Programmazione   Laurea in Bioinformatica   Anno Accademico 2013/2014   Modulo di Programmazione per Bioinformatica   Docente Dr. Damiano Macedonio   Dipartimento di Informatica   Università di Verona

Contenuti   (ultimo aggiornamento: 11 luglio 2014)

• Comunicazioni
• Programma del Corso
• Materiale Didattico
• Lezioni in Dettaglio
• Prove di Esame

Comunicazioni

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• Ricevimento:
  • mercoledì 14.30-16.30, ufficio docenti esterni (stanza 2.02). Previo appuntamento via mail.
• Le lezioni sono terminate.

Programma del Corso

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• Introduzione a Java.
• Macchina di von Neumann.
• Variabili, espressioni e tipi.
• Flusso di controllo: selezione e cicli
• Array.
• Ricorsione.
• Classi, oggetti e metodi.
• Ereditarietà
• Polimorfismo
• ArrayList e generici

Materiale Didattico

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• Testo di Riferimento:
  • Walter Savitch. Programmazione con Java (seconda edizione), Pearson, 2013.
• Testi di Approfondimento:
  • G. Pighizzini, M. Ferrari. Dai Fondamenti agli Oggetti (terza edizione), Pearson/Addison Wesley.
  • D. Sciuto, G. Buonanno, L. Mari. Introduzione ai Sistemi Informatici, McGraw-Hill.
• Lucidi delle Lezioni:
  • 01-Introduzione. Introduzione al corso.
  • 02-Calcolatore e Linguaggi. Il calcolatore e i linguaggi di programmazione. Introduzione a Java.
  • 08-Cicli. Flusso di controllo: i cicli. Un estratto dai primi paragrafi del capitolo 4 del libro.
  • 16-Oggetti. Java: definire classi e creare oggetti.
  • 17-Oggetti. Java: definire classi e creare oggetti.
  • 19-pizzeria. Esercizio: definire una classe pizzeria.
  • 20-Ereditarieta. Java: ereditarietà.
  • 23-Eccezioni. Java: eccezioni.
  • 24-pizzeria. Esercizio: definire una classe pizzeria usando eccezioni e librerie Java.
• Alcuni esercizi interessanti sul libro di testo:
  • Capitolo 2. Esercizi 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Progetti 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
  • Capitolo 3. Esercizi 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 13. Progetti 1, 2, 3, 4.
  • Capitolo 4. Esercizi 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 15, 17, 18. Progetti 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 14.
  • Capitolo 5. Esercizi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14. Progetti 3, 4.
  • Capitolo 6. Esercizi 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12. Progetti 1, 2, 3, 6.
  • Capitolo 7. Esercizi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13, 14, 15. Progetti 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10.
  • Capitolo 8. Esercizi 1, 5, 6, 7, 8, 9. Progetti 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10.
  • Capitolo 9. Esercizi 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16. Progetti 1, 3, 7, 8, 10, 11.
  • Capitolo 10. Esercizi 3, 4, 5, 6. Progetti 1, 2, 3, 4, 7.
  • Capitolo 11. Esercizi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Progetti 4, 6, 8.

Lezioni in Dettaglio

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• 04 ott 2013. [slides 01] Introduzione al corso.
• 11 ott 2013. Capitolo 1 del libro di testo: tutto. [slides 02] Introduzione al calcolatore e i linguaggi. Modello di von Neumann. Linguaggio macchina e linguaggi di alto livello. Compilatori ed interpreti. Java bytecode. Programmazione Object-Oriented. Primo programma in Java: output a video e lettura da tastiera con classe Scanner. Compilazione ed esecuzione. Java API.
• 18 ott 2013. Capitolo 2 del libro di testo: sezione 2.1, paragrafi da 2.1.1 a 2.1.11. Variabili.Tipi. Identificatori. Assegmanento. Costanti. Type Casting. Operatori aritmetici.
• 25 ott 2013. Capitolo 2 del libro di testo: sezione 2.1, paragrafi da 2.1.12 a 2.1.15; sezione 2.2 tutta. Regole di precedenza. Operatori di assegnamento ausiliari. Operatori di incremento e decremento. Classe String . Stringhe costanti e variabili String. Concatenazione tra stringhe. Metodi di String. Caratteri di escape.
• 29 ott 2013. Capitolo 2 del libro di testo: sezione 2.3 tutta escluso paragrafo 2.3.4; sezione 2.4 tutta. Operazioni di Input da tastiera e Output su schermo. Uso della classe Scanner. Stile di programmazione. Caso di studio: distributore automatico di monete. Ecco il codice che è stato prodotto per raffinamenti successivi:
  • CalcolaRestoCentesimi.java
  • CalcolaRestoCentesimiDouble.java
  • CalcolaRestoEuro.java
  • CalcolaRestoVirgola.java
  • CalcolaRestoFinal.java
• 08 nov 2013. Capitolo 3 del libro di testo: sezione 3.1, paragrafi 3.1.1 - 3.1.2 - 3.1.3; sezione 3.2, paragrafo 3.2.1. Flusso di controllo: la selezione. Costrutto if-else (con e senza ramo else). Espressioni booleane: operatori di confronto e operatori logici. Variabili booleane. Istruzioni if-else annidate. Esempio: Verificare se un anno è bisestile. Ecco i vari codici visti in aula:
  • BisestileA.java
  • BisestileB.java
  • BisestileC.java
• 23 nov 2013. Capitolo 3 del libro di testo: sezione 3.1, paragrafi 3.1.4 - 3.1.5 - 3.1.6; sezione 3.2, paragrafi 3.2.2 - 3.2.3; sezione 3.3 (esclusa sezione 3.3.1). Flusso di controllo: la selezione. Regole di precedenza degli operatori. Valutazione a corto circuito per gli operatori && e ||. Istruzioni if-else multi-ramo. Confronto tra stringhe (metodi equals( ) e compareTo( ), problemi con l'operatore ==). Ordine lessicografico e ordine alfabetico. Istruzioni if-else innestate. Operatore condizionale. Primi cenni all'istruzione switch. Ecco i vari esempi visti in aula:
  • ConfrontoAppuntamenti.java, come confrontare gli orari di due appuntamenti.
  • CompareString.java, uso del metodo equals( ) e problemi con l'operatore == su stringhe.
  • MorraCinese.java, sasso, carta, forbice.
• 29 nov 2013. Capitolo 3 del libro di testo: sezione 3.3 (esclusa sezione 3.3.1). Capitolo 4 del libro di testo: sezioni 4.1 - 4.1.1 - 4.1.2 - 4.1.3 - 4.1.5. [slides 08] Istruzione switch: caso di default e omissione della istruzione break. Flusso di controllo: i cicli. Istruzione while. Istruzione do-while. Istruzione for. Ecco i vari esempi visti in aula:
  • Mesi.java, calcoliamo quanti giorni ha un determinato mese in un determinato anno.
  • Asterischi.java, cosa succede se omettiamo l'istruzione break in uno switch.
  • Positivo.java, chiede un numero positivo e continua a chiederlo finché l'utente lo inserisce negativo o nullo.
  • Conta.java, chiede n positivo e conta fino a n.
  • Somma.java, chiede n positivo e somma i primi n mumeri.
  • RadiceQuadrata.java, radice quadrata approssimata: chiede n positivo e trova il massimo numero che elevato al quadrato è minore n.
  • PositivoDoWhile.java, come il precedente, ma con istruzione do-while.
  • ContaDoWhile.java, come il precedente, ma con istruzione do-while.
  • SommaDoWhile.java, come il precedente, ma con istruzione do-while.
  • RadiceQuadrataDoWhile.java, come il precedente, ma con istruzione do-while.
  • ContaFor.java, come il precedente, ma con istruzione for.
  • SommaFor.java, come il precedente, ma con istruzione for.
  • AsterischiFor.java, chiede n positivo e stampa una riga di n asterischi.
  • Quadrato.java, chiede n positivo e stampa un quadrato di asterischi di lato n.
  • QuadratoPerimetro.java, chiede n maggiore di 3 e stampa il perimetro di un quadrato di lato n.
• 12 dic 2013. Capitolo 4 del libro di testo: sezioni 4.1.4 - 4.2 - 4.2.1 - 4.2.2 - 4.2.3 - 4.2.4 - 4.2.5 - 4.2.6 - 4.2.7. Programmare con i cicli. Tracciatura delle variabili. Cicli difettosi. Controllo del numero di iterazioni: countcontrolled loop, ask before iterating e sentinel value. Istruzioni break e continue . Controllo delle asserzioni. Ecco i vari esempi visti in aula:
  • VerificaPrimo.java, esempio di countcontrolled loop: verifica se un numero positivo è primo.
  • VerificaPrimoBreak.java, come il precedente, ma con istruzione break
  • VerificaPrimoChiedi.java, esempio di ciclo con ask before iterating: chiede all'utente se vuole inserire un numero positivo e ne verifica la primalità; continua finché l'utente risponde sì.
  • VerificaPrimoSentinella.java, esempio di ciclo con sentinel value: continua a chiedere un intero all'utente, se il valore inserito è positivo ne verifica la primalità altrimenti termina.
  • MCD.java, algoritmo di Euclide per il calcolo del Massimo Comun Divisore (si veda 01-Introduzione).
• 20 dic 2013. Capitolo 5 del libro di testo: sezioni 5.1 - 5.1.1 - 5.1.2 - 5.1.3 - 5.1.4 - 5.1.5 - 5.1.6 - 5.2 - 5.4.2. Suggerisco anche la lettura di tutto il paragrafo 5.4. Metodi: concetti base. Metodi statici. Metodi void e metodi che restituiscono un valore. Variabili locali. Prametri formali e argomenti. Parametri di tipo primitivo: call-by-value e type-cast . Invocazione dei metodi: record di attivazione e stack di memoria. Ecco i due esempi che non sono sul testo:
  • Calcolo.java, uso del return con istruzione switch.
  • ParametriMultipli.java, metodi con parametri multipli e type-cast.
• 10 gen 2014. Capitolo 6 del libro di testo: sezioni 6.1 - 6.1.1 - 6.1.2 - 6.1.3 - 6.1.4 - 6.1.5 - 6.1.6 - 6.1.7. Array. Concetti base. Creazione e accesso alle variabili indicizzate. Campo length . Ciclo for-each . Esempi: media e massimo in un array, numeri di Fibonacci.
  • Fibonacci.java, calcolo dei numeri di Fibonacci.
• 17 gen 2014. Capitolo 6 del libro di testo: sezioni 6.2.1 - 6.2.2 - 6.2.3 - 6.2.4 - 6.2.5 - 6.2.6. Assegnamento e uguaglianza tra array. Utilizzo di array nei metodi: variabili indicizzate come argomento, array come argomento, array come tipo di ritorno. Argomenti del metodo main. Specifica vararg. Ecco i vari esempi visti in aula:
  • Massimo.java, esempio di specifica vararg.
  • ShiftLeft.java, sposta circolarmente verso sinistra i valori di un array.
  • ShiftRight.java, sposta circolarmente verso destra i valori di un array.
  • SintesiVoti.java, chiede all'utente di inserire i voti di un esame, ne calcola la frequenza e la media.
• 24 gen 2014. Capitolo 6 del libro di testo: sezioni 6.3 - 6.3.1 - 6.3.2 - 6.4 - 6.4.1 - 6.4.2 - 6.4.3 - 6.4.4; esercizio 12; Progetto 4. Array multidimensionali: dichiarazione, inizializzazione, passaggio a metodi. Array irregolari. Ricerca negli array: ricerca sequenziale e ricerca binaria. Ordinamento di array: Insertion Sort, Selection Sort, Bubble Sort. Generazione di valori casuali con java.security.SecureRandom. Ecco il codice degli esempi visti in aula:
  • SommaMatrici.java, matrici: stampa e somma.
  • Search.java, ricerca sequenziale e binaria.
  • SortIterativo.java, ordinamento di array.
  • insertion_sort.pdf, breve descrizione.
• 7 mar 2014. Capitolo 7 del libro di testo: sezioni 7.1 - 7.1.1 - 7.1.2 - 7.1.3 - 7.1.4 - 7.1.5. Ricorsione. Caso base e passo ricorsivo. Metodi ricorsivi con e senza valore di ritorno. Chiamate ricorsive sullo stack. Ricorsione infinita e stack overflow. Ecco il codice degli esempi visti in aula:
  • EsempiDiRicorsione.java.
• 14 mar 2014. Capitolo 7 del libro di testo: tutto. Ricorsione con gli array. Stringhe palindrome con ricorsione. Ricerca sequenziale e ricerca binaria ricorsive. Ordinamento con Merge Sort. Ecco i vari esempi visti in aula:
  • ParolePalindrome.java, verifica ricorsivamente se una stringa è palindroma.
  • SearchRicorsivo.java, ricerca sequenziale e ricerca binaria ricorsive.
  • TestSearch.java, classe test.
  • Sort.java, algoritmi di ordinamento.
  • TestMergeSort.java, classe di test per mergeSort.
  • TestSort.java, classe di test per le prestazioni degli algoritmi di ordinamento.
• 21 mar 2014. Capitolo 8 del libro di testo: sezioni 8.1 - 8.1.1 - 8.1.2 - 8.1.3 - 8.1.4 - 8.2 - 8.2.1 - 8.2.2 - 8.2.3 - 8.2.4 - 8.2.5 - 8.2.5 - 8.2.6 - 8.2.7. [slides 16] Definizione di classi. Variabili e metodi di istanza. Information hiding ed encapsulation.
• 28 mar 2014. Capitolo 8 del libro di testo: sezioni 8.3 - 8.3.1 - 8.3.2 - 8.3.3 - 8.3.5 - 8.4. Capitolo 9 del libro di testo: sezioni 9.1 - 9.1.1 - 9.1.2 - 9.1.3 [slides 17] Oggetti e riferimenti. Variabili di tipo classe. Aliasing. Metodo equals e metodi booleani. Parametri di tipo classe. Costruttori: definizione, invocazione, chiamata a metodi.
• 4 apr 2014. Capitolo 9 del libro di testo: sezioni 9.1.4 - 9.2 - 9.2.1 - 9.2.2 - 9.3 - 9.3.1 - 9.4 - 9.4.1 - 9.6 - 9.6.1 - 9.6.2. Costante null e NullPointerException. Inizializzazione automatica delle variabili di istanza. Metodo toStrig(). Invocazione automatica di toStrig() nel metodo println() e nella concatenazione con stringhe. Variabili statiche e metodi statici. Overloading e conversione automatica di tipo. Privacy leak. Classi e Array. Array e riferimenti. Ecco il codice visto in aula:
  • Data.java
  • Scadenza.java
  • MainData.java
  • MainOverloading.java, Esempio01.java, Esempio02.java, esempi di overloading semplice, overloanding con conversione automatica di tipo e overloading ambiguo.
• 11 apr 2014. [slides 19] Esercizio: definire una classe Pizzeria. Soluzione: pizzeria.zip
• 9 mag 2014. Capitolo 10 del libro di testo: sezioni 10.1 - 10.1.1 - 10.1.2 - 10.1.3 - 10.1.4 - 10.1.5 - 10.2 - 10.2.1 - 10.2.2 - 10.3 - 10.3.1 - 10.3.2 - 10.3.3 - 10.3.4 - 10.3.5 - 10.3.6 - 10.3.7. [slides 20] Ereditarietà. Concetti base: superclassi e sottoclassi, overriding e overloading. Encapsulation ed ereditarietà: variabili di istanza e metodi private della superclasse. Programmare con l'ereditarietà: costruttori di sottoclassi, invocazioni a super e a this, copatibilità di tipo. Classe Object e overriding del metodo equals.
• 16 mag 2014. Capitolo 9 del libro di testo: sezioni 9.8 - 9.8.1 - 9.8.2 - 9.8.3. Capitolo 11 del libro di testo: sezioni 11.1 - 11.1.1 - 11.1.2 - 11.1.3 - 11.1.4 - 11.1.5 - 11.2 - 11.2.1 - 11.2.2 - 11.2.3. Polimorfismo: dynamic binding, modificatore final, downcast e upcast. Classi astratte. Packages e variabile di ambiente CLASSPATH. Per eseguire e compilare il programma visto a lezione, copiate il file lesson_21.tar.gz nella vostra home ed eseguite i seguenti comandi:
  tar -xzvf lesson_21.tar.gz lesson_21/ (Per espandere il file compresso)
  export CLASSPATH=.:~/lesson_21/lib (Per fissare il classpath)
  javac principale/Main.java (Per compilare le classi)
  java principale.Main (Per eseguire il programma)
• 23 mag 2014. Capitolo 11 del libro di testo: sezioni 11.3 - 11.3.1 - 11.3.2 - 11.3.3 - 11.3.4 - 11.3.5. Interfacce: definizione, implementazione, estensione. Interfacce come tipi. Ecco l'esempio visto a lezione: lesson_22.tar.gz.
• 30 mag 2014. [slides 23] Eccezioni. Concetti base. Blocco try-catch . Istruzione throw e clausola throws Classi di eccezioni predefinite e definizione di nuove classi di eccezioni. Lancio di eccezioni multiple e blocchi catch multipli. Rilancio di eccezioni. Blocco finally . Gerarchia delle eccezioni. Eccezioni controllate e non controllate. Ecco il codice visto in aula:
  • Consumi.java
  • DivisionePerZeroException.java
  • DivisionePerValoreNegativoException.java
  • Test.java
• 6 giu 2014. Ambiente di sviluppo Eclipse. Interfaccia List e sue implementazioni ArrayList e LinkedList. Interfaccia Map e sue implementazioni HashMap e LikedHashMap. Esempio del loro impiego per implementare la classe Pizzeria. Ecco il materiale visto in aula:
  • Un tutorial introduttivo su Eclipse.
  • Esercizio discusso.
  • src.tar.gz cartella compressa dei sorgenti creati nel workspace (inclusi i test per le interfacce List e Map).

Prove di Esame

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• 19 feb 2014. Prima prova parziale [soluzioni]
• 20 giu 2014. Primo appello [soluzioni] (la seconda prova parziale consiste negli esercizi 3-4-5)
• 11 lug 2014. Secondo appello [soluzioni]
• ...

damiano.macedonio@univr.it