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1 Nel corso dell anno scolastico gli insegnanti delle varie materie dell area informatica si sono riuniti per affrontare le problematiche dell insegnamento delle materie di indirizzo e per individuare delle linee guida comuni da seguire, al fine di offrire agli studenti il miglior percorso scolastico possibile a tutte le classi parallele. A tale scopo, facendo riferimento alle direttive ministeriali, ai libri di testo adottati e alle richieste del mondo del lavoro, si è discussa la programmazione delle materie previste individuando i linguaggi da studiare e un programma di base per tutti i 5 anni, evidenziando anche alcuni possibili argomenti da trattare parallelamente in due materie (informatica, sistemi e reti, tecnologie e progettazione) in modo da poterli sviluppare da punti di vista diversi ed offrire un maggior approfondimento. Inoltre, per verificare il livello e l uniformità della preparazione dei ragazzi, si è deciso di prevedere entro la metà di maggio un compito comune tra le classi parallele delle sezioni di indirizzo informatica, in modo da poter verificare il raggiungimento degli obiettivi comuni ed eventualmente programmare un lavoro estivo specifico anche comune in caso di rilevamento di carenze nella preparazione. Si è deciso inoltre di cambiare alcuni libri di testo adottando libri specifici per l indirizzo informatica, e di aumentare, compatibilmente con la disponibilità dei laboratori di informatica, le ore di parte pratica soprattutto per le classi seconde per le quali attualmente non è previsto l accesso al laboratorio. Per le classi seconde si chiede la disponibilità di due ore settimanali di laboratorio sull insegnamento di Scienze e Tecnologie Applicate e di 13 ore di compresenza dell Insegnante tecnico-pratico e si propone di dividere l insegnamento in due moduli: uno di informatica (parte pratica pagine WEB) e uno di Telecomunicazioni (parte pratica Arduino). Di seguito i programmi discussi ed approvati nelle riunioni.

2 Classe prima Sono stati individuati i seguenti obiettivi minimi: Rappresentazione delle informazioni o Sistemi di numerazione decimale, binario, esadecimale o Codice ASCII Struttura di un calcolatore Programmazione o Diagrammi di flusso (Problem solving) o Linguaggio C++ (laboratorio) Pacchetto ufficio (laboratorio)

3 Classe terza informatica Ore annuali 198 Sequenza di apprendimento 1. Algoritmi - definizioni di problema ed algoritmo - algoritmi e loro rappresentazione con i diagrammi di flusso - principi di programmazione strutturata - dal diagramma di flusso al programma C -- ordinamenti e cenni ad altri algoritmi conosciuti 2. Linguaggi di programmazione - evoluzione linguaggi, alto e basso livello - interpreti, compilatori - 3. linguaggio C - struttura di un programma C - variabili e tipi di dati (char, interi, virgola mobile, boolean, costanti - conversioni - espressioni e condizioni - operazioni standard di I/O -- la gestione delle stringhe - controllo del flusso (sequenza, selezione, iterazione) - debug di un programma Conoscenze e abilità 1,2,3,4,7,13 a,b,c Competenze Tempi previsti A, B, C 38 ore 1,2,13 a, h C 10 ore 1,2,4,5,10,13 a,b,c,h A, B, C 42 ore 4. le funzioni in C - definizione ed invocazione di una funzione - parametri per valore e riferimento 5. i vettori - vettori a una e due dimensioni - caricamento, scorrimento, ricerca, cancellazione 6. strutture di dati complesse - struct e suo utilizzo nella 1,2,4,5,10,13 a,b,c,h 1,2,4,5,10,13 a,b,c,h 1,2,4,5,10,13 a,b,c,h A, B, C 20 ore A, B, C 18 ore A, B, C 20 ore

4 programmazione 7. la programmazione ricorsiva - cenni ed esempi di programmazione ricorsiva 8. i file di testo - i file sequenziali - creazione, lettura, aggiornamento file sequenziali 1,2,4,5,10,13 a,b,c,h 10 ore A, B, C 20 ore 9. introduzione alla programmazione orientata agli oggetti - introduzione alla OOP - regole e convenzioni di codifica - costruttori, attributi, metodi - visibilità e parametri - ereditarietà, overloading e overriding - 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 20 ore

5 Classe terza sistemi e reti Ore annuali 132 Sequenza di apprendimento 1. L'architettura hardware di un computer Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 16 ore - Struttura e principi di funzionamento di un elaboratore - Evoluzione storica dei personal computer - Architettura delle motherboard - Generalità sul microprocessore - Bus di espansione - Le memorie - Le porte di comunicazione -- Le periferiche 2. Microprocessori 16 ore - Architettura e caratteristiche generali di un microprocessore: unità logico-aritmetica, decodificatore, unità di controllo, registri, cache - Ricerca, decodifica ed esecuzione del codice operativo; il pipelining - Architettura e principi di funzionamento dei processori X86 -- Evoluzione storica dei microprocessori 3. Programmazione Assembly dei processori X86 36 ore - Principi di programmazione: linguaggio macchina e linguaggio a basso livello - Indirizzi fisici e indirizzi segmentati - Generalità sul linguaggio Assembly: editing, assemblaggio, linking, debugging - Direttive, istruzioni, tecniche di indirizzamento

6 - Procedure e servizi - - Interfacciamento delle periferiche con la CPU 4. Sistemi operativi - Generalità: classificazione, servizi, processi e risorse - gestione della memoria: - installazione, amministrazione del sistema, cartelle condivise, strumenti per la sicurezza - gestione dell I/O - GNU/Linux: Desktop: installazione di Ubuntu, gestione utenti, gruppi, permessi. Installazione di Windows Desktop. Server: installazione di Debian con i servizi più usati: webserver, database, java, php, strumenti per la messa in sicurezza. 5. Reti 40 ore 24 ore - Generalità: classificazione, topologia, comunicazione tra reti - Il modello a strati ISO-OSI: descrizione e funzionamento - approfondimento del livello 1 (fisico) - - approfondimento del livello 2 (data-link)

7 Classe terza tecnologie e progettazione Ore annuali 96 Sequenza di apprendimento 1. sistemi operativi 1 (parte propedeutica all Assembly da trattare in Sistemi e reti) - Classificazione, struttura e funzionamento generale di sistemi operativi - file system - esercitazioni sulla shell di windows e di Linux, script in windows e Linux - la sicurezza del file system Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 24 ore 2. Principi di teoria e di codifica dell informazione - consolidamento conversione tra basi binaria, decimale, esadecimale - conversione di decimali frazionali alle diverse basi - rappresentazione in virgola mobile, interi con segno - codifica di immagini, suoni e filmati - codifica delle informazioni, ASCII, Unicode - esercitazioni varie sulle conversioni numeriche, di immagini, suoni e filmati e simulazioni di codici - 3. sistemi operativi 2 - evoluzione dei sistemi operativi - gestione dei processi - multitasking - esercitazioni su simulazione di algoritmi di schedulazione 24 ore 28 ore 4. Fasi e modelli di gestione di un ciclo di sviluppo - fasi di sviluppo di un programma (analisi, progettazione, codifica, test) - modello a cascata ed 20 ore

8 incrementale - documentazione di un progetto - utilizzo di ArgoUML per la scrittura dei modelli UML UDA con sistemi e reti: i sistemi operativi

9 Classe quarta informatica Ore annuali 198 Sequenza di apprendimento 1 programmazione ad oggetti - consolidamento dei concetti di oggetto, classe, attributo e metodo - regole e convenzioni di codifica - passaggio dalla programmazione tradizionale alla OOP 2. il linguaggio Java - caratteristiche, storia, compilazione ed esecuzione - il diagramma UML delle classi - struttura di una classe, costruttori e metodo main - variabili primitive e classi - le principali istruzioni (if, do, while, for, switch, array) - utilizzo delle classi delle librerie di Java nella scrittura del codice e consultazione della documentazione JavaDoc sul sito di Oracle - ereditarietà - override e overload di metodi - polimorfismo - gestione delle eccezioni - gestione I/O (da tastiera, da file di testo e da socket) Conoscenze e Competenze Tempi abilità previsti 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 10 ore 6,8,10,13 d,e,f,g,h A, B, C, D, E 80 ore 3. principali strutture dati e loro implementazione - liste, code, pile - ricerca dei cammini minimi, algoritmo di Dijkstra 30 ore 4. interfacce grafiche - librerie AWT/SWING: componenti fondamentali e gestione degli eventi - creazioni di interfacce grafiche 8,9,10 e,f,g,h 30 ore

10 per l acquisizione dei dati - animazioni - il model-view-control per la separazione tra logica di business e GUI 5. pagine web statiche e javascript - caratteristiche, storia, scrittura ed esecuzione - Il DOM 6. algoritmi e complessità - Logica iterativa e ricorsiva - Teoria della complessità algoritmica 9,11,12,13 e,f,g,h 38 ore 10 ore UDA con sistemi e reti: 1. L algoritmo di Dijkstra per la costruzione dell albero dei cammini minimi per la costruzione delle tabelle di routing

11 Classe quarta tecnologia e sistemi Ore annuali 96 Sequenza di apprendimento 1. ingegneria del software - ciclo di vita del software - Il modello a cascata - Requisiti software e casi d'uso (diagrammi UML dei casi d'uso) - Il diagramma delle classi - 2 programmazione concorrente - principi di programmazione concorrente - processi e thread - La gestione dei thread in Java (Thread e Runnable) - Gestione della concorrenza e sincronizzazione (semafori e monitor) - deadlock - La cooperazione tra processi Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 26 ore 60 ore 3. principi di programmazione client server - i socket UDP in Java - I socket TCP in Java 10 ore UDA con sistemi e reti: 1. I socket in Java: scrittura in Java di un collegamento client server con UDP (DatagramSocket e DatagramPacket) e con TCP (Server e ServerSocket) 2. UDA con informatica: utilizzo di ArgoUmL per la compilazione dei diagrammi delle classi

12 Classe quarta sistemi e reti Ore annuali 132 Sequenza di apprendimento 1. livello di datalink - Ripasso generale - descrizione ed utilizzo di hub, repeater, switch, bridge - comandi e protocolli utilizzati nei due livelli (arp) - configurazione di LAN e VLAN con programmi di simulazione di rete Cisco racket Tracer - configurazione di switch managed per l'implementazione di VLAN e Port Group con LACP. 2. il livello di rete - Generalità su indirizzamento di rete - routing, instradamento diretto ed indiretto - strategie di routing - comandi e protocolli utilizzati nel livello di rete in ambiente Windows (ipconfig, ping, route, tracer) - configurazione di INTRA-VLAN Routing e di routing statico con programmi di simulazione di rete Cisco Racket Tracere - Routing gerarchico, sistemi autonomi e protocolli IGP ed EGP - Indirizzamento multicast, LACP, STP - configurazione di LAN cablate, di LAN Wireless con Access Point e autenticazione con controllo degli accessi 4. il livello di trasporto Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 10 ore 50 ore 40 ore - Generalità: i protocolli TCP e

13 UDP - comandi e protocolli utilizzati nel livello di trasporto - NAT statico e dinamico, DNS - esempi di uso di semplici socket in C e in Java per comunicazioni TCP e UDP - uso di utility software e security scanner: netcat e nmap 5. il livello di applicazione 32 ore - Generalità e interazioni con il livello di trasporto - Protocolli di livello: http, https, ftp, smtp, pop3 - Proxy, cookies UDA con tecnologie e progettazione: 1. I socket in Java: scrittura in Java di un collegamento client server con UDP (DatagramSocket e DatagramPacket) e con TCP (Server e ServerSocket) UDA con informatica: 1. L algoritmo di Dijkstra per la costruzione dell albero dei cammini minimi per la costruzione delle tabelle di routing

14 Classe quinta informatica Ore annuali 198 Sequenza di apprendimento 1. introduzione alla gestione dei dati - dati e informazioni - file di dati(sequenziali, accesso diretto - basi di dati, tipi e loro gestione 2. i DBMS relazionali - il modello relazionale - progettazione concettuale, logica e fisica e normalizzazione - modello entità-relazioni - algebra e operatori relazionali - linguaggi di manipolazione dei dati - esercitazione con ArgoUML sulla creazione di diagrammi ER 3. il linguaggio SQL - SELECT e le sue clausole - Join - DDL di SQL (create, alter, drop) - DML di SQL (insert, update, delete - Gestione dell accesso concorrente - disegno e creazione di database con MYSQL - Scrittura ed esecuzione di query con MYSQL 4. Accesso a una base dati da programma - JDBC - Connessioni a un DBMS e query SQL da programma Java - Insert, read, update, delete, commit, rollback - Scrittura di applicazioni client server multithread con accesso a un DB - 5. XML - sintassi e struttura dei documenti XML - Validazione di un XML tramite Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 8 ore 30 ore 20 ore 50 ore 16

15 XSD - Creazione e validazione di un documento XML in Java 6. pagine web dinamiche con PHP - Client server con la tecnologia web - Il linguaggio PHP (sintassi, variabili, array, iterazioni) - Form HTML con controlli javascript - Utilizzo di easyphp - Get/post di form HTML lato server con PHP - Passaggio di dati tra pagine web - Gestione di cookies e sessioni - Accesso ad una base dati da php - Creazione di file pdf con php - Download ed upload di file 74 ore UDA informatica tecnologie : 1. scrittura applicazioni client server con tecnologia web a tre livelli ed accesso ad un database MYSQL 2. Scrittura applicazioni con socket multithreaded ed accesso ad un database UDA informatica tecnologie sistemi e reti: 1. Scrittura di una applicazione client server con tecnologia web in una intranet con progettazione della rete intranet

16 Classe quinta tecnologie e progettazione Ore annuali 132 Sequenza di apprendimento 1 sistemi e architetture distribuite - architetture hardware (clustering e alta affidabilità) - architetture software Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 26 ore 2. client server tramite socket - Il modello client-server a 1, 2 e 3 livelli - Realizzazione in Java di stream socket e datagram socket - Server multithreaded con stream socket - Web server Apache e sua configurazione 3. client server con tecnologia web - Server engine Tomcat, XAMPP - servlet - JSP - Il modello a tre livelli - Intranet ed internet - Creazione di file pdf con Java 4. Siti web dinamici - Progettazione - Il protocollo https - Login con https ed accesso ad una base dati 8,10,13 a,c,h A, B, C, E 30 ore 46 ore 30 ore

17 Classe quinta sistemi e reti Ore annuali 132 Sequenza di apprendimento 1 I protocolli SMTP, POP, IMAP, FTP Conoscenze e abilità Competenze Tempi previsti 14 ore - descrizione dei protocolli - Laboratorio: installazione di un servizio FTP su Linux. Installazione di un server di posta elettronica SMTP con i software mail transfert agent Postfix, il server Dovecot e il demone di autenticazione SASL saslauthd 2. La sicurezza nelle reti: crittografia e crittoanalisi. 24 ore - Crittografia simmetrica e asimmetrica, certificati e firma digitale. - Laboratorio: Algoritmi di cifratura in Java e in PHP: MD5, Blowfish. La firma digitale con card CNS-TS 3. La sicurezza nei sistemi informatici. 16 ore - Breve storia degli attacchi informatici, valutazione dei rischi, principali tipologie di minacce, sicurezza nei sistemi informativi distribuiti. - Servizi di sicurezza per le protocollo S/MIME, il software PGP, connessioni con SSL/TLS - Laboratorio: il sofware Sniff'em per intercettare , il software PGPdesktop 4. La difesa perimetrale: i 30 ore

18 firewall - tecniche di filtraggio e ACL, packet filtering, statefull inspection, application proxy, DMZ. - Riferimenti normativi sulla sicurezza e sulla privacy. - Laboratorio: ACL con Cisco Packet Tracer, VPN Hamachi, Firewalling in linux con Iptables. 5. Tecnologie wireless 20 ore - WLAN con , PAN, tecnologie 3G. Crittografia nel Wireless: WEP, WPA, WPA2, 802.1X con EAP. Architettura delle reti wireless. Riferimenti normativi sul wireless. - Laboratorio: simulazioni di rete wireless con Cisco Packet Tracer. Controllo degli accessi con Wireless Network Watcher. Cracking di password con Aircrack-ng. 6. Modello client/server e distribuito per i servizi di rete. 28 ore Le applicazioni e i sistemi distribuiti Laboratorio: installare Windows server, gestire una Active Directory in un server Windows. Installazione e gestione di un file server SAMBA per il protocollo SMB/CIFS.

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