2. Finalità generali previste dalle indicazioni nazionali

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1 2. Finalità generali previste dalle indicazioni nazionali Le Linee Guida ministeriali per i curricola del Secondo biennio dell Istituto Tecnico Tecnologico, Indirizzo Informatica e Telecomunicazioni - Articolazione Informatica, prevedono che la disciplina Tecnologie e Progettazione di Sistemi Informatici e di Telecomunicazioni concorra a far conseguire allo studente al termine del percorso quinquennale i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale: orientarsi nella normativa che disciplina i processi produttivi del settore di riferimento, con particolare attenzione sia alla sicurezza sui luoghi di vita e di lavoro sia alla tutela dell ambiente e del territorio; intervenire nelle diverse fasi e livelli del processo produttivo, dall ideazione alla realizzazione del prodotto, per la parte di propria competenza, utilizzando gli strumenti di progettazione, documentazione e controllo; riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa; padroneggiare l uso di strumenti tecnologici con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. In particolare la disciplina concorre al raggiungimento dei seguenti risultati in termini di competenza: sviluppare applicazioni informatiche per reti locali o servizi a distanza; scegliere dispositivi e strumenti in base alle loro caratteristiche funzionali; gestire progetti secondo le procedure e gli standard previsti dai sistemi aziendali di gestione della qualità e della sicurezza; gestire processi produttivi correlati a funzioni aziendali; configurare, installare e gestire sistemi di elaborazione dati e reti; redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali. L articolazione dell insegnamento è delineata di seguito in Conoscenze e Abilità: Conoscenze Principi di teoria e di codifica dell informazione. Classificazione, struttura e funzionamento generale dei sistemi operativi. Struttura e organizzazione di un sistema operativo; politiche di gestione dei processi. Classificazione e moduli di gestione delle risorse del sistema operativo. Tecniche e tecnologie per la programmazione concorrente e la sincronizzazione dell accesso a risorse condivise. Casi significativi di funzionalità programmabili di un sistema operativo. Fasi e modelli di gestione di un ciclo di sviluppo. Tecniche e strumenti per la gestione delle specifiche e dei requisiti di un progetto. Tipologie di rappresentazione e documentazione dei requisiti, dell architettura dei componenti di un sistema e delle loro relazioni ed interazioni. Rappresentazione e documentazione delle scelte progettuali e di implementazione in riferimento a standard di settore. Normative di settore nazionale e comunitaria sulla sicurezza e la tutela ambientale. Abilità Identificare e analizzare gli aspetti funzionali dei principali componenti di un sistema operativo. Scegliere il sistema operativo adeguato ad un determinato ambiente di sviluppo. Progettare e realizzare applicazioni che interagiscono con le funzionalità dei sistemi operativi. Progettare e realizzare applicazioni in modalità concorrente. Identificare le fasi di un progetto nel contesto del ciclo di sviluppo. Documentare i requisiti e gli aspetti architetturali di un prodotto/servizio, anche in riferimento a standard di settore. Applicare le normative di settore sulla sicurezza e la tutela ambientale. Pagina 3 di 12

2 3. Linee generali di Programmazione Moduli e Unità di Apprendimento La programmazione è strutturata in Moduli didattici, suddivisi in Unità di Apprendimento (UdA). Le UdA del Modulo di Laboratorio sono progettate per una fruizione in parallelo con quelle di Teoria. Modulo 1: Il Sistema Operativo 1 Ore totali previste: 25 1A Teoria Il Sistema Operativo: Ripasso 1B Teoria File System, Processi e Thread Modulo 2: Il Sistema Operativo 2 Ore totali previste: 21 2A Teoria Elaborazione concorrente 2B Teoria Comunicazione e Sincronizzazione Modulo 3: Ingegneria del Software Ore totali previste: 20 3A Teoria Modelli di sviluppo 3B Teoria Documentazione Modulo 4: Laboratorio Ore totali previste: 33 4A Laboratorio Il linguaggio Java 4B Laboratorio Thread, Comunicazione e Sincronizzazione in Java 4C Laboratorio UML e Documentazione Pagina 4 di 12

3 4. Programmazione per la classe Conoscenze, Abilità, Competenze Modulo 1: Il Sistema Operativo 1 UdA 1A. Il Sistema Operativo: Ripasso Ore totali previste: 12 Il Sistema Operativo: definizione e caratteristiche generali. Risorse HW e SW. Funzioni del Sistema Operativo. Modello a livelli e a buccia di cipolla (onion skin). Bootstrap. Kernel. Gestione dei processi: Processi, PCB e stato di un processo. Scheduler. Algoritmi di Scheduling. Gestione della Memoria: caratteristiche e funzioni di un Sistema Operativo. processo e di stato di un processo. tecniche di gestione dei processi. problematiche relative alla gestione della memoria. Saper classificare un Sistema Operativo. Saper descrivere il ciclo di vita di un processo. UdA 1B. File System, Processi e Thread Ore totali previste: 13 Gestione del File System: File System. File, Cartelle e loro caratteristiche. Percorso di un file. Modello a processi. Risorse e condivisione. Grafo di Holt. Thread. Gestione dei Thread. Stato di un Thread. caratteristiche e funzioni del File System. Acquisire il concetto di risorsa condivisa. Comprendere un grafo di Holt. thread e le tecniche di gestione. Saper utilizzare il File System di un moderno Sistema Operativo. Saper descrivere il ciclo di vita di un thread. Pagina 5 di 12

4 Modulo 2: Il Sistema Operativo 2 UdA 2A. Elaborazione concorrente Ore totali previste: 10 Elaborazione sequenziale e concorrente. Grafo di precedenza. Programmazione concorrente. Esecuzione parallela. Le istruzioni Fork e Join. Conoscere il concetto di primitiva nell ambito della programmazione e dei Sistemi Operativi. elaborazione sequenziale e concorrente. primitive per descrivere un elaborazione parallela. Analizzare e sintetizzare esempi di processi sequenziali e paralleli con un grafo di precedenza. UdA 2A. Comunicazione e Sincronizzazione Ore totali previste: 11 Modelli di comunicazione tra processi. Sincronizzazione tra processi. Semafori. Tipologie di Semafori. Semafori e Mutua esclusione. Problemi classici della programmazione concorrente: Produttore/Consumatore, Deadlock, Lettore/Scrittore. Monitor. Scambio di Messaggi. Conoscere i modelli ad ambiente locale e globale. Comprendere l importanza della sincronizzazione. Definire un semaforo. Classificare un semaforo. Utilizzare un semaforo per risolvere un problema di sincornizzazione. Conoscere il concetto di Mutua esclusione. Conoscere il concetto di Deadlock e Regione critica. Definire un monitor. primitive per lo scambio di messaggi. Saper applicare correttamente primitive a livello logico per risolvere tipici problemi di sincronizzazione e comunicazione. Pagina 6 di 12

5 Modulo 3: Ingegneria del Software UdA 3A. Modelli di sviluppo Ore totali previste: 10 Ingegneria del software. Ciclo di vita di un processo informatico. Ingegneria dei requisiti. La Specifica dei requisiti. La Classificazione di requisiti. La Raccolta dei requisiti. Scenari e Casi d uso. Descrizione dei requisiti in UML. Conoscere il significato di Ingegneria del Software. fasi del ciclo di vita di un processo informatico. requisito e stakeholder. Conoscere le tecniche di esplorazione per la raccolta dei requisiti. Individuare Scenari e Casi d uso di un progetto. Descrivere Scenari e Casi d uso in linguaggio UML. Saper applicare le tecniche di base dell Ingegneria del requisiti a un semplice progetto software. UdA 3B. Documentazione Ore totali previste: 10 Documentazione dei requisiti: il documento SRS. Documentazione di un progetto software. Documentazione del codice. Convenzione nell uso dei nomi. Commenti. Indentazione. Conoscere il significato e l importanza del documento SRS. Conoscere la struttura generale di un documento SRS. Classificare la documentazione di un tipico progetto software. Comprendere l importanza della documentazione del codice. convenzioni per l uso dei nomi nel codice. Conoscere significato e importanza di commenti e indentazione. Realizzare una corretta documentazione associata a un semplice progetto software. Pagina 7 di 12

6 Modulo 4: Laboratorio UdA 4A. Il linguaggio Java Ore totali previste: 12 Il linguaggio Java: Il paradigma OOP. Classi, Attributi, Metodi. Strutture condizionali. Strutture iterative. Conoscere la struttura di un programma Java. Progettare una classe con attributi e metodi. Codificare una classe. Realizzare un semplice programma in linguaggio Java basato sul paradigma OOP. UdA 4B. Thread, Comunicazione e Sincronizzazione in Java Ore totali previste: 12 I Thread in Java. I Semafori in Java. I Monitor in Java. Realizzare un Thread in Java con la classe Thread. Realizzare un Thread in Java con l interfaccia runnable. Realizzare un Semaforo in Java per risolvere il problema Produttore/Consumatore. Realizzare un Monitor in Java con metodi synchronized. Realizzare semplici programmi in Java per simulare la comunicazione tra processi. UdA 4C. UML e Documentazione Ore totali previste: 9 Il linguaggio UML. Il diagramma delle Classi. Il diagramma dei Casi d uso. La documentazione di un progetto Java. Conoscere le caratteristiche principali del linguaggio UML. Realizzare un diagramma UML delle Classi con un software. Realizzare un diagramma UML dei Casi d uso con un software. Documentare un progetto Java con commenti in codice e tool di documentazione automatica. Realizzare semplici diagrammi UML per la documentazione di progetti software con l ausilio di software. Pagina 8 di 12

7 Obiettivi Minimi (Criterio di sufficienza) Modulo 1: Il Sistema Operativo 1 Ore totali previste: 25 caratteristiche di un Sistema Operativo. processo e di stato di un processo. caratteristiche di un File System. Acquisire il concetto di risorsa condivisa. Saper leggere un grafo di Holt. thread. Modulo 2: Il Sistema Operativo 2 Ore totali previste: 21 Conoscere il concetto di primitiva nell ambito della programmazione e dei Sistemi Operativi. elaborazione sequenziale e concorrente. Definire un semaforo. Conoscere il concetto di Mutua esclusione. Conoscere il concetto di Deadlock e Regione critica. Definire un monitor. Conoscere il concetto di messaggio. Modulo 3: Ingegneria del Software Ore totali previste: 20 Modulo 4: Laboratorio Ore totali previste: 33 fasi del ciclo di vita di un processo informatico. tecniche di esplorazione per la raccolta dei requisiti. Descrivere Scenari e Casi d uso in linguaggio UML. Conoscere la struttura generale di un documento SRS. Classificare la documentazione di un tipico progetto software. convenzioni per l uso dei nomi nel codice. Conoscere significato e importanza di commenti e indentazione. Realizzare un Thread in Java con la classe Thread. Realizzare un Thread in Java con l interfaccia runnable. Realizzare un Semaforo in Java per risolvere il problema Produttore/Consumatore. Realizzare un Monitor in Java con metodi synchronized. Realizzare un diagramma UML delle Classi con un software. Realizzare un diagramma UML dei Casi d uso con un software. Documentare un progetto Java con commenti in codice e tool di documentazione. Pagina 9 di 12