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Elementi di Probabilità e Statistica

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Foundations of Probability and Statistics

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Anno accademico 2023/2024

Codice dell'attività didattica
MFN0600
Docenti
Roberta Sirovich (Corso A + Corso B)
Federico Polito (Corso A + Corso B)
Corso di studi
[008707] Laurea in Informatica
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6 CFU - Numero di ore - Number of hours: 32 (lezioni/theory) + 20 (esercitazioni/practice)
SSD dell'attività didattica
MAT/06 - probabilita' e statistica matematica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti

Calcolo di base. Si richiede che sia chiaro il significato e che si sappiano usare i seguenti concetti: insiemi e operazioni tra insiemi, funzioni, derivate, integrali.


Basic Calculus. Students are recommended to know and to be able to use the following objects: sets, functions, derivatives and integrals.

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L’insegnamento si inserisce nell’area tematica della matematica, in particolare della probabilità e statistica. Contribuisce quindi alla costruzione del solido nucleo scientifico nella formazione di base necessaria per la formazione informatica. Gli obiettivi dell'insegnamento di probabilità e statistica fanno parte degli obiettivi formativi specifici del CdS in Informatica (L31), in particolare sono tra quelli relativi all'area affine-integrativa all'informatica.

 

The course belongs to the field of mathematics, and in particular of probability and statistics. It contributes to the basic scientific knowledge essential for a computer scientist, declared specific part of the educational path "Obiettivi formativi specifici" for the CdS in Computer Science (L31), subsection "affine- integrativa".

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine dell'insegnamento, si avrà familiarità con il calcolo della probabilità di eventi, il concetto di variabile aleatoria e con le principali distribuzioni di probabilità. Si saranno inoltre acquisiti i concetti base della statistica descrittiva e inferenziale.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Si dovrà essere in grado svolgere calcoli di base sulla probabilità di eventi anche con l'uso delle variabili aleatorie. Si sarà in grado di svolgere una prima analisi di un assegnato dataset: descrittiva, intervalli di confidenza e verifica di ipotesi sui parametri. Si saprà usare a tale scopo R, software dedicato al calcolo di quantità aleatorie e allo svolgimento di analisi statistiche.

Autonomia di giudizio: Si sarà in grado di selezionare il modello probabilistico che può descrivere propriamente l'esperimento presentato nell'esercizio. Si sarà in grado di commentare criticamente ed estrarre informazione dal calcolo di indici statistici e dal disegno di opportuni grafici. Si saprà scegliere l'analisi statistica adeguata al fine di rispondere alle domande proposte e reinterpretarne l'esito nell'ambito del quesito stesso.

Capacità di apprendimento: Si saranno migliorate le capacità autonome di apprendimento e di autovalutazione della propria preparazione, mediante un percorso guidato di apprendimento che parte dalla lezione, prosegue con l'esercitazione guidata dal docente e poi autonoma su esercizi proposti dal docente e infine si completa con lo svolgimento delle prove di autovalutazione.

Knowledge and understanding: The basic concepts of probability of events and random variables will be acquired at the end of the course. The basic concepts of descriptive and inferential statistics will be known as well.

Applying knowledge and understanding: The students will be able to perform basic calculations of probability of events, eventually using random variables. The students will be able to perform a first analysis of a dataset: descriptives, confidence intervals and hypothesis tests. To this aim, the students will be able to use R, dedicated software for probability calculus and statistical analysis.

Making judgements: The students will be able to select the correct probabilistic model that describes the experiment illustrated. The students will be able to interpret the statistical indexes and the graphics plotted and extract the correct information.

Learning skills: The students will improve the ability to learn autonomously through a learning path which starts from the class, progresses through excercises solved by the teacher and then solved by the student, and ends with the self-assessment excercises proposed by the teacher.

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Modalità di insegnamento

Le attività didattiche sono previste in presenza. Le comunicazioni dettagliate riguardo le modalità di svolgimento delle lezioni e tutto il materiale didattico per la preparazione dell'esame, vengono pubblicati sulla pagina Moodle del corso. Si invita ad iscriversi qui: https://informatica.i-learn.unito.it/

The teaching classes regularly hold in classroom. Every communication and all the teaching material are stored on the Moodle page of the course here: https://informatica.i-learn.unito.it/

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica della preparazione avviene con un esame scritto, erogato sulla piattaforma Moodle, in presenza. Il quiz contiene esercizi sia di probabilità che di statistica. Per lo svolgimento del quiz sarà necessario utilizzare il software R.

The exam is a written exam, supplied on the Moodle platform as a Moodle quiz. It is mandatory to use R software.

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Programma

Il programma di lavoro è articolato in due parti, la probabilità e la statistica.

Probabilità. Spazio campionario e probabilità, insiemi, modelli probabilistici, probabilità condizionata, teorema delle probabilità totali, formula di Bayes, indipendenza. Variabili aleatorie discrete, funzione di densità discreta, funzioni di variabili aleatorie, attesa, varianza. Densità discreta congiunta di variabili multidimensionali, condizionamento e indipendenza, indipendenza condizionale. Variabili aleatorie continue, funzione di densità, funzione di distribuzione cumulata.

Statistica. Legge dei grandi numeri e teorema del limite centrale. Introduzione a R. Dati univariati, tipi di dati, indici riassuntivi di posizione, di variabilità e di forma. Rappresentazioni grafiche, istogrammi, box plot e scatterplot. Confronti qualitativi, dati appaiati. Dati univariati categoriali e tabelle. Inferenza statistica: stima puntuale,  intervalli di confidenza (proporzioni, medie, varianze, differenze di medie). Test di ipotesi (proporzioni, medie, differenze di medie).

 

The program is divided in two parts: probability and statistics.

Probability. Sample space and probability, sets, probabilistic models, conditional probability, total probability theorem and Bayes’ rule, independence. Discrete random variables, probability mass function, functions of random variables, expectation, mean, variance. Joint probability mass functions of multiple random variables, conditioning, independence. Continuous random variables, probability density functions, cumulative distribution function.

Statistics. Law of large numbers, central limit theorem. Getting started with R. Univariate data, data types, Numeric summaries, center, spread and shape. Graphical representations, histograms and box plots. Bivariate data, scatterplots, Qualitative comparisons, paired data. Bivariate categorical data and tables. Confidence intervals (proportions, means, variances, differences of means). Significance tests (proportions, means, differences of means).

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Introduction to probability
Anno pubblicazione:  
2008
Editore:  
Athena Scientific
Autore:  
Dimitri P. Bertsekas, John N. Tsitsiklis
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Using R for Introductory Statistics
Anno pubblicazione:  
2014
Editore:  
Chapman & Hall/CRC
Autore:  
J. Verzani
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Introduction to Probability and Statistics for Engineers and Scientists
Anno pubblicazione:  
2014
Editore:  
Academic Press
Autore:  
Sheldon M. Ross
Obbligatorio:  
No


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Ultimo aggiornamento: 02/10/2023 15:02
Location: https://laurea.informatica.unito.it/robots.html
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