Obiettivi formativi
Il corso si pone l'obiettivo di far acquisire allo studente le conoscenze di base per la progettazione e la realizzazione di programmi “object-oriented”, nonchè conoscenze approfondite sugli strumenti di programmazione messi a disposizione dal C++ e da Java per la programmazione “object-oriented”.
Il corso mira anche a fornire allo studente le capacità di applicare le tecniche di analisi dei problemi e le conoscenze sugli strumenti di programmazione acquisite per realizzare programmi C++ e Java concreti, eseguibili tramite calcolatore.
Prerequisiti
I concetti e le tecniche di base della programmazione imperativa forniti nel corso di Fondamenti di Programmazione A
Contenuti dell'insegnamento
Il corso introduce i fondamenti della programmazione “object-oriented” e modulare, utilizzando come linguaggio di riferimento principale il C++, ma analizzando, nella parte finale del corso, anche il linguaggio Java.
Il corso presenta anche alcuni costrutti e meccanismi avanzati del C++ e di Java, quali l'overloading di funzioni ed operatori e la gestione delle eccezioni, nonchè alcune nozioni e strumenti non strettamente legati alla programmazione “object-oriented”, ma comunque di fondamentale importanza, quali le nozioni di tipo di dato astratto e di ciclo di sviluppo del software.
Programma esteso
COSTRUTTI E MECCANISMI
Il costrutto class: dichiarazione, creazione di oggetti, funzioni proprie ed invocazione di funzioni, inizializzazione di oggetti (costruttori), es. classe data semplificata. Nozioni di "information hiding" e "incapsulamento".
Overloading di funzioni ed operatori. Ridefinizione operatori di inserimento ed estrazione.
Parametri "const reference" e "reference return". Parametri di default.
Gestione delle eccezioni. Motivazioni, meccanismi.
Classi e funzioni template: dichiarazione, istanziazione.
TIPI DI DATO ASTRATTI(ADT)
La nozione di tipo di dato astratto. Esempi di tipi di dato astratti realizzati in C++. Classe razionale. Classe intLista. Classe predefinita string. Classe intPila e pila<t>: con allocazione statica e con allocazione dinamica; definizione e uso distruttore. Classe vett<t>: ridefinizione operatori [] e = (assegnamento); definizione e uso costruttore di copia.
Standard Template Library (STL). Cenni ai "contenitori" della STL, in particolare vector.
PROGRAMMAZIONE "OBJECT-ORIENTED" (O-O)
Nozione di oggetto, classe (attributi, metodi), istanza, sistema ad oggetti.
Ereditarietà: dichiarazione, ridefinizione funzioni e dati. Campi protected. Ereditarieta' multipla (cenni). Esempio classe persona e classe studente.
PROGETTAZIONE E PROGRAMMAZIONE MODULARE
Ciclo di sviluppo dei programmi (cenni). "Programming-in-the-large" vs. "Programming-in-the-small".
La nozione di modulo. La modularizzazione nella fase di progettazione e di realizzazione. Classi e modularizzazione in C++. Programmi divisi in piu' file. Funzioni e campi di classi static.
Progettazione ed implementazione di un'applicazione in C++.
LINGUAGGIO JAVA
Cenni all'evoluzione di Java. Caratteristiche e componenti. Modalita' di esecuzione: compilazione vs. interpretazione. La Java Virtual Machine.
Struttura di un programma Java. Tipi semplici primitivi. I/O di base. Costrutti di controllo. Tipi strutturati: array. Reference e oggetti. Garbage collection. Stringhe (cenni). Metodi statici e non. Passaggio parametri.
Il costrutto class. Dichiarazione e istanziazione. Esempio classe Razionale. Ereditarieta'. Esempio classi Rettangolo e Quadrato. Reference this e super. Polimorfismo. Principio di sostituibilita' tra classe base e sottoclasse e "down-casting". Gerarchia di classi (classe java.lang.Object). Tipi "wrapper". Interfacce e implementazioni. Interfacce ed ereditarieta'. Realizzazione ereditarieta' multipla in Java (cenni).
Bibliografia
- L.J. Aguilar. Fondamenti di programmazione in C++ , McGraw-Hill, 2008.
- C.S. Horstmann , Concetti di informatica e fondamenti di Java, Apogeo, 2010.
- M.Cadoli, M.Lenzerini, P.Naggar, A.Schaerf. Fondamenti della progettazione di programmi. Principi, tecniche e loro applicazioni in C++, CittaStudiEdizioni di UTET Libreria, 1997.
- Programmi C++ e Java mostrati a lezione e in laboratorio, disponibili su Web agli indirizzi http://people.math.unipr.it/gianfranco.rossi/Teaching/FondProgr/EsempiLezioneParteB/index.html e http://lea.unipr.it/course/view.php?id=324
Metodi didattici
L'insegnamento si svolge principalmente tramite lezioni frontali ed esercitazioni su computer, sia assistite che svolte in modo autonomo dallo studente.
Le lezioni prevedono tra l'altro la presentazione di numerosi esempi pratici di problemi e relativi programmi per la loro soluzione scritti in C++ e Javva che verranno resi disponibili su Web nel sito del corso (all'indirizzo http://people.math.unipr.it/gianfranco.rossi/Teaching/FondProgr/EsempiLezioneParteB/index.html).
Le esercitazioni prevedono l'assegnazione da parte del docente, con cadenza settimanale, di uno o piu' esercizi, inerenti gli argomenti trattati a lezione, che lo studente dovrà svolgere in modo autonomo e consegnare entro una settimana, avvalendosi della piattaforma di e-learning di Ateneo LEA (http://lea.unipr.it/course/view.php?id=324 ). La piattaforma permette tra l'altro al docente di monitorare la consegna degli esercizi e di fornire suggerimenti per il loro svolgimento.
Per gli studenti che incontrano difficoltà nella realizzazione degli esercizi assegnati sono previsti incontri in Laboratorio, a cadenza settimanale, con il docente e gli eventuali suoi collaboratori.
Modalità verifica apprendimento
L'esame finale del corso e' costituito da una prova pratica ed una prova orale.
La prova pratica consiste nella soluzione (su PC, nell'Aula Informatica del Dipartimento di Matematica e Informatica) di alcuni esercizi di programmazione, utilizzando le possibilità "Object-Oriented" del C++ presentate nel corso.
La prove orale consiste in alcune domande (di norma tre o quattro) sugli aspetti più di base e generali trattati nell'intero corso.
Per gli studenti del Corso di Laurea in Informatica la prova d'esame è integrata con quella del corso di Fondamenti di Programmazione A, che prevede una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta consiste nella soluzione (su carta) di alcuni esercizi di programmazione, utilizzando il frammento imperativo del linguaggio C++ presentato nel corso di Fondamenti di Programmazione A.
Ad ognuna delle prove (scritta, pratica e orali) è assegnato un voto in trentesimi. Le prove sono ritenute superate se il voto è maggiore od uguale a 15/30. L'esame è superato se sono superate tutte le prove da cui è costituito e il voto finale è maggiore od uguale a 18/30. Il voto finale è ottenuto come media pesata dei voti riportati nelle singole prove. La prova scritta "pesa" il doppio delle altre prove.
Altre informazioni
Il corso prevede una sua pagina Web per tutte le informazioni generali, gestita direttamente dal docente (http://people.math.unipr.it/gianfranco.rossi/Teaching/FondProgr/index.html) e una pagina sul sistema di Web Learning dell'Ateneo per la gestione delle esercitazioni (http://lea.unipr.it/course/view.php?id=324).
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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