Paradigmi di programmazione

Question 1

Differenza tra un sistema di tipi e il type checking

Answer 1

Il sistema di tipi specifica il comportamento i/o delle funzioni mentre il type cheching verifica l’adeguatezza del comportamento i/o

Question 2

Quali sono le componenti di una macchina astratta?

Answer 2

Interprete, controllo, operazioni primitive e memoria

Question 3

Definizione di interprete

Answer 3

L’interprete è quel programma che prende in input il programma da eseguire e ispeziona la sua struttura per capire che cosa c’è da fare (A partire dal testo genera l’albero di sintassi astratta)

Question 4

Che cos’è il RTS?

Answer 4

Il run time support sono una serie di strutture dati e sottoprogrammi che devono essere caricati sulla macchina host per permettere l’esecuzione del codice generato dal compilatore

Question 5

Come si dividono le fasi del compilatore?

Answer 5

Front end (Scanner, Parser, Type checker) e Back end

Question 6

Parla della structural Operational Semantics

Answer 6

E’ la relazione di transizione per descrivere il comportamento dei programmi, si divide in 3 parti:
1) Semantica -> descrizione del significato del linguaggio
2) Operazioni -> descrive il comportamento del programma attraverso i passi di valutazione
3) Strutturale -> definisce la relazione di transizione usando regole di inferenza strutturali

Question 7

Small-step e Big-step

Answer 7

Small-step esegue ogni singola operazione mentre il Big-step descrive in un unico passo l’intera computazione

Question 8

Come si possono memorizzare i campi nei record?

Answer 8

Allineamento dei campi alla parola (ovvero un campo per ogni parola) o memorizzazione in un packet record

Question 9

Che cosa significa polimorfismo per sottotipo?

Answer 9

Il polimorfismo per sottotipo si basa sul fatto che un dato di tipo t1 possa essere usato al posto di un dato di tipo t2 secondo questa regola:
- se S<:T allora ogni valore di tipo S può anche essere di tipo T

Question 10

Qual è la differenza tra covariante e contravariante?

Answer 10

Nel subtyping delle funzioni la relazione di tipo è contravariante inverte la relazione d’ordine mentre covariante la rispetta

Question 11

Cos’è un ADT e quali sono le sue caratteristiche

Answer 11

Un ADT consiste in un insieme di dati e una collezione di operazioni per operare su questi dati
Abbiamo tre caratteristiche principali:
-Estendibili
-Astratti
-Incapsulati

Question 12

Da che cosa sono caratterizzati gli oggetti?

Answer 12

Da uno stato (proprietà), funzionalità (metodi), identità, ciclo di vita e locazione di memoria

Question 13

Quali sono i concetti fondamentali dell’OOP?

Answer 13

Incapsulamento, Astrazione, Interfaccia, Ereditarietà, Principio di sostituzione e polimorfismo

Question 14

Quali sono le principali differenze tra Object based e Class based?

Answer 14

Object based: permette di creare e manipolare oggetti senza implementare classi, rende difficile determinare il tipo dell’oggetto a tempo di esecuzione, ogni oggetto mantiene una lista di prototipi e structural subtyping
Class based: si devono implementare le classi prima di creare gli oggetti ma gli oggetti hanno il tipo denominato dalla classe, permette di definire estensioni di classi e superclassi e subtyping nominale

Question 15

Cosa si intende per type Weakening e come si può risolvere?

Answer 15

il tipo della variabile non è chiaro al momento della dichiarazione e il type checker indebolisce temporaneamente il tipo inferito che viene ricalcolato appena possibile a tempo di esecuzione e si risolve facendo una type annotation ovvero una forzatura del tipo che preferiamo

Question 16

Cosa si intende per type coercion?

Answer 16

Si esegue una forzatura di tipo e si tratta l’espressione come se fosse di quel tipo

Question 17

Cosa si intende per composizionalità in Java?

Answer 17

Quando possiamo modificare la classe senza compromettere il resto del programma e l’interfaccia pubblica della classe

Question 18

Qual è la differenza tra membri statici e d’istanza?

Answer 18

I membri statici codificano informazioni di classe ovvero variabili condivise tra tutti gli oggetti che sono istanze di quella classe, è presente una sola volta in memoria e può accedere solo a variabili statiche
I membri d’istanza codificano lo stato di ogni singolo oggetto e creano metodi che lavorano su di esso, esiste una variabile d’istanza in memoria quanti sono gli oggetti

Question 19

Che cos’è un interfaccia in java?

Answer 19

Un interfaccia in java contiene una specifica astratta della classe ovvero i membri pubblici della classe

Question 20

Com’è suddivisa la memoria?

Answer 20

Ambiente delle classi, Stack e Heap

Question 21

Descrivi il fenomeno dell’aliasing

Answer 21

Stesse celle di memoria sono associate a nomi simbolici diversi nel codice

Question 22

Descrivi l’overriding e l’overloading

Answer 22

L’overriding si ha quando si vanno a sovrascrivere i metodi di una superclasse mentre l’overloading si ha quando si definiscono due metodi con lo stesso nome ma firme diverse

Question 23

Parla del dynamic dispatch e della sua implementazione

Answer 23

Il dynamic dispatch è la regola che si usa per ricercare un metodo: partendo dalla classe corrente e risalendo la gerarchia, fino ad arrivare ad Object. Si implementa con:
-tabelle di metodi (dispatch vector)
-sharing strutturale
I passi della sua esecuzione sono i seguenti:
-Il compilatore determina l’offset del metodo nella tabella (corrisponde alla posizione in tabella)
-L’offset è determinato sul tipo apparente dell’oggetto
-A tempo di esecuzione la JVM accede alla tabella della classe che è tipo effettivo usando quell’offset
-Anche se il tipo effettivo dovesse essere diverso da quello apparente, corrisponderà comunque ad una sua
sottoclasse, e grazie allo sharing strutturale la JVM accederà comunque al metodo giusto
-Se la sottoclasse ha fatto overriding del metodo, il puntatore che si troverà in tabella riferirà alla nuova versione del metodo

Question 24

Che cos’è il diamond problem e quali sono le principali risoluzioni?

Answer 24

Ereditare da due superclassi che hanno una superclasse in comune può portare a variabili d’istanza duplicate e metodi duplicati. Le principali risoluzioni sono: l’ereditarietà multipla (c), interfacce (java), algoritmo C3 (python) e mixin (dart)

Question 25

Che cos’è una itable e quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo approccio?

Answer 25

In java abbiamo ereditarietà singola + interfacce e introduciamo l’itable per gestire interfacce multiple. Di pro ha che questa soluzione è trasparente al programmatore ma java non consente un uso illimitato dei meccanismi di ereditarietà. Se la classe implementa molte interfacce l’efficienza diminuisce

Question 26

Come vengono gestiti il dynamic dispatch e la multipla ereditarietà in python?

Answer 26

In python si utilizza l’algoritmo MRO, methot resolution order, che prevede una linearizzazione della gerarchia della classe. Questo algoritmo si basa su tre principi:
-determinismo
-conservazione dell’ordine locale
-monotonia

Question 27

Come viene gestito il diamond problem in c?

Answer 27

il diamond problem viene gestito attraverso la duplicazione della superclasse con attributo virtual in modo da non avere la doppia istanza

Question 28

Quali sono le fasi di sviluppo di un programma in java?

Answer 28

Definizione della gerarchia, identificazione dei membri pubblici, definizione delle specifiche, implementazione di programmi di testing, definizione dei membri privati e implementazione del codice delle classi

Question 29

Che cosa enuncia il principio di sostituzione di Liskov e perché è diverso dalla subsumption

Answer 29

Il principio enuncia che un oggetto di un sottotipo può sostituire un oggetto del super tipo senza andare a influire sul comportamento dei metodi del supertipo. Il principio di Liskov deve valere per tutti i possibili contesti in cui la sostituzione può avvenire e quindi è un problema indecidibile

Question 30

Quali sono le regole indotte dal principio di Liskov?

Answer 30

Le regole sono 3:
1) Regola della segnatura -> le firme dei metodi del sottotipo devono essere compatibili con le firme dei metodi del supertipo e gli oggetti del sottotipo devono avere tutti i metodi del supertipo
2) Regola dei Metodi -> le chiamate ai metodi del sottotipo devono comportarsi come le chiamate a i metodi del supertipo
3) Regola delle proprietà -> le proprietà devono essere mantenute tra sottotipo e supertipo

Question 31

Qual è la differenza tra il controllo di un array e quello di una generics?

Answer 31

negli array si utilizza un controllo dinamico perché ogni array ha nel proprio descrittore il tipo dinamico, mentre nelle generics il controllo è statico poiché, non valendo al covarianza, l’errore viene dato a causa dei tipi statici diversi.

Question 32

Che cos’è una wildcard in java?

Answer 32

Una wildcard è una variabile di tipo anonimo, infatti se abbiamo garantita l’unicità del tipo possiamo parametrizzare il tipo con ? e utilizzare qualunque tipo

Question 33

Cos’è il type erasure e che cosa comporta?

Answer 33

Tutti i tipi generici sono trasformati in object a tempo di compilazione e questo porta alla perdita del tipo effettivo a run time

Question 34

Che cos’è JCF e quali sono i principali vantaggi

Answer 34

Il java collection framework definisce una gerarchia di di interfacce e classi che utilizzano collezioni. I vantaggi principali sono:
-Uso di strutture standard con algoritmi testati
-Efficienza implementazioni
-Interoperabilità
-Riuso del software

Question 35

Che cos’è un iteratore e come si possono implementare in java?

Answer 35

Un iteratore è un astrazione che permette di estrarre uno alla volta gli elementi delle collezione senza esporne la rappresentazione.
Può essere implementato così:
public interface Iterator<E> {
boolean hasNext();
E next();
void remove();
}</E>

Question 36

Com’è suddivisa la memoria?

Answer 36

Static area, heap e stack

Question 37

Quel è la differenza tra allocazione statica e dinamica?

Answer 37

Quando alloco staticamente do un indirizzo assoluto che viene mantenuto per tutta l’esecuzione del programma come per le variabili globali mentre con allocazione dinamica ogni istanza di funzione a run time ha un record di attivazione che contiene le sue informazioni

Question 38

Che cos’è l’Heap? enuncia qualche sua caratteristica

Answer 38

L’heap è una regione di memoria nella quale i blocchi possono essere allocati e deallocati in qualunque momento. Con dimensione dei blocchi fissa l’heap è suddiviso in parti grandi quanto la dimensione del blocco e quando la memoria viene deallocata viene restituita alla lista libera, mentre se i blocchi hanno dimensione variabile, inizialmente l’heap è un unico grande blocco e si vanno ad inserire i vari blocchi secondo una politica first fit o best fit

Question 39

Cos’è il garbage collector e qual è il problema da risolvere?

Answer 39

Il garbage collector è una componente della macchina virtuale che permette di individuare le celle garbage e di restituirle alla lista libera. Il problema da risolvere è quello del trovare le celle garbage sia in linguaggi con deallocazione esplicita sia in linguaggi con deallocazione implicita

Question 40

Quali sono i principali algoritmi di GC?

Answer 40

Reference Counting, Tracing (mark and sweep e copy collection) e Generational GC

Question 41

Qual è la differenza tra coarse grained e fine grained?

Answer 41

in coarse grained si usa un mutex per tutte le locazioni mentre con fine grained un mutex per ogni locazione