Diario delle lezioni

Questa pagina riporta l’elenco preliminare delle lezioni/esercitazioni e degli argomenti trattati. Verranno mano aggiunti i video delle lezioni e materiale aggiuntivo. Le lezioni si terranno presso l’aula 204 dell’edificio Marco Polo. Le lezioni presso il laboratorio di via Tiburtina, aule 15 e 16.

Importante. A causa della didattica frontale sospesa per il Coronavirus, le lezioni vengono tenute live su Google Meet all’indirizzo meet.google.com/sph-eiax-fsv agli orari stabiliti per il corso, accedendo con la mail istituzionale uniroma1.it dello studente.

Lunedì 24 febbraio (120 min) - Lezione 1

Presentazione del corso,
Panoramica del corso e introduzione a Scala
Interpretazione interattiva, interpretazione di script, compilazione ed esecuzione
Elementi di base del linguaggio Scala:
- Tipi Primitivi
- Letterali
- Tuple
- Commenti
- Identificatori
- Variabili immutabili: val
- Inferenza di tipo
- Definizione e invocazione di metodi
- Metodi ricorsivi: fattoriale, somma dei primi n numeri
Materiale didattico:

Mercoledì 26 febbraio (180 min) - Lezione 2

Funzioni senza parametri
Funzioni di ordine superiore
Funzioni anonime (“lambda”)
Chiusure
Funzioni annidate
Forma abbreviata funzioni anonime usando “_” come parametri
Conversione automatica e manuale da metodo a funzione
Materiale didattico:
- video della lezione
- capitolo 2 della dispensa su programmazione funzionale

Lunedì 2 marzo (120 min) - Esercitazione 1

Esercitazione su tipi, variabili e funzioni Scala

Mercoledì 4 marzo (180 min) - Lezione 3

Costruttore lista
Lista vuota List() o Nil
Uguaglianza profonda (==, equals) e superficiale (eq)
Metodi base: head, tail, :: (aggiunta in testa), :+ (aggiunta in coda), ::: (concatenazione liste), length or size, isEmpty, take, drop, splitAt, reverse, List.range
Metodi di ordine superiore: filter, map, reduce, exists, forall, sliding, zipWithIndex, flatten
Costo operazioni sulle liste: operazioni costanti e di costo lineare
Esempi: algoritmi mergesort e quicksort
Materiale didattico:
- video della lezione
- dispensa su programmazione funzionale

Lunedì 9 marzo (120 min) - Lezione 4 (in streaming)

Metodi to e until sugli interi
Metodi con tipi generici
Esercizi con reduce: fattoriale, myFlatten
Altri metodi sulle liste: permutations, foreach, zip, slice, partition
Materiale didattico:

Mercoledì 11 marzo (180 min) - Lezione 5 (in streaming)

For comprehension (for … yield): generatori, dichiarazioni, filtri
Esercizi con map e for … yield: prodotto cartesiano di insiemi
Currificazione di funzioni e funzioni parzialmente applicate
Metodi parzialmente applicati
Esempio: algoritmo quicksort con comparatore definito dall’utente
Pattern matching, costrutto match … case:
Metodo groupBy
Matching su costanti, multiplo su costanti, su variabili, su variabili con condizione, su liste, su tuple
Materiale didattico:

Lunedì 16 marzo (120 min) - Esercitazione 2 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione su metodi generici, metodi predefiniti su liste e pattern matching

Mercoledì 18 marzo (180 min) - Lezione 6 (in streaming)

Definizione di classi e costruttore primario
Creazione di oggetti con new
Ereditarietà
Overriding
Invocazione metodo superclasse e altro costruttore
Costruttori ausiliari
Classi statiche (object)
Metodi getter automatici
Classi case
Classi abstract e sealed
Pattern matching su classi case
- esempi: classe Point, alberi binari
Metodo apply in object e class
Materiale didattico:

Lunedì 23 marzo (120 min) - Esercitazione 3 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione su classi e argomenti precedenti

Lunedì 30 marzo (120 min) - Lezione 7 (in streaming)

Esempio uso classi case: esempio della classe Exp
Passaggio dei parametri per nome: =>T
- esempi: metodo myWhile
Metodi implicit
- esempi: aggiunta metodo somma su Int, aggiunta metodi mioZip e mioFilter su List
Materiale didattico:

Mercoledì 1 aprile (180 min) - Lezione 8 (in streaming)

Bound sui tipi generici: upper bound <: (cenni), convertibilità implicita <% su tipo generico vincolato [T<%Ordered[T]] (deprecata) e variante (implicit cmp:T=>Int) per garantire che T sia dotato di metodi per gli operatori relazionali <, <=, >, >=
Gerarchia delle classi Scala: Any, AnyVal, AnyRef, Null e Nothing, covarianza Liste
Cenni a differenza tra classi concrete, classi astratte, e trait (interfacce)
Collezioni immutabili in Scala (cenni a quelle mutabili), implementazione di default di un trait
Mappe (Map)
Equivalenza di x->y e (x,y)
Metodo find, classe Option[T] e sottoclassi Some[T] e None, metodo getOrElse
Inizializzazione pigra: keyword lazy (cenni)
Collezioni LazyList (stream), operatore #::, stream vuoto LazyList.empty
Esempi di stream finiti e infiniti, numeri naturali, successione di Fibonacci
Eccezioni: costrutto try … catch (cenni) -Esercizi visti in classe: ricerca binaria, elemento più frequente con frequenza, costrutto profila per misurare il tempo di esecuzione di una espressione Scala, funzione myReduce
Materiale didattico:

Lunedì 6 aprile (120 min) - (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione su metodi sulle collezioni, conversioni implicite, passaggio per nome

Mercoledì 15 aprile (180 min) - Lezione 9 (in streaming)

Risoluzione esercizi esercitazione 4
Architetture parallele: IPL (instruction-level parallelism, vettorizzazione), core multipli, macchine multi-processore, server rack, data center
Uso del comando htop per monitorare l’uso dei core della CPU
Paradigma fork-join in Scala
Costrutto par per valutatre espressioni in parallelo
Estensione del costrutto par per catturare i valori delle espressioni valutate in parallelo
Work, span e speedup
legge di Amdahl
Materiale didattico:
- codice e slide viste a lezione
- video della lezione

Lunedì 20 aprile (120 min) - Esercitazione 5 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione sul paralellismo in Scala

Mercoledì 22 aprile (180 min) - Lezione 10 (in streaming)

Tassonomia di Flynn
Collezioni parallele: ParVector e metodo par delle collezioni (cenni)
Differenza tra concorrenza e parallelismo
Esperimento di race condition su risorse condivise
Computazioni CPU-intensive (possibilmente parallelizzabili) e memory-intensive (difficilmente parallelizzabili)
Vettorizzazione SSE/AVX nei processori x86/x64
- registri xmm (128 bit, SSE), ymm (256 bit, AVX), zmm (512 bit, AVX-512)
- istruzioni macchina vettoriali: esempio paddd
- programmazione vettoriale in C usando compiler intrinsics: esempio __m128i, _mm_add_epi32
- somma di array di dimensioni arbitrarie con SSE e AVX2
Materiale didattico:

Lunedì 27 aprile (120 min) - Lezione 11 (in streaming)

Esercizi svolti in classe su vettorizzazione: arraysum, dotprod, cdiff, inrange
Materiale didattico:

Lunedì 4 maggio (180 min) - Esercitazione 6 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione su vettorizzazione

Mercoledì 6 maggio (180 min) - Lezione 12 (in streaming)

Soluzione esercizi vettorizzazione della precedente esercitazione
Modello di programmazione OpenCL:
- modello eterogeneo: host e device
- work item (thread) vs. compute element (core), work group vs. compute unit, kernel instance vs. compute device
- piattaforma, contesto, coda dei comandi, programma, kernel, NDRange, buffer, copia da memoria host a device e viceversa
- esempio calcolo quadrato degli elementi di un array
Materiale didattico:
- codice visto a lezione
- video della lezione

Lunedì 11 maggio (120 min) - Lezione 13 (in streaming)

Programmazione OpenCL:
- modello di memoria device
- ND-range monodimensionale e bidimensionale, allineamento per eccesso a multiplo della local size
- libreria clut
- esempi OpenCL: vecsum, darken, devinfo, poster, palind (solo impostato e non realizzato)
Materiale didattico:
- codice visto a lezione
- video della lezione

Mercoledì 13 maggio (180 min) - Esercitazione 7 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione su Scala (alberi binari), OpenCL (filtri grafici) e domande vero/falso sugli argomenti del corso

Lunedì 18 maggio (120 min) - Lezione 14 (in streaming)

Correzione esercitazione del 13 maggio 2018

Materiale didattico:
- codice extra visto a lezione
- video della lezione

Mercoledì 20 maggio (180 min) - Esercitazione 8 (da remoto, assistenza docente in streaming)

Esercitazione complessiva a quiz sul corso

Lunedì 25 maggio (120 min) - Lezione 15 (in streaming)