Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Sistemi di elaborazione delle informazioni
Docente
Prof.ssa Fallucchi Francesca
Settore Scientifico Disciplinare
ING-INF/05
CFU
6
Descrizione dell'insegnamento

Il corso ha la finalità di consentire agli studenti di comprendere i principi fondamentali di funzionamento dei calcolatori elettronici e di trasmettere le competenze per un uso consapevole dei principali programmi. Inoltre, il corso si propone di estendere le competenze nell’uso delle tecnologie informatiche trattando i modelli e gli strumenti propri della rappresentazione della conoscenza in ambito informatico fino a trattare esempi di metodi di utilizzo delle macchine per immagazzinare ed elaborare conoscenza. Il corso ha anche lo scopo di far conoscere gli strumenti utili per l’organizzazione dei dati fornendo i concetti introduttivi relativi alla progettazione delle basi di dati.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Al termine di questo corso, lo studente sarà in grado di:
  • comprendere i principi fondamentali di funzionamento dei calcolatori elettronici;
  • conoscere l’AIML e i Chatbots;
  • comprendere i problemi legati al trattamento del linguaggio naturale;
  • adoperare i sistemi basati su conoscenza da logica proposizionale;
  • valutare e applicare i modelli e gli strumenti propri della rappresentazione della conoscenza in ambito informatico;
  • conoscere gli strumenti utili per l’organizzazione delle informazioni contenute in grandi collezioni di dati;
  • capacità di apprendere e integrare conoscenze da varie fonti al fine di conseguire una visione più ampia delle problematiche relative all’uso del calcolatore e favorendo anche un'autonomia nell'affrontare ulteriori studi;
  • esprimere con opportuno linguaggio gli argomenti del corso;
  • valutare in autonomia i vantaggi e gli svantaggi di quanto appreso nei vari argomenti del corso.
Prerequisiti

Non sono richiesti requisiti specifici

Contenuti dell'insegnamento
  • Modulo 1: Architettura degli elaboratori
    • Gli obiettivi del modulo sono:
      • introdurre lo studente ai principi fondamentali di funzionamento dei calcolatori elettronici;
      • trasmettere le competenze per un uso consapevole dei principali programmi;
      • fornire gli elementi di base per la rappresentazione simbolica delle informazioni;
      • saper distinguere tra conoscenza procedurale e conoscenza dichiarativa;
      • riconoscere le principali componenti della macchina di Van Neumann;
      • comprendere la rappresentazione simbolica delle informazioni e in particolare quali sono le relazioni tra i differenti metodi di rappresentazione simbolica delle informazioni.
    • Le lezioni sono 3:
      • Macchine – Richiami
      • Macchina di Von Neumann
      • Rappresentazione: Tipi
  • Modulo 2: Basi di conoscenza
    • Gli obiettivi del modulo sono:
      • estendere le competenze nell'uso delle tecnologie informatiche trattando i modelli e gli strumenti propri della rappresentazione della conoscenza anche in ambito informatico;
      • introdurre la teoria del comportamentismo e come i chatbots sono uno strumento utile per rispondere a problemi con un approccio stimolo-risposta;
      • conoscere i metodi di utilizzo delle macchine per immagazzinare ed elaborare conoscenza;
      • determinare il nesso di conseguenza logica tra proposizioni, predisponendo delle tecniche per determinare quando la verità di una conclusione consegue necessariamente dalla verità delle premesse;
      • descrivere i sistemi basati su conoscenza dalla logica proposizionale alle reti semantiche.
    • Le lezioni sono 9:
      • Introduzione alle problematiche della conoscenza
      • Comportamentismo: cenni
      • Programmi che chiacchierano - I Chatbots: un approccio riduzionista
      • AIML e i Chatbots
      • Rappresentazione Conoscenza - Prospettiva cognitiva
      • Richiami Insiemi
      • Sistemi basati su conoscenza. Cenni di logica proposizionale
      • Sistemi basati su conoscenza da logica proposizionale a logica del primo ordine
      • Rappresentazione della conoscenza: le reti semantiche
  • Modulo 3: Basi di Dati
    • Gli obiettivi del modulo sono:
      • comprendere come organizzare i dati contenuti in grandi collezioni di dati attraverso una maggiore formalizzazione;
      • riconoscere i sistemi per la gestione di basi di dati (Database Management System, DBMS);
      • comprendere il modello relazionale e il linguaggio SQL che permettono di effettuare le interrogazioni sulla base di dati.
    • Le lezioni sono 5:
      • Gestione dei dati e della conoscenza
      • Introduzione alle basi di dati
      • Il modello concettuale: Entità-Relazione (ER)
      • Il modello relazionale
      • Esercizi sul modello Entità-Relazione
Attività didattiche
Didattica erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da circa 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte degli studenti). Ogni videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf.
L’insegnamento prevede videolezioni (in ognuna sono specificati gli argomenti e gli obiettivi) organizzate in moduli. Alcune videolezioni sono a carattere prevalentemente teorico e generale su principi fondamentali di funzionamento dei calcolatori elettronici e nell’uso delle tecnologie informatiche. Particolare attenzione è riservata anche ai modelli e gli strumenti propri della rappresentazione della conoscenza e della gestione dei dati. Altre videolezioni sono focalizzate su aspetti pratici per un uso consapevole e pratico dei fondamenti dell’informatica. Le videolezioni teoriche consentiranno di fornire agli studenti le conoscenze relative a concetti fondamentali: dall’architettura astratta dei primi calcolatori, ai numeri binari fino a modelli per la rappresentazione della conoscenza e della gestione dei dati. Le videolezioni pratiche, contenenti esempi reali di utilizzo degli strumenti introdotti, faciliteranno l’acquisizione delle capacità/abilità di applicarle tali conoscenze per l’uso del computer. A tal riguardo, si presenteranno confronti di tecnologie, strategie e strumenti dell’informatica e si fornirà allo studente una capacità di essere autonomo nella selezione della tecnologia più adatta. In entrambi i casi si farà uso di una terminologia adeguata agli argomenti trattati.
 
Didattica interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione.
Tra le interazioni sincrone, sono utilizzate le aule virtuali in genere così strutturate:
  • il docente rende disponibile un testo di esercitazione agli studenti con domande prettamente a risposta multipla;
  • lo studente svolge in autonomia gli esercizi;
  • durante l’aula virtuale, il docente dà un “feedback formativo” ovvero valuta il livello di apprendimento degli argomenti del corso, raccoglie i dubbi e fornisce chiarimenti ed eventuali approfondimenti in base alle risposte date dagli studenti e alle difficoltà riscontrate. Il docente favorirà la discussione e il confronto al fine di sviluppare competenze critiche.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Tutte le prove di verifica e autoverifica intermedie previste dai Corsi ed erogate in modalità distance learning sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuali. Le prove di verifica e autoverifica intermedie non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d’esame, la quale deve essere svolta in presenza degli studenti davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004.

L’esame finale è volto a verificare la comprensione degli argomenti trattati, la capacità di applicare correttamente le nozioni a casi studio e la comprensione delle problematiche proposte nel corso. L’esame si svolge in forma scritta e/o orale. Il punteggio della prova è espresso in trentesimi.
La prova scritta consiste in domande a risposta multipla e a risposta aperta sugli argomenti specifici del corso. Le domande sono formulate con entrambe le tipologie sia per argomenti più teorici sia per argomenti più pratici. Nella prova viene richiesto agli studenti non solo di dimostrare l’acquisizione dei concetti fondamentali del computer ma anche di accrescere le loro competenze nell’uso delle tecnologie informatiche e di comprendere i problemi legati alla rappresentazione della conoscenza e alla gestione dei dati. La prova scritta ha una durata massima di 1ora e 30 minuti durante la quale gli studenti devono illustrare in modo adeguato gli argomenti richiesti dimostrando di aver raggiunto gli obiettivi formativi prefissati. 
La prova orale consiste in un colloquio frontale sugli argomenti trattati nel corso. Durante la prova orale verrà richiesto agli studenti di esporre gli argomenti trattati durante il corso, al fine di verificare la comprensione dei principi di funzionamento del calcolatore, la capacità di applicare correttamente le nozioni anche praticamente per esempio saper fare le operazioni sui numeri binari. Durante la prova viene verificata anche la capacità dello studente di comprendere delle problematiche proposte nel corso come ad esempio i problemi che si hanno nel trattamento del linguaggio naturale con strumenti automatici. La prova orale ha una durata media di 30 minuti.
Tuttavia, al fine di valutare il conseguimento degli obiettivi formativi del corso, il docente terrà conto nella valutazione finale dell’esame:
  • della capacità di apprendere e quindi di esporre l’argomento richiesto;
  • della padronanza di linguaggio dello studente;
  • della capacità di applicare architetture, funzionalità o strumenti a casi di studio reali.
Per superare l’esame, lo studente deve dimostrare di aver acquisito conoscenze sufficiente sui concetti di base del computer, una conoscenza di base sulle funzionalità e sui principali elementi delle basi di dati e, infine, di essere in grado di ipotizzare gli scenari in cui operano le basi di conoscenza. Rispetto al voto finale le domande a risposta multipla hanno un peso di 2/3 mentre quelle a risposta aperta hanno un peso di 1/3. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso.
Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

  • Mari et al., Informatica e cultura dell’Informazione, McGraw-Hill, 2007 - Cap. 1, 2, 3, 5.3, 6.1, 6.2, 7.2
  • Atzeni et al., Basi di Dati Modelli e linguaggi di interrogazione, McGraw-Hill - Cap. 1, 2, 7 (meno il 7.4)

Testo di approfondimento:

  • M.W. Eysenck and M.T. Keane, Cognitive Psycology: a Student Handbook, Psycology Press, - Cap. 9, 10
Ricevimento studenti

Previo appuntamento (f.fallucchi@unimarconi.it)