Obiettivi Formativi

Modulo A Fornire le conoscenze di base degli aspetti teorici e pratici dell'informatica moderna con particolare riferimento alle principali problematiche relative alla rappresentazione e alla elaborazione dell’informazione nei calcolatori elettronici. Trasmettere agli studenti una forma di pensiero computazionale ovvero la capacità di pensare in maniera algoritmica. Lo studente sarà reso in grado di analizzare un problema complesso, suddividerlo in sotto-problemi e progettare semplici algoritmi per la loro risoluzione. Favorire lo sviluppo dell’autonomia dello studente che sarà reso in grado di utilizzare in maniera consapevole i moderni strumenti informatici selezionando opportunamente tra quelli a disposizione i più adatti per la risoluzione del problema considerato. Far acquisire la terminologia di base dell’informatica moderna e la capacità di interloquire con linguaggio tecnico appropriato alla disciplina. Sviluppare nello studente un metodo di studio individuale adeguato a consentire l’approfondimento delle conoscenze acquisite e lo studio di altre discipline di base o specialistiche dell’ambito dell’ingegneria dell’informazione Modulo B Fornire le conoscenze di base degli aspetti teorici e pratici dell'informatica moderna con particolare riferimento alle principali problematiche relative all’acquisizione, trasmissione, immagazzinamento, visualizzazione dati nei sistemi informativi basati sull’uso di dispositivi integrati o discreti per il calcolo automatico. Trasmettere agli studenti una visione d’insieme dei sottosistemi e componenti di un sistema informativo, a partire da calcolatori e/o dispositivi integrati, autonomi o connessi in rete, favorendo così lo sviluppo della capacità di analizzare e realizzare sistemi informativi completi. Lo studente sarà reso in grado di analizzare un insieme di requisiti per individuare approcci ed elementi costitutivi per la realizzazione di un sistema informativo adeguato a supporto. Favorire lo sviluppo dell’autonomia dello studente che sarà reso in grado di utilizzare in maniera consapevole i moderni sistemi informativi e alle basi di dati, selezionando opportunamente tra quelli a disposizione i più adatti per la risoluzione del problema considerato. Far acquisire la terminologia di base dei sistemi informativi moderni e la capacità di interloquire con linguaggio tecnico appropriato alla disciplina. Sviluppare nello studente un metodo di studio individuale adeguato a consentire l’approfondimento delle conoscenze acquisite e lo studio di altre discipline di base o specialistiche dell’ambito dell’ingegneria dell’informazione.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali in aula. Sono inoltre previste esercitazioni in classe, anche in aula informatica, in entrambi i casi guidate dal docente, con lo scopo di stimolare la capacità di applicare la conoscenza acquisita durante le lezioni teoriche. In particolare, le esercitazioni in aula consentiranno agli studenti di prendere manualità con i principi di base della programmazione. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Prerequisiti

Conoscenze di base di analisi matematica, geometria e logica matematica

Verifiche dell'apprendimento

Il corso prevede due prove in itinere, un’attività di progettazione sotto forma di realizzazione di un programma in MATLAB ed una prova orale. La prima prova in itinere (con domande a risposta multipla e aperta) verte sugli argomenti relativi alla prima parte del modulo A del corso e mira a verificare che gli studenti abbiano acquisito le conoscenze di base relative all’informatica moderna. La seconda prova in itinere (con domande a risposta multipla e aperta) verte sugli argomenti relativi alla seconda parte del modulo A del corso e mira a verificare che gli studenti abbiano acquisito le conoscenze teoriche di base relative al linguaggio C. Per entrambe le prove la valutazione è espressa in trentesimi. Le due prove si tengono rispettivamente nei periodi di Novembre e Gennaio (in date che vengono concordate durante le lezioni con gli studenti). Superate le prove in itinere, esse hanno validità per tutto l’anno accademico entro il quale dovrà essere sostenuta la prova finale e ad ogni appello di esami gli studenti hanno la possibilità di recuperare eventuali prove in itinere non superate. L’attività di progettazione ha l’obiettivo di consentire agli studenti di dimostrare di aver acquisito la capacità di valutare e selezionare gli approcci disponibili per la soluzione di un problema nonché la capacità di progettare e implementare un programma in MATLAB mediante l’applicazione delle metodologie apprese. L'argomento dell’attività di progettazione, inerente applicazioni in ambito biomedico, viene concordato con il docente prima dell’avvio dell’attività stessa. L’attività di progettazione viene sottoposta al giudizio del docente che potrà approvare o respingere il progetto. Gli studenti per i quali il progetto viene approvato sono ammessi alla prova orale che possono svolgere in un qualunque appello dell’anno accademico. L’obiettivo di tale prova è di verificare la capacità dello studente di comunicare le motivazioni delle scelte tecniche adottate durante l’attività di progettazione nonché il livello di conoscenza acquisito dallo studente sugli argomenti del modulo B del corso. In particolare, gli studenti saranno chiamati a dimostrare di saper progettare una base dati e di sapere impiegare un’ambiente come MATLAB per relative interazioni nel proprio codice, come discusso a lezione. Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto dei voti conseguiti durante le due prove in itinere, della complessità dell’attività di progettazione e della qualità della prova orale.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 192/1 - FONDAMENTI DI INFORMATICA A ------------------------------------------------------------ - FONDAMENTI DELL’INFORMATICA MODERNA: Introduzione all'informatica. Il calcolatore elettronico, macchina di Von Neumann. Gerarchie di memorie. Sistemi numerici posizionali. Sistema binario. Conversioni di base. Operatori aritmetici nel sistema binario. Algoritmi, dati ed istruzioni, programmazione strutturata, Teorema di Böhm-Jacopini. Codifica degli algoritmi, linguaggio naturale, linguaggio di programmazione, pseudo-codice. Diagrammi di flusso. Algebra booleana. Linguaggi e grammatiche. Grammatiche formali. Backus-NaurForm (BNF). Linguaggi di programmazione: linguaggio macchina, Assembler, linguaggi di alto livello. Compilatori ed interpreti. Compilatori per linguaggio C, GCC. - IL LINGUAGGIO C: Caratteristiche del linguaggio C, struttura di un programma C, principali librerie. Tipi di dato, tipi elementari. Stringhe e I/O da terminale. Operatori ed espressioni, precedenza ed associatività, overloading degli operatori, conversioni di tipo. Istruzioni semplici, istruzioni di controllo, blocchi, regole di visibilità. Costrutto if e costrutto switch-case. Costrutti while, do-while e for. Tipi di dato strutturato in C. Array: definizione, operatori, inizializzazione. Gestione della memoria, Heap. Puntatori e loro operatori. Implementazione di array con puntatore. Le strutture. Tipi enumerativi. Le unioni. Tipi di dato definiti dall'utente. Le funzioni. Passaggio dei parametri per valore e per riferimento, utilizzo dei puntatori. Gestione dei file, file di testo e binari, canali standard, uso dei buffer. ------------------------------------------------------------ Modulo: 192/2 - FONDAMENTI DI INFORMATICA B ------------------------------------------------------------ - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE: Sistemi di codifica – ICD9, ICD9-CM, ICD10, ATC, LOINC. Sistemi terminologici – SNOMED. Metatesauri – UMLS. Sistemi di standardizzazione della comunicazione – HL7. Sistemi informativi e reti di calcolatori in sanità, struttura ed elementi fondamentali dei sistemi informativi sanitari. UML – diagrammi dei casi d'uso, di attività e di sequenza. Cenni di sistemi operativi – virtualizzazione, sistemi UNIX, scripting con la shell. Reti di calcolatori – la pila ISO/OSI, Ethernet, TCP/IP, Internet e i protocolli HTTP/HTTPS, i linguaggi di markup, sicurezza e privacy, firma digitale. MATLAB – l’ambiente di calcolo numerico, manipolazione dati e visualizzazione, il linguaggio di programmazione, i toolbox, vettori e matrici, celle e strutture, strutture di controllo, funzioni, grafici, accesso a file in lettura e scrittura, espressioni regolari, sviluppo di interfacce utente grafiche, scrittura e lettura di documenti formattati (CSV, XLS, XML), il toolbox Bioinformatics. - BASI DATI: Struttura generale e funzionalità della cartella clinica, benefici della sua digitalizzazione. Il modello relazionale per le basi di dati. Concetti di relazione, chiave, chiave esterna, ridondanza, dipendenza (funzionale, funzionale completa, mutua, multipla) fra attributi, forme normali. Modelli per la rappresentazione dei dati: diagramma delle dipendenze, modello Entità- Relazione (E-R), passaggio dai modelli alle relazioni normalizzate. Cenni di algebra relazionale. Linguaggio SQL per l’interrogazione dei database relazionali. Casi d’uso – semplice cartella clinica, con particolare riguardo alla distinzione fra dati statici e dati tempo-varianti, all’uso di codifiche, agli standard (DRG, ICD9-CM, farmaci e principi attivi). Accesso alle basi dati da MATLAB. Interrogazioni mediante SQL per la creazione di report (es., lettera di dimissione) e statistiche descrittive semplici. Cenni di analisi statistica con MATLAB – map-reduce.