servizio
Reti broadcast, multicast, punto-punto
PAN, LAN, MAN e WAN.
Commutazione di circuito e commutazione di pacchetto.
Reti a circuito virtuale.

Application Layer
Comunicazione tra processi
Lo schema Client - Server
Affidabilità delle comunicazioni e coerenza dei dati end-to end
Requisiti temporali e di affidabilità delle applicazioni
Indirizzamento dei processi.
Well Known Ports, Registered Ports e User Ports
Il protocollo HTTP
Formato dei pacchetti HTTP
Il protocollo FTP
Confronto tra HTTP e FTP
Il protocollo SMTP
POP e IMAP
Il protocollo DNS - I record DNS
Cenni sul protocollo SNMP

Transport Layer
Il modello Client-Server
Indirizzamento a livello di trasporto (Mux -demux)
I Server multipli
Il livello di Trasporto in IP: UDP e TCP.
Formato delle frame UDP
Protocolli di trasferimento affidabile su canali inaffidabili
Velocità di trasferimento dati di un canale
Tempo di latenza
Velocità di trasferimento end-to-end - Banda disponibile ai livelli superiori
Protocolli Stop and wait, Go back N, Ripetizione selettiva
Il protocollo TCP. Formato dei pacchetti TCP
Tempi di Round Trip. Gestione dei Timer. Fast Retransmit
Finestra di ricezione e gestione ACK in TCP
Servizi orientati alla connessione.
Apertura e chiusura delle connessioni: problemi teorici e soluzioni implementative
La congestione nelle reti di comunicazione: aspetti teorici e possibili soluzioni
Controllo del Flusso e controllo della Congestione
Il controllo della congestione in TCP: varianti Tahoe e Reno.
Fairness tra connessioni TCP concorrenti: dimostrazione grafica.

Network Layer
Introduzione al livello di Rete.
Servizi Datagram e servizi con circuito virtuale. Confronto delle caratteristiche
Algoritmi di routing.
Algoritmi centralizzati e distribuiti.
Algoritmo di Dijkstra
Flooding: metodi di controllo del flooding
Distance Vectors.
Link State Routing
Confronto tra DV e LS.
Routing gerarchico.
Implementazioni RIP e OSPF.
Cenni su BGP.
Il protocollo IPv4.
Formato dei pacchetti IPv4.
Indirizzi IPv4. Le Sottoreti.
Tabelle di routing per host e router Indirizzamento IP su LAN ethernet
Indirizzamento intraLAN e interLAN
Frammentazione dei pacchetti IPv4
Protocolli su IP: ICMP, ARP, RARP, BOOTP, DHCP, NAT.
Il protocollo IPv6
Indirizzi IPv6: indirizzamento Anycast, Unicast, Broadcast e Multicast.
Indirizzi di canale
Header opzionali
Cenni sui Firewall.

Data Link Layer
Tecniche di Framing dei dati.
Codifica a due livelli, a tre livelli, a cinque livelli
Codifica 4B/5B, 8B/10B
Aspetti teorici per la rilevazione degli errori.
Uso della ridondanza nelle comunicazioni.
Il CRC. Calcolo del CRC.
Correzione degli errori: aspetti teorici
Distanza di Hamming.
I codici di Hamming.
Il sottolivello MAC
Protocolli del Data Link per il MAC
FDMA, TDMA, CDMA
Aloha puro e slotted.
CSMA
CSMA/CD
Protocolli senza collisioni
Cenni sui protocolli a turno (token)
Le LAN IEEE 802 (.1 .2).
IEEE 802.3.
Ethernet, Fast Ethernet, GigabitEthernet.
Schemi di Trellis e decodifica di Viterbi.
Schemi di interconnessione in Ethernet
Repeater, Hub, Bridge, Switch
Bridge trasparenti.
Schemi di indirizzamento flat.
Confronto tra indirizzamento piatto ed indirizzamento gerarchico: vantaggi e svantaggi
Indirizzi MAC
Le VLAN: Untagged e Tagged - IEEE 802.1Q

Il livello fisico
Analisi di Fourier di un segnale periodico
Analisi nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze
Distorsioni nei segnali
Larghezza di banda, rumore e quantizzazione
Teoremi di Nyquist e di Shannon.
Applicazione dell'analisi di Fourier alle trasmissioni sui canali reali
La modulazione: ampiezza, frequenza e fase
I mezzi trasmissivi: Il doppino in rame, il cavo coassiale, la fibra ottica.
Confronto tra le prestazioni dei mezzi cablati: i cavi Cat3, 5, 6, 7
Cenni sulle reti wireless.
I sistemi a commutazione di circuito.
I modem analogici - la modulazione.
Linee ADSL, xDSL, VDSL
Tecniche di Multiplexaggio: FDM, WDM, TDM.

Laboratorio di Reti



I sistemi virtualizzati: aspetti teorici e implementazioni
Creazione di una VM linux based
Configurazione di una VM e collegamento in una LAN privata
Configurazione di una interfaccia di rete con IPv4 e IPv6.
Configurazione delle tabelle di routing.
Configurazione di una rete con LAN differenti connesse da router.
Uso dei socket in C.
Esempio di un sistema Client server con UDP
Esempio di un sistema multiserver con TCP

J.F. Kurose - K. W. Ross: Internet e Reti di calcolatori
D.E. Comer: Internetworking con TCP/IP - vol.1
A. Tanenbaum: Reti di Computer

Il corso è una introduzione ai principi ed al progetto di sistemi operativi, essenziali per coordinare le attività e le risorse di un sistema di calcolo. Sono affrontati i principali temi dalle architetture software alla gestione dei processi e delle risorse del sistema. Con riferimento ai sistemi UNIX, nella parte di laboratorio si affronta l'uso della shell e la programmazione in linguaggio C degli aspetti cruciali legati ai processi, alla memoria e all'inter-process communication (IPC).

autori:Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos
titolo:I moderni sistemi operativi (quarta edizione)
casa editrice:Pearson
anno di pubblicazione:2016
ISBN:9788891912695

autori:Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne
titolo:Sistemi operativi – Concetti ed esempi (nona edizione)
casa editrice:Pearson
anno di pubblicazione:2014
ISBN:9788865183717

Il corso è una introduzione ai principi ed al progetto di sistemi operativi, essenziali per coordinare le attività e le risorse di un sistema di calcolo. Sono affrontati i principali temi dalle architetture software alla gestione dei processi e delle risorse del sistema. Con riferimento ai sistemi UNIX, nella parte di laboratorio si affronta l'uso della shell e la programmazione in linguaggio C degli aspetti cruciali legati ai processi, alla memoria e all'inter-process communication (IPC).

autori:Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos
titolo:I moderni sistemi operativi (quarta edizione)
casa editrice:Pearson
anno di pubblicazione:2016
ISBN:9788891901019

autori:Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne
titolo:Sistemi operativi – Concetti ed esempi (nona edizione)
casa editrice:Pearson
anno di pubblicazione:2014
ISBN:9788865183717

Processi di sviluppo del software: cascata, evolutivi e agili (spirale, XP, Scrum), tempistica delle attività svolte. Gestione dei requisiti del software: raccolta ed analisi. Notazione UML: diagrammi di casi d’uso, attività, stati, classi, sequenza e collaborazione. Gestione codice tramite Git.

Progettazione ad oggetti, ereditarietà e polimorfismo. Qualità del software. Design Pattern illustrati tramite obiettivi, contesto, problema, esempi, soluzione con diagrammi e codice: Singleton, Factory Method, Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Chain of Responsibility, Mediator, Observer, State.

Tecniche di Refactoring.

Stream in Java e parallelismo.

Metriche sul software, ed evoluzione del software.

Tecniche di test per convalidare il software.

I. Sommerville. Ingegneria del Software. Pearson Addison-Wesley.
E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, J. Vlissiders. Design Patterns – Elements of Reusable Object-Oriented Software. Pearson Addison-Wesley.
M. Fowler. UML Distilled. Pearson. 2010
R.-G. Urma, M. Fusco, A. Mycroft. Java 8 in Action: Lambdas, streams, and functional-style programming. Manning. 2015
K. Beck. Extreme Programming Explained: Embrace Change. Addison-Wesley. 1999
M. Fowler. Refactoring: Improving the Design of Existing Code. Addison-Wesley.

Processi di sviluppo del software: cascata, evolutivi e agili (spirale, XP, Scrum), tempistica delle attività svolte. Gestione dei requisiti del software: raccolta ed analisi. Notazione UML: diagrammi di casi d’uso, attività, stati, classi, sequenza e collaborazione. Gestione codice tramite Git.

Progettazione ad oggetti, ereditarietà e polimorfismo. Qualità del software. Design Pattern illustrati tramite obiettivi, contesto, problema, esempi, soluzione con diagrammi e codice: Singleton, Factory Method, Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Chain of Responsibility, Mediator, Observer, State.

Tecniche di Refactoring.

Stream in Java e parallelismo.

Metriche sul software, ed evoluzione del software.

Tecniche di test per convalidare il software.

I. Sommerville. Ingegneria del Software. Pearson Addison-Wesley.
E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, J. Vlissiders. Design Patterns – Elements of Reusable Object-Oriented Software. Pearson Addison-Wesley.
M. Fowler. UML Distilled. Pearson. 2010
R.-G. Urma, M. Fusco, A. Mycroft. Java 8 in Action: Lambdas, streams, and functional-style programming. Manning. 2015
K. Beck. Extreme Programming Explained: Embrace Change. Addison-Wesley. 1999
M. Fowler. Refactoring: Improving the Design of Existing Code. Addison-Wesley.

Statistica descrittiva.Rappresentazioni numeriche di dati statistici. Rappresentazioni grafiche di distribuzioni di frequenza. Indici di tendenza centrale, variabilità e di forma. Regressione lineare e non lineare per una serie di dati. Esercitazioni con foglio di calcolo elettronico.

Elementi di probabilità.Alcune definizioni di probabilità. Definizione assiomatica di probabilità. Probabilità condizionata. Teorema di Bayes. Variabili aleatorie discrete e continue. Indici di tendenza centrale e variabilità.

Distribuzioni notevoli.Distribuzione di Bernoulli, Binomiale, di Poisson, esponenziale, di Weibull, Normale, Chi-Quadro, di Student. Teoremi di convergenza.Convergenza in distribuzione, Legge dei grandi numeri, Teorema del limite centrale.

Stime di parametri.Campionamento e campioni. Principali distribuzioni campionarie. Stimatori e stime puntuali. Stime intervallari: intervalli di confidenza per la media e la varianza. Esempi

Verifica di ipotesi.Caratteristiche generali di un test di ipotesi. Test parametrici. Esempi. Test non parametrici. Test per la bontà dell'adattamento. Test di Kolmogorov-Smirnov. Test del Chi-Quadro. Esercitazioni con foglio di calcolo elettronico.

Generazione di numeri casuali.Generatori basati su ricorrenze lineari. Test statistici per i numeri casuali. Generazione di numeri casuali con assegnata densità di probabilità: tecnica diretta, di reiezione, combinata.

Metodo Monte Carlo.Richiami sui metodi di integrazione numerica. Algoritmo Monte Carlo "Hit or Miss". Algoritmo Monte Carlo di sampling. Algoritmo Monte Carlo di sample-mean. Tecniche di riduzione della varianza: importance sampling, control variates, stratified sampling, antithetic variates. Simulazione Diretta Monte Carlo per i semiconduttori.

Catene di Markov.Definizioni e generalità. Calcolo di leggi congiunte. Classificazione degli stati. Probabilità invarianti. Stato stazionario. Algoritmo di Metropolis. Cenni sulla teoria delle code.

1. V. Romano, Metodi matematici per i corsi di ingegneria, Città Studi, 2018

2. P. Baldi, Calcolo delle probabilità e statistica , Mc Graw-Hill, Milano, 1992
3. M. Boella, Probabilità e statistica per ingegneria e scienze, Pearson Italia, 2010 5. F. Pelleray, Elementi di Statistica per le applicazioni, CELID, Torino

INTRODUZIONE
Grandezza fisica - Unità di misura – Sistema Internazionale - Equazione dimensionale - Errori di misura - Approssimazione - Notazione scientifica - Grandezze scalari e grandezze vettoriali - Operazioni sui vettori: somma, differenza, prodotto di un vettore per uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale - Componenti di un vettore

CINEMATICA
Velocità - Accelerazione - Legge oraria - Moto rettilineo uniforme - Moto rettilineo uniformemente accelerato - Moto nel piano - Moto parabolico – Moti circolari – Cinematica dei moti circolari - Moto circolare uniforme.

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
Principio di inerzia - Massa inerziale - Forza: 2a legge di Newton - Principio di azione e reazione - Leggi della forza: forza gravitazionale, forza peso, forza di attrito, forze elastiche - Reazioni vincolari - Tensione dei fili – Diagramma del corpo libero - Moto lungo un piano inclinato liscio e scabro - Moti circolari: Forze centripete - Quantità di moto – Impulso – Momento angolare – Momento meccanico

CONSERVAZIONE DELLA ENERGIA
Lavoro - Energia cinetica - Teorema delle forze vive - Forze conservative - Energia potenziale - Calcolo di energia potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Forze non conservative.

DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne - Centro di massa di un sistema di punti – Teorema del moto del centro di massa - Conservazione della quantità di moto - Urti tra punti materiali: elastico, anelastico e completamente anelastico -Momento angolare - Momento meccanico - Teorema del momento angolare - Conservazione del momento angolare

OSCILLAZIONI
Oscillatore armonico semplice: equazione del moto e soluzione - Sistema massa-molla - Pendolo semplice - Energia cinetica e potenziale nei moti armonici semplici – Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa: smorzamento debole, forte ($) e critico ($) - Oscillatore armonico forzato ($) – Risonanza ($)

DINAMICA DEL CORPO RIGIDO

Corpo rigido - Moto di un corpo rigido - Equazione del moto di un corpo rotante - Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale - Momento di inerzia rispetto ad un asse fisso - Lavoro ed energia cinetica nel moto rotatorio - Teorema di Huygens-Steiner - Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido - Moto rototraslatorio - Moto di puro rotolamento.

PROPRIETÀ MECCANICHE DEI FLUIDI

Generalità sui fluidi - Pressione - Equilibrio statico di un fluido - Legge di Stevino - Principio di Pascal - Vasi cominucanti - Paradosso idrostatico - Principio di Archimede - Galleggianti - Fluido ideale - Regime stazionario - Portata - Teorema di Bernoulli - Teorema di Torricelli - Tubo di Venturi - Tubo di Pitot - Paradosso idrodinamico - Effetti dinamici: moto in un condotto orizzontale curvo - Attrito interno ($) - Moto laminare ($).

($) Argomenti facoltativi

MAZZOLDI, NIGRO, VOCI – Elementi di Fisica: Meccanica e Termodinamica (III Edizione) – EdiSES UNIVERSITA’

Il corso è diviso in due parti, una teorica in cui verranno illustrati i principali problemi di Data Mining e una pratica in cui verrà introdotto il linguaggio R e mostrato come tali problemi possono essere risolti in R. Le due parti saranno portate avanti in parallelo.

Gli argomenti affrontati nel corso sono:


Introduzione al Data Mining
Richiami su calcolo delle probabilità
Linguaggio R
Data Mining ad alto supporto (apriori, insiemi frequenti, regole di associazione)
Classificazione (alberi decisionali, SVM, classificatori bayesiani, classificatori lazy, estrattori di regole)
Clustering (gerarchico, k-means, density-based)
Sistemi di raccomandazione
Catene di Markov e HMM
Introduzione alle reti (Misure di centralità, Coefficiente di Clustering)
Modelli random di reti
Graph matching
Graph mining
Reti neurali (Feed-Forward, Convolutional, Recurrent, Long-Short Term Memory)


Nell'ambito del linguaggio R, oltre alle funzioni di base, verranno introdotte diverse librerie per l'analisi dei dati, quali "caret" (per la classificazione), "igraph" (per l'analisi e la visualizzazione di reti) e "keras" (per la costruzione di reti neurali).

Per la parte teorica sull'analisi dei dati, si farà principalmente riferimento a diversi capitoli del libro:


Mining of Massive Datasets, Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman (http://www.mmds.org).


Altri testi di Data Mining suggerito è


Data Mining: Concepts and Techniques, Jiawei Han and Micheline Kamber, The Morgan Kaufmann Series in Data Management Systems
The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction, Trevor Hastie,Robert Tibshirani, Jerome Friedman, Springer


Per la parte relativa al calcolo delle probabilità il testo suggerito è:


Statistical methods in Bioinformatics: an Introduction (Second Edition), Warren J. Ewens e Gregory R. Grant, Springer.


Per il linguaggio R si può far riferimento al seguente libro di testo disponibile online:


The R book (Second Edition), Michael J. Crawley, Wiley (https://www.cs.upc.edu/~robert/teaching/estadistica/TheRBook.pdf).