Corso di laurea in Informatica

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi specifici dell'ambito delle conoscenze di approfondimento (area Informatica caratterizzante) del Corso di Laurea in Informatica (L31) ed è mirato a fornire alle studentesse e agli studenti solide conoscenze di base sulla progettazione e lo sviluppo di sistemi software Object Oriented concorrenti e distribuiti, anche con interfaccia utente grafica. Nello specifico, l'insegnamento si pone l’obiettivo di fornire la conoscenza di base necessaria per la programmazione di tale tipo di applicazione usando un linguaggio ad alto livello (Java), attraverso: (i) lo scambio di dati in rete, e (ii) la programmazione di thread paralleli, cioè di processi “leggeri” che possano operare su uno o più processori all’interno della stessa applicazione principale. Altro obiettivo fondamentale dell'insegnamento è la tecnica di programmazione ad eventi per la realizzazione di interfacce grafiche, che stanno alla base di tutte le applicazioni desktop basate su finestre.

Conoscenza e capacità di comprensione

Acquisizione di conoscenze teoriche e applicative relative ai concetti alla base della programmazione di interfacce utente grafiche e di applicazioni distribuite e concorrenti Object Oriented.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Acquisizione della capacità di applicare le conoscenze teoriche relative alle tematiche di cui sopra. Le studentesse e gli studenti dovranno essere in grado di sviluppare sistemi software in ambiente Java, utilizzando i Socket Java per la realizzazione di applicazioni distribuite, la programmazione a thread per la gestione del parallelismo e della concorrenza, e JavaFX per la realizzazione delle interfacce utente grafiche.

Autonomia di giudizio

Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento alla progettazione e realizzazione di applicazioni Object Oriented distribuite e concorrenti con interfaccia utente grafica.

Abilità comunicative

Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di linguaggi formali.

Capacità di apprendimento

Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di
autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia.

Programmazione ad eventi in Java: programmare interfacce grafiche (JavaFX/FXML, SWING)

• Sorgenti di eventi, gestori di eventi, event-driven programming
• Organizzazione e uso delle interfacce grafiche di Java
• L'architettura Model-View-Controller (MVC)

Programmazione Multithread:

• Esecuzione concorrente di istruzioni
• I Thread in Java: ciclo di vita dei Thread
• Creazione e sincronizzazione di Thread
• Estensione del modello della memoria in presenza di Thread
• Problemi di sincronizzazione e loro risoluzione mediante il linguaggio Java

Programmazione in rete:

• L'architettura client-server
• Java socket
• Polimorfismo e trasferimento di oggetti mediante Java
• Il modello di esecuzione distribuita di oggetti

L’insegnamento è diviso in una parte teorica e una sperimentale.

• Per la parte di teoria sono previste lezioni integrate da casi di studio e da esercitazioni volte ad illustrare l’applicazione pratica dei concetti appena studiati. Le esercitazioni, strutturate come sequenze di esercizi specifici, permettono di mettere in pratica i concetti e le metodologie illustrate nelle lezioni teoriche su esempi concreti. I temi introdotti durante le esercitazioni corredano e integrano le conoscenze derivanti dalla parte teorica (knowledge and understanding) e permettono alle studentesse e agli studenti di familiarizzare con le metodologie e tecnologie introdotte, anche investigando soluzioni alternative (applying knowledge and understanding).
• Per la parte sperimentale, lo sviluppo del progetto SW, che si effettua in piccoli gruppi (composti da al più 3 persone), permette di consolidare le conoscenze teoriche e il lavoro in team in un caso realistico di media complessità. Il progetto SW consiste di un’applicazione Object Oriented distribuita con interfaccia grafica, che va oltre la complessità del tipico esercizio proposto nelle esercitazioni. La progettazione e lo sviluppo del progetto SW permettono di allenare l'autonomia di giudizio (making judgments) nella scelta delle implentazioni da realizzare, analizzando in forma critica le informazioni acquisite nella parte teorica dell'insegnamento. La preparazione del progetto SW è anche volta a stimolare la capacità comunicativa degli studenti e delle studentesse che sono invitati/e a illustrare verbalmente le soluzioni adottate (communication skills).

Le attività pratiche sono svolte a calcolatore, utilizzando ambienti di sviluppo professionali. Si consiglia caldamente la frequenza costante alle lezioni teoriche e alle esercitazioni. È inoltre fondamentale iscriversi alla pagina dell'insegnamento su I-Learn, in cui sono messi a disposizione il materiale didattico di supporto e i riferimenti a materiale pubblico utilizzabile per approfondire le proprie conoscenze in modo autonomo (learning skills).

La comunicazione con le studentesse e gli studenti avviene attraverso il forum dell'insegnamento su I-Learn e via email agli account istituzionali dei docenti.

L'esame è composto da una prova teorica e dalla discussione del progetto SW. Le due prove possono essere sostenute in qualsiasi ordine durante le sessioni d'esame dell'Anno Accademico.

• Prova teorica: esame scritto che include esercizi e domande teoriche sul programma dell'insegnamento. Viene valutata da un minimo di 0 ad un massimo di 30 (31 vale per la lode); si considerano sufficienti i voti ≥ 18. Il voto ottenuto durante la prova teorica decade se si partecipa ad un'altra prova teorica. Questa prova è volta a verificare l’acquisizione della conoscenza fornita dall'insegnamento in termini di sapere (knowledge and understanding), nonché le abilità comunicative (communication skills) e l'autonomia di giudizio (making judgements).
• Discussione del progetto SW: questa prova è volta a verificare le competenze acquisite (applying knowledge and understanding), nonché le abilità comunicative, l'autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento (learning skills). La discussione deve essere effettuata preferibilmente in unica soluzione, con tutti i membri del gruppo presenti. I gruppi di laboratorio devono includere al massimo 3 persone. NB: non si richiede di consegnare i progetti di laboratorio prima dell'esame. Il voto è un numero intero compreso tra 0 e 30 (31 vale per la lode), si considerano sufficienti i voti ≥18.

Il voto finale dell’esame viene determinato come media aritmetica semplice del voto della prova di teoria e del voto della discussione del progetto SW:

• voto finale = (voto teoria + voto progetto SW)/2.

NB: i voti acquisiti durante ciascuna delle prove rimangono validi fino al termine della sessione d’esame che precede l'inizio del nuovo insegnamento.

Durante il periodo dell'insegnamento, e dopo, saranno svolte attività di tutorato su richiesta. Le studentesse e gli studenti potranno chiedere via email appuntamento ai docenti e/o ai tutor per la revisione di argomenti presentati in aula e per il supporto allo svolgimento degli esercizi e del progetto SW. Le attività potranno essere svolte in presenza oppure in modalità online su una piattaforma di videoconferenza come WebEx. Gli indirizzi di posta elettronica istituzionale dei tutor sono pubblicati nella pagina dell'insegnamento su I-Learn.