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Corso di Studi in Ingegneria Elettronica INDICE CORSO DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRONICA ....................................................................................... 5 INFORMAZIONI UTILI........................................................................................................................................... 8 LAUREA DI I LIVELLO CURRICULUM PER GLI IMMATRICOLATI NELL’A.A. 2008/09 ............................................. 11 LAUREA DI II LIVELLO CURRICULUM PER GLI IMMATRICOLATI NELL’A.A. 2008/09............................................ 13 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA I LIVELLO....................................................................... 15 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA SPECIALISTICA............................................................. 18 PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI ............................................................................................................. 22 ANTENNE .............................................................................................................................................................. 23 ANTENNE II........................................................................................................................................................... 25 APPLICAZIONI DELLE IPERFREQUENZE ........................................................................................................ 27 APPLICAZIONI DI POTENZA DELLE MICROONDE ........................................................................................ 29 ARCHITETTURA DEI SISTEMI INTEGRATI ..................................................................................................... 30 AUTOMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI (10 CFU)........................................................................................ 31 AUTOMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI INDUSTRIALI (5 CFU) ................................................................ 33 BASI DI DATI......................................................................................................................................................... 35 CAD DI DISPOSITIVI E CIRCUITI DI POTENZA ............................................................................................... 37 CAD DI DISPOSITIVI ELETTRICI E MAGNETICI ............................................................................................. 39 CAMPI ELETTROMAGNETICI ( 12 CFU) ........................................................................................................... 40 CAMPI ELETTROMAGNETICI (I MOD) ............................................................................................................. 42 CAMPI ELETTROMAGNETICI (II MOD)............................................................................................................ 43 CHIMICA................................................................................................................................................................ 44 CIRCUITI DIGITALI (9 CFU)................................................................................................................................ 46 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA PER LE FONTI RINNOVABILI (5 CFU) ........................................... 48 CIRCUITI PER LE FONTI RINNOVABILI (6 CFU) ............................................................................................. 49 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA (5 CFU ) ............................................................................................... 51 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA (9 CFU)................................................................................................ 53 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA II (5 CFU) ............................................................................................ 55 CODIFICA E COMPRESSIONE DELL'INFORMAZIONE................................................................................... 57 COMPATIBILITÁ ELETTROMAGNETICA ........................................................................................................ 59 COMPLEMENTI DI DISPOSITIVI ELETTRONICI ............................................................................................. 61 COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO .................................................................................................. 62 COMPLEMENTI DI ELETTROTECNICA ............................................................................................................ 64 COMPONENTI E CIRCUITI OTTICI .................................................................................................................... 65 COMUNICAZIONI ELETTRONICHE .................................................................................................................. 67 COMUNICAZIONI RADIOMOBILI ..................................................................................................................... 69 CONTROLLI AUTOMATICI................................................................................................................................. 71 ECONOMIA ED ORGANIZZAZIONE AZIENDALE........................................................................................... 72 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI (5CFU) ...................................................................................... 74 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI (9CFU) ...................................................................................... 76 ELEMENTI DI SISTEMI ELETTRONICI DI POTENZA...................................................................................... 78 ELETTRONICA...................................................................................................................................................... 79 ELETTRONICA ANALOGICA ............................................................................................................................. 81 ELETTRONICA DELL’AUTOMAZIONE ............................................................................................................ 82 ELETTRONICA DELLE TELECOMUNICAZIONI.............................................................................................. 83 ELETTRONICA DIGITALE .................................................................................................................................. 84 ELETTRONICA DI POTENZA .............................................................................................................................. 85 ELETTRONICA INDUSTRIALE NEI SISTEMI DI PRODUZIONE .................................................................... 87 ELETTRONICA PER IL FOTOVOLTAICO.......................................................................................................... 89 ELETTROTECNICA (12 CFU) .............................................................................................................................. 90 ELETTROTECNICA II........................................................................................................................................... 92 FIBRE OTTICHE .................................................................................................................................................... 94 FISICA .................................................................................................................................................................... 96 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (I MOD) ......................................................... 99 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (II MOD)...................................................... 101 2 FONDAMENTI DI AUTOMATICA .................................................................................................................... 103 FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI............................................................................................... 104 FONDAMENTI DI INFORMATICA.................................................................................................................... 106 FONDAMENTI DI ELETTRONICA (9 CFU) ...................................................................................................... 108 FONDAMENTI DI ELETTRONICA (12 CFU) .................................................................................................... 110 FONDAMENTI DI MISURE ................................................................................................................................ 112 FOTOVOLTAICO E OPTOELETTRONICA....................................................................................................... 114 INGEGNERIA E TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO .................................................................... 116 INQUINAMENTO E RISCHIO ELETTROMAGNETICO .................................................................................. 118 LABORATORIO DI ANALISI DEI SEGNALI .................................................................................................... 119 LABORATORIO DI ELETTRONICA (3 CFU).................................................................................................... 121 MACCHINE, ALGORITMI E STRUTTURE DATI............................................................................................. 122 MACCHINE ED IMPIANTI ELETTRICI ( 6 CFU) .............................................................................................. 124 MACCHINE, IMPIANTI ELETTRICI E SISTEMI DI POTENZA (9 CFU)......................................................... 126 MATEMATICA I .................................................................................................................................................. 128 MATEMATICA II................................................................................................................................................. 131 MATEMATICA III ............................................................................................................................................... 134 METODOLOGIE DI CONTROLLI AUTOMATICI ............................................................................................ 136 METODI DI PROGETTAZIONE ED ANALISI DEGLI ESPERIMENTI............................................................ 138 MICROELETTRONICA....................................................................................................................................... 140 MICROONDE ....................................................................................................................................................... 141 MISURE ALLE ALTE FREQUENZE .................................................................................................................. 143 MISURE ELETTRONICHE (6 CFU).................................................................................................................... 145 MISURE ELETTRONICHE (12 CFU).................................................................................................................. 147 MISURE PER L’AUTOMAZIONE E LA PRODUZIONE INDUSTRIALE ........................................................ 149 MISURE SULLE MACCHINE E SUGLI IMPIANTI ........................................................................................... 151 NANOELETTRONICA ........................................................................................................................................ 153 OTTICA E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA.................................................................................... 155 PROGETTAZIONE DI SISTEMI INTEGRATI ................................................................................................... 157 PROGETTI ELETTRONICI ................................................................................................................................. 159 PROGRAMMAZIONE IN RETE ......................................................................................................................... 160 PROPAGAZIONE GUIDATA.............................................................................................................................. 162 RADIOPROPAGAZIONE ED IMPATTO AMBIENTALE (5CFU) .................................................................... 164 RADIOPROPAGAZIONE ED IMPATTO AMBIENTALE (6CFU) .................................................................... 166 RETI DI TELECOMUNICAZIONE ..................................................................................................................... 168 RETI LOGICHE .................................................................................................................................................... 170 ROBOTICA INDUSTRIALE................................................................................................................................ 171 SENSORI E RIVELATORI................................................................................................................................... 172 SENSORI E SISTEMI DI ACQUISIZIONE.......................................................................................................... 173 SISTEMI DI ELABORAZIONE ........................................................................................................................... 175 SISTEMI DI MISURA IN TEMPO REALE.......................................................................................................... 177 SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE............................................................................................................... 179 SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA ............................................................................................................. 181 SISTEMI ELETTRICI INDUSTRIALI ................................................................................................................. 183 SISTEMI ELETTRONICI DI POTENZA ............................................................................................................. 185 SISTEMI E MISURE PER L’AUTOMAZIONE ................................................................................................... 187 SISTEMI VLSI (5 CFU) ........................................................................................................................................ 189 SISTEMI VLSI (6 CFU) ........................................................................................................................................ 191 SOFTWARE MATEMATICO .............................................................................................................................. 193 STATISTICA PER L’INGEGNERIA DI PROCESSO.......................................................................................... 194 STRUMENTAZIONE E SISTEMI AUTOMATICI DI MISURA......................................................................... 196 STRUMENTAZIONE VIRTUALE (5 CFU)......................................................................................................... 198 STRUMENTAZIONE VIRTUALE (6 CFU)......................................................................................................... 200 TECNICA ED ECONOMIA DELL’ENERGIA (5 CFU) ...................................................................................... 202 TECNICA ED ECONOMIA DELL’ENERGIA (6CFU) ....................................................................................... 204 TECNOLOGIE PER LA MICRO E NANOELETTRONICA................................................................................ 206 3 TELECOMUNICAZIONI NUMERICHE............................................................................................................. 208 TELERILEVAMENTO E DIAGNOSTICA ELETTROMAGNETICA................................................................ 210 TEORIA DEI FENOMENI ALEATORI ............................................................................................................... 212 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ELEMENTI DI PROBABILITÀ........................................................... 214 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ANALISI DEI SEGNALI...................................................................... 216 BREVE CURRICULUM DEI DOCENTI ............................................................................................................. 218 4 CORSO DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRONICA Dall’anno accademico 2008/09 si è avuta l’entrata in vigore del DM 270/04, che ristruttura l’organizzazione didattica universitaria perseguendo due obiettivi principali: evitare la frammentazione degli insegnamenti e favorire la mobilità studentesca tra diversi corsi di laurea. Seguendo le disposizioni di questo nuovo Decreto Ministeriale il corso di studio in Ingegneria Elettronica è stato riorganizzato per entrambi i corsi di laurea anche se per la laurea specialistica formalmente il titolo rilasciato è quello del DM 509. I curricula riportati per entrambi i corsi sono validi per gli immatricolati nell’a.a. 2008/09, mentre per gli immatricolati negli anni precedenti non è stato apportato alcun cambiamento: l’offerta formativa effettivamente erogata in questo anno accademico è dettagliata nel manifesto degli studi di seguito riportato. Laurea di primo livello Obiettivi formativi La figura del laureato in ingegneria elettronica è ben definita all’interno della classe dell’Ingegneria dell’Informazione, la quale include anche le lauree in ingegneria informatica, delle telecomunicazioni ed automatica. Essa è connotata all’interno della classe da maggiori competenze nel campo dei componenti, dei dispositivi e dei sistemi elettronici per ciò che riguarda principalmente i principi fisici e le tecnologie che sono alla base della loro realizzazione e del loro impiego. Tra gli obiettivi formativi che caratterizzano il Corso di Studi in Ingegneria Elettronica dell’Università di Salerno figura l’apprendimento di metodi matematici e statistici e di fondamenti dell’informatica e delle misure che permettano al laureato in ingegneria elettronica di affiancare alle competenze elettrotecniche ed elettroniche di base la capacità di rappresentare analiticamente i fenomeni fisici che sono alla base della elettronica e di risolvere problemi legati all’analisi, alla caratterizzazione ed allo sviluppo di modelli di componenti e dispositivi. Su queste competenze di base vengono innestati i contenuti metodologicoapplicativi delle diverse discipline indirizzati alla conoscenza dei principali sistemi elettronici di telecomunicazione, di conversione dell’energia, di acquisizione, elaborazione e memorizzazione delle informazioni. Questo favorisce l’acquisizione di numerose competenze interdisciplinari necessarie per intervenire nella gestione, nel controllo e nella manutenzione di apparati e sistemi utilizzati nei più disparati ambiti industriali e civili. Il laureato, inoltre, attraverso i curricula professionalizzanti matura una particolare sensibilità verso tematiche quali l’automazione industriale, la compatibilità elettromagnetica e lo sfruttamento e la gestione delle risorse energetiche che caratterizzano in modo trasversale quasi tutti i settori industriali e dei servizi. La figura professionale che ne risulta è particolarmente indicata per occupare nella libera professione o in imprese pubbliche o private manifatturiere e dei servizi il ruolo di: ingegnere di produzione, gestore/manutentore di sistemi e processi, ingegnere della qualità di sistemi elettronici, tecnico-commerciale per il marketing e per l’assistenza utenti di sistemi elettronici. All’interno di gruppi di lavoro opportunamente coordinati può assolvere anche compiti di ricerca/sviluppo, progettazione, produzione di componenti e sistemi complessi. Organizzazione degli studi Il Corso di Studio in Ingegneria Elettronica di primo livello è organizzato in modo da offrire allo studente l’opportunità di conseguire al termine del triennio il titolo “professionalizzante” per una immissione nel modo del lavoro o di proseguire senza debiti formativi gli studi nella Laurea Specialistica. Per raggiungere tale peculiarità i contenuti e la successione temporale dei corsi sono concepiti in modo da privilegiare uno sviluppo “bottom-up” nell’acquisizione delle conoscenze nelle varie discipline, spostando progressivamente l’attenzione dal livello microscopico al sistema finale senza perdere di vista la realtà fisica, assunta nel corso degli studi come unico riferimento del “saper fare”. Il corso è strutturato in modo da fornire al termine del secondo anno le competenze di base, sia fisicomatematiche che di tipo ingegneristico, che gli permettano di impadronirsi delle metodologie ingegneristiche che saranno impartite nei corsi del 3 anno. 5 Il percorso formativo del laureato di primo livello in ingegneria Elettronica si articola su tre livelli: a) formazione generale di base, nell'ambito della matematica, della fisica, della statistica applicata all'ingegneria e dell’informatica b) formazione nelle discipline ingegneristiche di base, con particolare riferimento agli aspetti inerenti i circuiti elettrici, la teoria dei sistemi, l'analisi dei segnali ed i fondamenti dell’elettronica e delle misure. c) formazione di natura propriamente caratterizzante, finalizzata all’acquisizione di competenze interdisciplinari nel settore delle misure, dei campi elettromagnetici e dell’elettronica. A partire dal terzo anno, il Corso di studi si articola su due distinti percorsi con obiettivi formativi diversificati: - un percorso formativo, orientato all'approfondimento degli aspetti metodologici e delle tecniche di progettazione hardware e software di apparati e sistemi che possono intervenire nella produzione, elaborazione e trasmissione delle informazioni. In particolare, al termine del ciclo formativo lo studente dovrebbe aver acquisito una buona padronanza sull’impiego degli strumenti formali dell’elettromagnetismo e delle telecomunicazioni per l’analisi di sistemi di trasmissione dell’informazione, sia guidata che irradiata, sull’impiego di metodologie e strumenti di analisi dei sistemi di controllo, sul dimensionamento delle macchine elettriche e sullo sviluppo dell’ hardware richiesto per l’elaborazione di informazioni, sia analogiche che digitali. - due percorsi professionalizzanti, orientati all'approfondimento di discipline anche esterne al settore dell'informazione e che abbiano una precisa attinenza con i profili professionali che si andranno a definire ai fini dell'inserimento dei laureati nel mondo del lavoro. Tirocini Professionalizzanti e Formativi Nei curricula professionalizzanti è previsto che lo studente svolga obbligatoriamente un’attività di tirocinio da svolgere presso Industrie ed Enti di grande rilevanza nazionale che operano nei settori dell’Elettronica, dell’Informatica e delle Telecomunicazioni, convenzionate con l’Area Didattica. L’attività di tirocinio consente allo studente di completare l’esperienza formativa nel settore di interesse e di entrare in contatto con le problematiche di progettazione e produzione, e di applicare le conoscenze acquisite nel corso degli studi. Per tutti gli studenti del Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica che decidono di intraprendere il curriculum specialistico, l’Area Didattica offre la possibilità di svolgere un tirocinio formativo, attraverso la partecipazione ad un ciclo di seminari tenuti da importanti dirigenti di aziende e di insigni rappresentanti sulle problematiche dell’innovazione tecnologica, della ricerca scientifica e della ricerca applicata nei vari settori dell’Ingegneria dell’ICT, e sulle problematiche e prospettive occupazionali del settore. Ammissione al Corso di Studio in Ingegneria Elettronica Ai fini dell’accesso al Corso di Studi è prevista una prova che serve allo studente sia come autovalutazione, sia come titolo di ammissione. L’iscrizione al Corso di Studi è subordinata al rispetto dei termini per la prescrizione ed al sostegno obbligatorio del test di accesso che consiste in quesiti a risposte multiple, in elaborazioni logiche ed esercizi per la cui risoluzione si richiedono buone conoscenze pre-universitarie di base. Se la verifica non è positiva vengono indicati specifici obblighi formativi aggiuntivi da soddisfare nel primo anno di corso, attraverso la frequenza a corsi di recupero, organizzati dalla Facoltà, che consentono di acquisire i crediti necessari al saldo del debito formativo iniziale. Tali corsi sono concentrati nel mese di Settembre e consistono di attività frontali per il riepilogo di conoscenze di base di Matematica, Fisica ed Informatica. Nel caso che l’esito del test di ingresso sia fortemente negativo, lo studente potrà differire la sua immatricolazione, seguire i corsi di recupero, ed affrontare nuovamente il test per verificare il recupero dei debiti formativi. Laurea specialistica La Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica intende fornire allo studente una spiccata padronanza nella progettazione di apparati elettronici di una certa complessità, dotandolo delle conoscenze adatte a gestire ed innovare tecnologie, processi e sistemi impiegati nei diversi settori economici, da quello della produzione industriale a quello dei servizi, incluso il settore commerciale. La sua formazione dovrà essere trasversale in modo da poter trasferire e sfruttare le competenze acquisite nel campo dell’Ingegneria dell’Informazione 6 in altri settori, quali l’elettrico, il meccanico, il civile e l’ambientale. Il laureato avrà conoscenze sufficienti per valutare l’impatto delle tecnologie dell’informazione in questi settori, per contribuire al loro sviluppo ed operare sinergicamente con gruppi di ricerca. Per maggiori dettagli sulle iscrizioni e sul riconoscimento delle carriere si rimanda al regolamento didattico della Facoltà di Ingegneria. Attività di ricerca Nel CdS in Ingegneria Elettronica confluiscono sia docenti provenienti dal settore dell’ingegneria dell’informazione, con particolare riferimento alle aree dei Campi Elettromagnetici, dell’Elettronica e delle Misure Elettroniche, sia dalle aree Elettrotecnica e Sistemi del settore dell’ingegneria industriale. Una stretta integrazione tra i settori caratterizza le attività di ricerca portate avanti dai docenti del CdS su tematiche di interesse internazionale quali nuove tecnologie e materiali, nuove tecnologie per dispositivi e sistemi elettronici, fonti di energia rinnovabili, compatibilità elettromagnetica, automazione dei processi e dei servizi, automotive e trasporti. Piani di studio Gli studenti possono presentare piani di studio la cui approvazione è deliberata dal Consiglio di Area Didattica. I termini e le modalità di presentazione dei suddetti piani sono stabiliti dalla programmazione annuale della didattica nel calendario di Ateneo. Frequenza ai corsi La frequenza ai corsi è obbligatoria. Modalità di frequenza Gli insegnamenti sono erogati in presenza con frequenza obbligatoria. Lingua di insegnamento Italiano Sede e Orario I corsi sono erogati presso la Facoltà di Ingegneria. Si consulti (http://www.ingegneria.unisa.it/) per l’indicazione dell’orario e delle aule. il sito di Facoltà 7 INFORMAZIONI UTILI Richieste di partecipazione ai tirocini Le offerte di tirocinio possono essere consultate sulla bacheca dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione presso la Facoltà di Ingegneria (Inv. 9C, piano 3°), all'esterno dell'Ufficio Tirocini. Per candidarsi è sufficiente consultare il sito di Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione http://www.adinf.unisa.it/ o, compilare on-line la domanda di partecipazione. La domanda dove essere presentata nel periodo 1 settembre - 31 dicembre e ha validità per un anno accademico. Essa dovrà essere ripresentata qualora non possa aver seguito durante l'anno di validità. Presentazione dei Piani di Studio I Piani di studio vanno presentati alla Segreteria Studenti di Ingegneria, entro la data deliberata dal Senato Accademico (tipicamente metà Settembre). Successivamente lo studente riceverà comunicazione sull'eventuale approvazione del Piano di Studio o sulle richieste di emendamento dal Consiglio di Area Didattica di Ingegneria dell’Iinformazione.. Richieste di partecipazione a programmi di mobilità internazionale Lo studente interessato può aderire al programma di mobilità studentesca Erasmus che consente loro di svolgere un periodo di studi all’estero presso una delle Università straniere che hanno stabilito un accordo di mobilità. Le Università straniere che hanno stretto accordi di mobilità con l’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione. Il programma Erasmus consente allo studente di formulare un piano di studio in cui alcuni insegnamenti dell’Università di provenienza sono sostituiti con insegnamenti presenti nell’offerta didattica dell’Università ospitante e/o svolgere attività di tirocinio e di tesi. L’istruttoria per la partenza prevede la compilazione del Learning Agreement che contiene le indicazioni sugli insegnamenti che si intendono seguire all’estero e i relativi esami che saranno sostenuti. Sul sito Web dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione sono disponibili tutte le convenzioni stipulate, i regolamenti, e le informazioni necessarie allo studente per perfezionare la richiesta di mobilità e per provvedere all’accreditamento degli esami superati al rientro. Sono attive convenzioni con prestigiose Università Europee dei principali paesi: Germania, Gran Bretagna, Irlanda, Portogallo, Romania, Spagna e Svezia. Prenotazione dei test di lingua Inglese I crediti riservati alla Conoscenza della Lingua si possono conseguire soltanto attraverso un apposito TEST, che viene svolto due volte l’anno presso il CLA (Centro Linguistico d’Ateneo) (orientativamente a Gennaio ed a Luglio). Il risultato del TEST è espresso nel sistema ALTE ed è di riferimento per l’eventuale acquisizione dei crediti. Il requisito minimo richiesto nella Conoscenza della Lingua Straniera è rappresentato dal Livello II (Threshold User) della ALTE (Association of Language Testers in Europe) corrispondente al PET (Preliminary English Test) utilizzato per la Lingua Inglese. Le prenotazioni per lo svolgimento del test si effettuano presso la Segreteria di Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione nei periodi indicati nella bacheca e sul sito web http://www.adinf.unisa.it/ Procedura rilevazione elettronica presenze studenti Gli studenti iscritti ad una laurea triennale (Ingegneria Chimica, Ingegneria Civile, Ingegneria Civile per l’Ambiente e il Territorio, Ingegneria Elettronica, Ingegneria Gestionale, Ingegneria Informatica, Ingegneria Meccanica) o alla laurea a ciclo unico (Ingegneria Edile-Architettura) hanno l’obbligo di 8 frequentare i corsi e di attestare la presenza in aula con il tesserino magnetico personale (badge). La frequenza, secondo i limiti stabiliti dalla Facoltà, è condizione necessaria per sostenere gli esami di profitto dei singoli insegnamenti. Non esistono altre procedure che permettano all’allievo di certificare la presenza in aula. Eccezioni sono previste unicamente per le matricole (I° anno - l° semestre) fino alla consegna del badge e per gli studenti che hanno richiesto alla segreteria un duplicato del tesserino magnetico. Pertanto, per attestare correttamente la presenza in aula mediante la procedura elettronica lo studente deve: avere sempre con se il tesserino personale; la mancanza del badge al momento della rilevazione delle presenze non consente di accedere alla procedura elettronica e quindi determina un’assenza alla lezione: - verificare, prima di utilizzare il proprio badge, che il docente abbia attivato la sessione di rilevazione delle presenze; l’impiego del tesserino prima delle operazioni di apertura o dopo la chiusura della procedura è considerata come anomalia dal sistema e quindi determina un’assenza alla lezione; - utilizzare il tesserino con la banda magnetica rivolta in alto, da sinistra verso destra ed impiegando indifferentemente i terminali slave o master presenti nell’aula; il corretto passaggio del badge è seguito da un unico suono “BEEP” (lettura valida); - ripetere l’operazione soltanto nel caso di anomalia diagnosticata con una sequenza di tre suoni “BEEP” (lettura errata); l’utilizzo del badge per più di una lettura valida (unico “BEEP”) all’interno della stessa sessione di rilevazione - è considerata un’anomalia dalla procedura e quindi determina un’assenza alla lezione. Con l’anno accademico 2007/2008 è terminato il periodo di sperimentazione della procedura elettronica di rilevazione presenze, pertanto, la Facoltà non assisterà più gli studenti nel modificare e/o correggere anomalie determinate da un errato utilizzo della procedura. È necessario, dunque, che l’allievo si attenga a quanto sopra indicato al fine di ottenere una corretta contabilizzazione delle proprie presenze. 9 Contatti e riferimenti Presidente dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione: Prof. Mario VENTO, Tel. 089/964224, E-mail: [email protected] Segreteria dell’Area Didattica Orario di Ricevimento: lunedì, mercoledì e giovedì dalle 10.00 alle 12.00 Tel: 089/964167 E-mail: [email protected]; Altri Contatti Utili per gli Studenti: Coordinatore Commissione Orari Ing. Vincenzo MATTA Tel: 089/964301; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Tutorato Prof. Pasquale CHIACCHIO Tel: 089/964306; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Piani di Studio Prof. Giovanni RICCIO Tel: 089/964285; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Tirocini Prof. Lucio Ippolito Tel: 089/964285; e-mail: [email protected] Responsabile Relazioni Internazionali Prof. Angelo MARCELLI Tel: 089/964274; e-mail [email protected] 1 10 LAUREA DI I LIVELLO Curriculum per gli Immatricolati nell’A.A. 2008/09 I ANNO Matematica I Fisica (mod. 1) Fondamenti di Informatica I Insegnamento a scelta Fisica (mod. 2) Macchine, Algoritmi e Strutture Dati Matematica II TOTALE ANNO I Semestre I I I I II II II Cfu 9 6 6 6 6 9 9 51 SSD MAT/05 FIS/01 ING-INF/05 scelta FIS/01 ING-INF/05 MAT/05 6 ESAMI II ANNO Teoria dei segnali: Modulo di Elementi di Probabilità Teoria dei segnali: Modulo di Analisi dei Segnali Elettrotecnica Matematica III Misure elettroniche Fondamenti di Elettronica Campi Elettromagnetici TOTALE ANNO II Cfu 6 3 12 6 12 12 12 63 SSD SECS-S/02 ING-INF/03 ING-IND/31 MAT/05 ING-INF/07 ING-INF/01 ING-INF/02 6 ESAMI III ANNO (PERCORSO FORMATIVO) Elettronica Macchine, Impianti e Sistemi di Potenza Comunicazioni Elettroniche Sistemi VLSI Fondamenti di Controlli Automatici Propagazione Guidata II Insegnamento scelta Tirocinio formativo Prova finale TOTALE ANNO III (PERCORSO FORMATIVO) TOTALE CdS (su FORMATIVO) Cfu 12 9 6 6 9 12 6 3 3 66 180 SSD ING-INF/01 ING-IND/33 ING-INF/03 ING-INF/01 ING-INF/04 ING-INF/02 a scelta altro altro 6 ESAMI ESAMI TOTALI 18 11 III ANNO (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE 1) Elettronica Macchine e Impianti Elettrici Fondamenti di Controlli Automatici Comunicazioni Elettroniche Sistemi VLSI Tecnica ed Economia dell'Energia Circuiti per le Fonti Rinnovabili II insegnamento a scelta Tirocinio professionalizzante Prova finale TOTALE ANNO III (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE) TOTALE CdS (su PROFESSIONALIZZANTE) Cfu 12 6 9 6 6 6 6 6 6 3 66 180 SSD ING-INF/01 ING-IND 33 ING-INF/04 ING-INF/03 ING-INF/01 ING-IND/33 ING-IND/31 a scelta altro altro NUM ESAMI 7 ESAMI TOTALI 19 III ANNO (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE 2) Elettronica Macchine e Impianti Elettrici Fondamenti di Controlli Automatici Comunicazioni Elettroniche Strumentazione Virtuale Radiopropagazione ed Impatto Ambientale Misure alle Alte Frequenze II insegnamento a scelta Tirocinio professionalizzante Prova finale TOTALE ANNO III (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE) TOTALE CdS (su PROFESSIONALIZZANTE) Cfu 12 6 9 6 6 6 6 6 6 3 66 180 SSD ING-INF/01 ING-IND 33 ING-INF/04 ING-INF/03 ING-INF/07 ING-INF/02 ING-INF02 ING-INF07 a scelta altro altro NUM ESAMI 7 ESAMI TOTALI 19 I Insegnamento a scelta: SCELTE SUGGERITE Economia ed Organizzazione Aziendale Chimica II Insegnamento a scelta: SCELTE SUGGERITE Laboratorio di Elettronica Cfu 6 6 Cfu 6 SSD SECS-P/07 CHIM/07 SSD ING-INF/01 12 LAUREA DI II LIVELLO Curriculum per gli Immatricolati nell’A.A. 2008/09 I Anno Circuiti Elettronici di potenza Sistemi Elettronici di Potenza Elettronica di Potenza Antenne Elaborazione numerica dei segnali Strumentazione e Sistemi Automatici di Misura TOTALE ANNO I Semestre I I I II II II Cfu 9 9 9 9 9 9 54 SSD ING-IND/31 ING-IND/33 ING-INF/01 ING-INF/02 ING-INF/03 ING-INF/07 6 ESAMI II Anno (insegnamenti comuni) Ottica e Compatibilità E.M. Fotovoltaico ed Optoelettronica Metodologie di Controlli Automatici Sensori e Sistemi di acquisizione Insegnamento di orientamento Insegnamento a scelta Sviluppo di un elaborato di progettazione + Prova finale TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 10 10 5 10 10 10 11 66 120 SSD ING-INF/02 ING-INF/01 ING-INF/04 ING-INF/01 - INGINF/07 a scelta altro 6 ESAMI ESAMI TOTALI 12 II Anno (percorso Tecnologie, Circuiti e Sistemi) Tecnologie per la Micro e Nanoelettronica TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 10 10 19 SSD ING-INF01 6 ESAMI ESAMI TOTALI 12 II Anno (percorso Automazione Industriale) Sistemi e Misure per l'Automazione TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 10 10 64 SSD ING-INF/07 6 ESAMI ESAMI TOTALI 12 II Anno (percorso Elettromagnetismo applicato) Complementi di Elettromagnetismo TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 10 10 130 SSD ING-INF/02 6 ESAMI ESAMI TOTALI 12 13 II Anno (percorso Energia) Sistemi Elettrici per l'Energia TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 10 10 74 SSD ING-IND/33 6 ESAMI ESAMI TOTALI 12 Insegnamenti a scelta: SCELTE SUGGERITE PER I PERCORSI Tecnologie, Circuiti e Sistemi Progettazione di Sistemi Integrati Elettromagnetismo applicato Applicazioni delle iperfrequenze Automazione Industriale Automazione dei Sistemi Elettrici Energia CAD di Dispositivi e Circuiti di Potenza 10 ING-IND31 Cfu 10 Cfu 10 Cfu 10 SSD ING-INF01 SSD ING-INF/02 SSD ING-IND33 14 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA I LIVELLO ARTICOLAZIONE DEL I ANNO – Immatricolati A.A. 2008/09 1° Semestre Insegnamento Matematica I Fisica (mod. 1) Fondamenti di Informatica I Insegnamento a scelta Fisica (mod. 2) Macchine, Algoritmi e Strutture Dati Matematica II CFU 9 6 6 6 6 9 9 Fondamenti di Informatica Matematica I Propedeuticità 2° Sem I INSEGNAMENTO A SCELTA Insegnamento Economia e organizzazione aziendale Chimica CFU 6 6 ARTICOLAZIONE DEL II ANNO – Immatricolati A.A. 2007/08 Insegnamento 1° Semestre Elettrotecnica II Fondamenti di Misure Matematica III Fondamenti di Analisi dei Segnali -e Trasmissione (I Mod.) Fondamenti di Elettronica 2° Semestre Fondamenti di Analisi dei Segnali -e Trasmissione (II Mod.) Macchine e Impianti Elettrici Campi Elettromagnetici (I mod) Elettronica Digitale Fondamenti di Automatica CFU 6 6 6 3 9 6 6 6 6 6 Propedeuticità Elettrotecnica I Elettrotecnica I, Matematica II Matematica II Matematica II Elettrotecnica I, Fisica II, Matematica II Elementi di Prob. e Stat. per l'Ing. ,Mat. III, Fond. di Analisi dei Seg. e Trasm. (I) Elettrotecnica II Matematica III, Fisica II Fondamenti di Elettronica Matematica III Propedeuticità 15 ARTICOLAZIONE DEL III ANNO – Immatricolati A.A. 2006/07 Insegnamento Elettronica Analogica 1° Semestre 2° Insegnamento a scelta Misure Elettroniche Campi Elettromagnetici (II mod) Insegnamenti di Curriculum Elementi di Sistemi Elettronici di Potenza 2° Semestre Altri insegnamenti di Curriculum Tirocinio Prova Finale CFU 6 3 6 6 6 3 15 9 6 II INSEGNAMENTO A SCELTA Insegnamento Software Matematico Reti Logiche Laboratorio di Elettronica Laboratorio di Analisi dei Segnali CFU 3 3 3 3 Propedeuticità Matematica II, Fondamenti di Informatica Fondamenti di Informatica Fondamenti di Elettronica, Fondamenti di Misure Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (II mod) Macchine e Impianti Elettrici, Fondamenti di Elettronica Fondamenti di Misure, Elettrotecnica II, Fondamenti di Elettronica Campi Elettromagnetici (I mod) Propedeuticità Fondamenti di Elettronica, Elettrotec. II, Fondamenti di Automatica 16 CURRICULA PROFESSIONALIZZANTI E FORMATIVI (Immatricolati A.A. 2006/07) CURRICULUM SPECIALISTICO Insegnamento Teoria dei fenomeni Aleatori Microonde Controlli Automatici Complementi di Dispositivi -----------Elettronici Complementi di Elettrotecnica Insegnamento Sistemi VLSI Elettronica delle Telecomunicazioni Fibre Ottiche Elettronica dell’Automazione Seminari e Presentazioni aziendali Insegnamento Automazione dei Sistemi Elettrici --Industriali Circuiti Elettronici di Potenza Misure sulle Macchine e sugli --------Impianti Strumentazione Virtuale Seminari e Presentazioni aziendali Insegnamento Tecnica ed Economia dell’Energia Circuiti di Potenza per le Fonti Rinnovabili Radiopropagazione e Impatto Ambientale Sistemi di Telecomunicazione Seminari e Presentazioni aziendali CFU 5 5 3 5 3 CFU 5 5 5 5 1 CFU 5 5 5 5 1 CFU 5 5 5 5 1 17 Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica Campi Elettromagnetici (II mod) Fond. di Analisi dei Segnali e Trasm. (II mod) Propedeuticità Propedeuticità Elementi di Sistemi Elettronici di Potenza Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica, Elettronica Analogica Misure Elettroniche, Macchine ed Impianti Elettrici Fondamenti di Misure, Elettrotecnica II Propedeuticità Fond. di Analisi dei Segnali e Trasm. (II mod) Campi Elettromagnetici (II mod) Fondamenti di Automatica Elettronica Digitale Elettrotecnica II Propedeuticità Elettronica Digitale, Fondamenti di Misure Elettronica Digitale, Fondamenti di Misure Campi Elettromagnetici (II mod) Elettronica Analogica CURRICULUM PROFESSIONALIZZANTE HARDWARE CURRICULUM PROFESSIONALIZZANTE INDUSTRIA CURRICULUM PROFESSIONALIZZANTE ENERGIA E AMBIENTE MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA SPECIALISTICA ARTICOLAZIONE DEL I ANNO -– Immatricolati A.A. 2008/09 1° Sem. Insegnamento Circuiti Elettronici di potenza Sistemi Elettronici di Potenza Elettronica di Potenza Antenne Elaborazione numerica dei segnali Strumentazione e Sistemi Automatici di Misura CFU 9 9 9 9 9 9 Propedeuticità 2° Sem. ARTICOLAZIONE DEL II ANNO - – Immatricolati A.A. 2007/08 Insegnamento 1° Semestre Antenne II Compatibilità Elettromagnetica Metodi di Progettazione ed Analisi --degli Esperimenti Sensori e Rivelatori Telecomunicazioni Numeriche Insegnamento a scelta 1° Insegnamento di Curriculum 2° Semestre 2° Insegnamento di Curriculum 3° Insegnamento di Curriculum 4° Insegnamento di Curriculum 5° Insegnamento di Curriculum Esame Finale CFU 5 5 3 5 5 6 5 5 5 5 5 6 Elettronica dei Sistemi Analogici Trasmissioni Numeriche Propedeuticità Antenne I Antenne I 18 INSEGNAMENTI A SCELTA Insegnamento Elettronica Industriale nei Sistemi di Produzione Ingegneria e Tecnologie dei Sistemi di Controllo Inquinamento e Rischio Elettromagnetico (corso integrato) Intelligenza Artificiale (corso integrato) Reti di Telecomunicazioni Applicazioni di Potenza delle Microonde CFU 6 6 6 6 6 6 Propedeuticità CURRICULA – Immatricolati A.A. 2007/08 CURRICULUM ELETTRONICA INDUSTRIALE Insegnamento CFU Propedeuticità Automazione dei Sistemi Elettrici per -5 Controlli Automatici II ---l'Energia CAD di Dispositivi Elettrici e Magnetici Circuiti Elettronici di Potenza II Robotica Industriale Sistemi Elettrici Industriali 5 5 5 5 CURRICULUM INFORMATICA Insegnamento Sistemi di Elaborazione Basi di Dati Misure per l’Automazione e la Produzione ---Industriale Sistemi di Misura in Tempo Reale Programmazione in Rete CFU 5 5 5 5 5 Strumentaz.e Sistemi Automatici di Misura Propedeuticità Circuiti Elettronici di Potenza I Controlli Automatici II 19 CURRICULUM MICROELETTRONICA Insegnamento Architettura dei Sistemi Integrati Nanoelettronica Progetti Elettronici Microelettronica Elettronica per il Fotovoltaico CFU 5 5 5 5 5 Propedeuticità Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Fotovoltatioco e Optoelettronica CURRICULUM TELECOMUNICAZIONI ED ELETTROMAGNETISMO APPLICATO Insegnamento Comunicazioni Radiomobili Telerilevamento e Diagnostica ---------------Elettromagnetica Componenti e Circuiti Ottici Elaborazione Numerica dei Segnali Codifica e Compressione dell'Informazione CFU 5 5 5 5 5 Telecomunicazioni Numeriche Propedeuticità Antenne II, Telecomunicazioni numeriche Antenne I Ottica ed Interazioni 20 PROCEDURA RILEVAZIONE ELETTRONICA PRESENZE STUDENTI Gli studenti iscritti ad una laurea triennale (Ingegneria Chimica, Ingegneria Civile, Ingegneria Civile per l’Ambiente e il Territorio, Ingegneria Elettronica, Ingegneria Gestionale, Ingegneria Informatica, Ingegneria Meccanica) o alla laurea a ciclo unico (Ingegneria Edile-Architettura) hanno l’obbligo di frequentare i corsi e di attestare la presenza in aula con il tesserino magnetico personale (badge). La frequenza, secondo i limiti stabiliti dalla Facoltà, è condizione necessaria per sostenere gli esami di profitto dei singoli insegnamenti. Non esistono altre procedure che permettano all’allievo di certificare la presenza in aula. Eccezioni sono previste unicamente per le matricole (I° anno - l° semestre) fino alla consegna del badge e per gli studenti che hanno richiesto alla segreteria un duplicato del tesserino magnetico. Pertanto, per attestare correttamente la presenza in aula mediante la procedura elettronica lo studente deve: avere sempre con se il tesserino personale; la mancanza del badge al momento della rilevazione delle presenze non consente di accedere alla procedura elettronica e quindi determina un’assenza alla lezione: - verificare, prima di utilizzare il proprio badge, che il docente abbia attivato la sessione di rilevazione delle presenze; l’impiego del tesserino prima delle operazioni di apertura o dopo la chiusura della procedura è considerata come anomalia dal sistema e quindi determina un’assenza alla lezione; utilizzare il tesserino con la banda magnetica rivolta in alto, da sinistra verso destra ed impiegando indifferentemente i terminali slave o master presenti nell’aula; il corretto passaggio del badge è seguito da un unico suono “BEEP” (lettura valida); ripetere l’operazione soltanto nel caso di anomalia diagnosticata con una sequenza di tre suoni “BEEP” (lettura errata); l’utilizzo del badge per più di una lettura valida (unico “BEEP”) - all’interno della stessa sessione di rilevazione - è considerata un’anomalia dalla procedura e quindi determina un’assenza alla lezione. - Con l’anno accademico 2007/2008 è terminato il periodo di sperimentazione della procedura elettronica di rilevazione presenze, pertanto, la Facoltà non assisterà più gli studenti nel modificare e/o correggere anomalie determinate da un errato utilizzo della procedura. È necessario, dunque, che l’allievo si attenga a quanto sopra indicato al fine di ottenere una corretta contabilizzazione delle proprie presenze. 21 PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI 22 ANTENNE Cds: Specialistica Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: Prof. Claudio GENNARELLI Semestre: II Integrato: Propedeuticità: Campi Elettromagnetici SSD: ING-INF/02 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce agli allievi le tecniche di analisi e sintesi delle antenne, nonchè gli elementi di base per il progetto di un collegamento radio tra due punti. Vengono, in particolare, approfondite le metodologie di analisi e progetto delle antenne alle alte frequenze. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della teoria delle antenne e delle tecniche elettromagnetiche utilizzabili alle basse o alle alte frequenze per l’analisi ed il progetto delle antenne. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un’antenna, mettendone a punto il modello matematico in modo da poter ottimizzare i relativi parametri caratteristici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie più appropriate per progettare una particolare antenna, o realizzare un collegamento radio tra due punti. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alla teoria ed al progetto delle antenne. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando testi diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati, sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze acquisite nei corsi di matematica e fisica; - conoscenza delle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo acquisite nel corso di Campi Elettromagnetici. Metodi didattici L’insegnamento contempla soprattutto lezioni teoriche, ma sono previste anche alcune esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula, viene mostrato l’utilizzo di alcuni programmi software per l’analisi e la progettazione di antenne. Nell’esercitazioni in laboratorio, vengono effettuate alcune misure dei parametri caratteristici delle antenne. Ad esempio, la determinazione del diagramma di radiazione di un’antenna da misure in camera anecoica, sia in campo vicino che in campo lontano. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 23 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Equazioni di Maxwell. Condizioni al contorno e di continuità per i campi. Radiazione da sorgenti elettriche e magnetiche. Condizioni di zona lontana. Teorema delle immagini. Antenne filiformi. Equazione integrale di Hallen. Parametri di un’antenna in trasmissione e rice-zione. Teorema di reciprocità. Formula del collegamento. Sezione radar ed equazione del radar. Teorema di equivalenza. Radiazione da una guida rettangolare aperta. Spettro di onde piane. Relazione tra caratteristica e spettro di onde piane. Potenza associata ad un’apertura. Trasformazione campo vicino campo lontano con scansione piana rettangolare. Arrays lineari. Studio con il metodo del polinomio associato. Array binomiale. Sintesi mediante Fourier. Ottimizzazione degli arrays con i polinomi di Tchebyscheff. Phased arrays. Antenne Yagi-Uda. Arrays bidimensionali. Metodo dei momenti. Risoluzione dell’equazione integrale di Hallen con il metodo del point-matching e funzioni di base rettangolari. Propagazione per onda di terra. Riflessione delle onde radio dalla superficie della terra. Propagazione su terra piatta. Propagazione su terra sferica. Volume significativo nella propagazione delle onde radio. Propagazione su colline. Influenza della troposfera sull’onda di terra. Scattering troposferico. Ottica Fisica. Teoria Geometrica della Diffrazione. Espressioni generali per i campi incidente, riflesso e diffratto. Campo diffratto da un diedro. Determinazione dei punti di diffrazione. Sistemi di riferi-mento fissati dai raggi. Coefficienti di diffrazione per il semipiano e per il diedro. Sezione radar monostatica di un disco circolare e di un corner reflector a due facce. Calcolo del campo irradiato da un'antenna a riflettore parabolico mediante la Teoria Geometrica della Diffrazione, il metodo dell’ apertura, il metodo dell’Ottica Fisica ed il metodo delle correnti equivalenti di bordo. Ore Lez. Ore Es. Ore Lab. Fondamenti di teoria delle antenne 20 2 Antenne ad apertura 12 2 Schiere di antenne Metodo dei momenti 10 2 2 2 Propagazione 10 Metodi alle alte frequenze 16 Antenne a riflettore Totale Ore 10 80 2 6 4 Testi di riferimento C.Gennarelli, F.D’Agostino, Elementi di teoria delle antenne, Edizioni Scientifiche Florio, Napoli, 1998 M.Dolukhanov, Propagation of Radio Waves, Mir Publishers, Moscow. G.Ferrara, C.Gennarelli, Tecniche asintotiche in elettromagnetismo. Applicazioni all'analisi delle antenne a riflettore e alla valutazione di sezioni radar, ITTOEM, Napoli, 1990. C.Gennarelli, Dispense del corso di Antenne. (Fotocopie dei Lucidi). 24 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ANTENNE II 5 Prof. Claudio Gennarelli Laurea Specialistica, II Anno - I semestre Antenne I Finalità del corso Il corso di Antenne II rappresenta il naturale completamento degli argomenti trattati nell’ambito dell’insegnamento di Antenne I. Vengono, in particolare, approfondite le metodologie di analisi e progetto delle antenne alle alte frequenze (Teoria Geometrica della Diffrazione, Ottica Fisica), mostrando alcuni esempi di pratica applicazione. Viene, infine, affrontato e risolto il problema della misura in campo vicino del diagramma di radiazione di un’antenna. Il corso utilizza prevalentemente le nozioni acquisite in Campi Elettromagnetici I e II, Matematica IV ed Antenne I. Oltre alle lezioni teoriche ed alle esercitazioni, esso prevede anche esercitazioni di simulazione al calcolatore. Programma Antenne ad apertura (12 ore) esercitazioni 20% Spettro di onde piane. Relazione tra caratteristica e spettro di onde piane. Potenza associata ad un’apertura. Trasformazione campo vicino campo lontano con scansione piana-rettangolare. Schiere di antenne (8 ore) esercitazioni 20% Ottimizzazione degli arrays con i polinomi di Tchebyscheff. Phased arrays. Antenne Yagi-Uda. Arrays bidimensionali. Ottimizzazione degli arrays variando l’eccitazione. Metodi alle alte frequenze (16 ore) esercitazioni 10% Ottica Fisica. Sezione radar monostatica di un disco circolare. Teoria Geometrica della Diffrazione. Espressioni generali per i campi incidente, riflesso e diffratto. Campo diffratto da un diedro. Determinazione dei punti di diffrazione. Sistemi di riferimento fissati dai raggi. Coefficienti di diffrazione per il semipiano e per il diedro. Sezione radar di un corner reflector a due facce. Antenne a riflettore (14 ore) esercitazioni 20% Calcolo del campo irradiato da un'antenna a riflettore parabolico mediante la Teoria Geometrica della Diffrazione, il metodo dell’apertura, il metodo dell’Ottica Fisica ed il metodo delle correnti equivalenti di bordo. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Antenne ad apertura e schiere di antenne; Valutare il campo irradiato in zona Tecniche asintotiche. in elettromagnetismo; lontana da un’antenna a riflettore Metodologie di analisi e progetto delle antenne parabolico; a riflettore. Tecniche di misura in campo Progettare una schiera di antenne; vicino. Valutare la sezione radar di bersagli. Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale Testi e materiale didattico di supporto C.Gennarelli, F.D'Agostino, Elementi di teoria delle antenne, Ed. Scientifiche Florio, Napoli,1998. C.Gennarelli, Dispense del corso di Antenne e Propagazione. (Fotocopie dei Lucidi). G.Ferrara, C.Gennarelli, Tecniche asintotiche in elettromagnetismo. Applicazioni all'analisi delle antenne a riflettore e alla valutazione di sezioni radar, Ist. di Teoria e Tecnica delle onde EM, Napoli, 1990. G.Franceschetti, Campi Elettromagnetici, Boringhieri, Torino, 1983. 25 E.Jordan, K.Balmain, Electromagnetic waves and radiating systems, Prentice Hall, 1968. R.S.Elliot, Antenna theory and design, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1981. W.L.Stutzman, G.A.Thiele, Antenna theory and design, John Wiley & sons, New York, 1981. R.E.Collin, Antennas and Radiowave propagation, Mc Graw Hill, New York, 1985. C.A.Balanis, Antenna Theory - Analysis and design, John Wiley & sons, New York, 1982. 26 APPLICAZIONI DELLE IPERFREQUENZE Docente: Prof. A. Scaglione Prof. F. Chiadini Semestre: II Propedeuticità: Ottica e Compatibilità Elettromagnetica SSD: ING-INF/02 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II L.S. Integrato: Crediti: 10 Tipologia: ins. a scelta Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso intende fornire una panoramica delle principali applicazioni delle iperfrequenze (dalle microonde all’ottica) non necessariamente ristrette all’ambito delle telecomunicazioni (impieghi industriali, sensoristici, per il telerilevamento ambientale, ecc.). Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza degli aspetti teorici relativi: a) alla propagazione guidata di un campo elettromagnetico di elevata potenza e della relativa componentistica; b) alle proprietà dei materiali che ne regolano il comportamento a microonde e a frequenze ottiche; c) ai dispositivi e ai componenti per il trattamento di un segnale ottico. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Conoscenza delle applicazioni ottiche in ambito sensoristico, metrologico, civile, ecc., e delle applicazioni delle microonde in ambito industriale e dei relativi processi (riscaldamento, essiccazione, sterilizzazione, ecc.) Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le caratteristiche dei componenti ottici utilizzati per il trattamento del segnale; saper individuare gli elementi di base di un apparato per il riscaldamento a microonde Abilità comunicative (communication skills) Acquisizione della terminologia e delle competenze necessarie per l’interazione con strutture tecniche di aziende e/o enti operanti nei settori delle microonde e dei componenti ottici; saper lavorare in gruppo, saper esporre oralmente un argomento di natura tecnica e saper redigere relazioni descrittive. Capacità di apprendere (learning skills) Capacità di consultare criticamente letteratura tecnica nei settori delle microonde e dei componenti e sistemi ottici Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenza dei fondamenti teorici della propagazione guidata del campo elettromagnetico - conoscenza delle problematiche specifiche della propagazione di un campo elettromagnetico a frequenze ottiche Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Le esercitazioni in aula riguarderanno l’analisi di problemi applicativi finalizzata al consolidamento degli argomenti teorici svolti. Le esercitazioni di laboratorio impegneranno in gruppo gli studenti nello 27 svolgimento di misure a microonde e a frequenze ottiche caratterizzate da spiccata valenza didattica. A valle di ogni esercitazione di laboratorio è prevista la stesura di una relazione descrittiva. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale ed una prova pratica in laboratorio con relativa relazione descrittiva. Contenuto del corso Argomenti Applicazioni di potenza delle microonde Componenti ed apparati per il riscaldamento a microonde Contenuti specifici Proprietà dielettriche della materia ed aspetti teorici del riscaldamento a microonde. Processi industriali assistiti dalle microonde. Apparati per il riscaldamento a microonde. Sorgenti e componenti in guida d’onda per applicazioni di potenza. Applicatori a microonde. Misure a microonde: Adattamento. Caratterizzazione di componenti passivi in guida d’onda. Misure di impedenza. Misure di permittività in guida d’onda. Coerenza della radiazione ottica. Interferometro di Michelson. Interferometri a divisione di fronte d’onda e a divisione d’ampiezza. Olografia sintetica. Ologrammi di Fourier. Ologrammi generati con metodi interferometrici. Cavità risonante Fabry-Perot. Specchi dielettrici. Strutture periodiche. Filtri a banda proibita. Fiber Bragg Grating (FBG). Circolatori ottici. Ore Lez. 15 Ore Eserc. Ore Lab. 15 20 Applicazioni a frequenze ottiche 20 5 5 Componenti ottici Totale Ore 10 60 5 10 5 30 Testi di riferimento A.C. Metaxas, R.J.Meredith: “Industrial Microwave Heating”, Peter Peregrinus LTD, UK P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini: “Propagazione ottica libera e guidata”, Ed. CLUEB Bologna; M.Born and E.Wolf, “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge, 1980; 28 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso APPLICAZIONI DI POTENZA DELLE MICROONDE 6 Prof. Antonio Scaglione Laurea Specialistica, II Anno - I semestre Il corso di Applicazioni di potenza delle microonde fornisce le competenze teoriche e pratiche necessarie per lo sviluppo di apparati a microonde per applicazioni industriali e per l’analisi di processi industriali assistiti dalle microonde. Buona parte del corso è rivolta ad aspetti di natura sperimentale (misure a microonde, studio di processi di riscaldamento). Programma Proprietà dielettriche (6h) esercitazioni 20% Relazioni costitutive. Polarizzazione. Costante dielettrica complessa. Modello di Debye. Modello di ColeCole. Miscele. Tecniche di misura della permittività complessa. Riscaldamento dielettrico (6h) esercitazioni 20% Aspetti teorici del riscaldamento dielettrico. Potenza dissipata. Profondità di penetrazione. Elementi di trasmissione del calore. Conduzione, convezione ed irraggiamento. Fenomeni di trasporto di massa. Sistemi di riscaldamento a microonde (14h) esercitazioni 20% Utilizzazione dello spettro. Struttura e componenti di un sistema di trattamento a microonde. Sorgenti a microonde: magnetron e klystron. Applicatori ad onda viaggiante assiali e a serpentina. Applicatori a cavità multimodali e monomodali. Mescolatori modali. Applicazioni (4h) esercitazioni 50% Applicazioni alle tecnologie dei materiali: curing di polimeri, cementi, carte, legni. Applicazioni alle tecnologie alimentari: cottura, liofilizzazione, sterilizzazione. Applicazioni ambientali e medicali. Dosimetria e criteri di protezione (cenni). Laboratorio (30h) esercitazioni 100% Misure di frequenza e di potenza. Misure di Ros. Adattamento. Caratterizzazione di componenti passivi in guida d’onda. Tecniche riflettometriche. Misura di Insertion loss. Misure di impedenza. Misure di permittività in guida d’onda. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Proprietà dielettriche della materia. Riscaldamento dielettrico a microonde. Applicazioni del riscaldamento a microonde. Capacità di: Identificare i parametri di un apparato per il riscaldamento a microonde; Eseguire misure a microonde; Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede una prova orale ed una prova pratica di laboratorio di microonde. Testi e materiale didattico di supporto A.C.Metaxas, R.J.Meredith, Industrial Microwave Heating, Peregrinus, London,1993. C.Jaeger, D.Carslaw, Heat Conduction in Solids, Oxford Un. Press, 1986. 29 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ARCHITETTURA DEI SISTEMI INTEGRATI 5 Prof. Alfredo Rubino Laurea Specialistica– Curriculum Microelettronica - II Anno - II semestre Elettronica dei Sistemi Digitali, Elettronica dei Sistemi Analogici Finalità del corso Il Corso è rivolto allo studio delle odierne tecnologie di fabbricazione di circuiti integrati e fornisce le nozioni necessarie per la progettazione di sistemi digitali, anche di una certa complessità. Il Corso, nelle linee essenziali, è suddiviso in due parti: nella prima vengono approfonditi i modelli chimico-fisici dei diversi processi tecnologici adottati in microelettronica e vengono trasferite allo studente le competenze necessarie per il loro dimensionamento e per l’impiego di CAD specifico; nella seconda parte vengono illustrate le metodologie di progettazione dei circuiti logici VLSI, con particolare riferimento alle tecnologie CMOS. Il Corso prevede una serie di esercitazioni volte alla progettazione di circuiti integrati con l’impiego di simulatori VHDL e la programmazione FPGA. Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 30% Programma Tecnologie Microelettroniche (20h) Accrescimento di monocristalli; difetti cristallografici; Deposizione di film sottili; Crescita epitassiale; Tecniche litografiche submicrometriche; Processi di ossidazione; Impiantazione ionica; Diffusione termica; Tecniche di attacco; Metallizzazione: contatti, wires e vias; Elementi parassiti; Strutture di testing dei processi. Dispositivi Integrati Elementari (10h) Tecniche di isolamento; Dispositivi passivi integrati (diodi, resistori, zener, capacità); Dispositivi attivi integrati: BJT, JFET, MOST; Fenomeni parassiti; Regole di progetto di circuiti integrati Bipolari, NMOS, CMOS e BICMOS Progettazione CMOS (25h) Livelli di astrazione circuitale- Estrazione di parametri elettrici- strutture logiche CMOS: pseudo-nMOS, pass-transistor, domino; Cascode-Voltage-switch; strategie di clock; strutture di I/O; PLA; linguaggi VHDL: descrizione strutturale, data flow e comportamentale; Modelli di guasto; Sistemi fault-tolerant; Architettura di dispositivi programmabili FPGA; confronto tra famiglie Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Tecnologie microelettroniche Design di circuiti CMOS Linguaggi di progettazione elettronica Capacità di: - capacità di rapportare processi tecnologici alle specifiche prestazioni circuitali - disegnare e progettare circuiti VLSI in tecnologia CMOS Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto G. Soncini “Tecnologie microelettroniche” Boringheri S.Wolf “ Process Tecnology” Vol. 1 Lattice Press S. Wolf “ Process Integration” Vol. 2 Lattice Press N. Weiste-K.Eshraghian “Principles of CMOS VLSI Design” Addison Wesley 30 AUTOMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI (10 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-IND/33 Crediti: 10 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi orientati allo studio di filosofie di controllo di tipo innovativo, quali le metodologie adattative, fuzzy, neuronali, e quelle evolutive. Il corso mira all’apprendimento delgi strumenti per il calcolo dei flussi di potenza sulle reti di trasporto e di distribuzione dell’energia. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie tradizionali per la progettazione di sistemi per l’automazione sia riferita a processi industriali sia ai sistemi elettrici. Capacità di sintesi di sistemi di controllo avanzati basati. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper gestire impianti di automazione in ambito industriale e civile. Progettare sistemi per l’automazione sia riferita a processi industriali sia ai sistemi elettrici. Utilizzare tools software di supporto allo sviluppo di sistemi di supervisione e controllo di impianti. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i dispositivi, i metodi e i tools software di supporto più appropriati per la gestione e la realizzazione di impianti di automazione in ambito industriale e civile. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’automazione industriale e alla realizzazione di un sistema di automazione tramite controllore a logica programmabile. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di elettronica di potenza. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per la programmazione e la simulazione. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettare sistemi per l’automazione dei sistemi elettrici, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. 31 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Generalità sui sistemi elettrici Automazione dei sistemi per la produzione trasporto e distribuzione di energia elettrica Contenuti specifici Richiami relativi ai Sistemi Elettrici per l’Energia. Richiami su sistemi ed apparati per il controllo decentralizzato dei sistemi elettrici Richiami sul sistema elettrico nazionale. Gli attori del sistema elettrico: clienti idonei e clienti vincolati. Il ruolo dell’automazione nella gestione dell’energia. Produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia. Cenni sui sistemi di produzione dell’energia elettrica. Richiami sulla rappresentazione delle reti elettriche e dei carichi statici e dinamici. Modello matematico di un sistema interconnesso. Modello in regime permanente. Esempi applicativi a casi studio. Automazione delle reti di distribuzione dell’energia. Ottimizzazione dei flussi di potenza sulle reti elettriche. Sistemi Fuzzy. Sintesi di un controllore Fuzzy. Applicazioni industriali della Logica Fuzzy. La Logica Fuzzy per l’automazione il controllo e la supervisione dei Sistemi Elettrici. Sintesi e implementazione di regolatori fuzzy per PLC. Tuning e Debugging avanzato di regolatori fuzzy per l’automazione. Applicazioni avanzate al controllo dei processi industriali. Attività esercitativa relativa alla sintesi di un caso studio. Sistemi di Controllo basati su Reti Neuronali. Applicazioni delle reti MLP al controllo e alla gestione dei sistemi elettrici. Reti RBF. Reti di Hopfield a stati discreti e a stati continui. Reti SOM. Esempi di applicazione delle Reti Neurali nella Gestione e nel controllo dei Sistemi Elettrici. Algoritmi Genetici: principi Generali. Sintesi di controllore basato sugli AG. Esempi di applicazione degli AG nei Sistemi Elettrici per l’Energia. Generalità sulla Affidabilità. Richiami sulla qualità, fidatezza e disponibilità. Caratterizzazione in termini di affidabilità di un sistema di automazione: metodo per il calcolo dell'affidabilità e della disponibilità dei sistemi complessi. Progettare in qualità. La qualità totale ed il miglioramento continuo. Cenni sul quadro normativo relativo alla qualità. Le norme relative alla sicurezza ed alla funzionalità. Cenni sul controllo di qualità: conformità ed affidabilità. Ore Lez. 4 10 Ore Eserc. Ore Lab. 16 6 2 Tecniche innovative per l’Automazione dei sistemi 20 8 6 Affidabilità e qualità nei sistemi di automazione ed elettrici Totale Ore 20 6 2 70 20 10 Testi di riferimento Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. Silvio Cammarata, Sistemi a logica fuzzy, ETAS. Silvio Cammarata, Reti Neurali, ETAS. D.E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search: Optimization and Machine Learning, Hardcover. Saccomanno, Electric Power System: Analysis and control, IEEE press. Rardin, Optimization in operation research, Prentice Hall. J. Arrillaga, C.P. Arnold, Computer Analysis in Power Systems, Wiley. Roberto Marconato, Sistemi Elettrici di Potenza, vol. 1, CLUP. S.J. Russel, P. Norvig, Intelligenza artificiale: un approccio moderno, Prentice Hall International - UTET. W. Mielczarski, Fuzzy logic Techniqes in Power Systems, Physica Verlag. Cataliotti, Impianti Elettrici, Petronio. 32 AUTOMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI INDUSTRIALI (5 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Pierluigi SIANO Semestre: II Integrato: Codice: 0610400116 Propedeuticità: Elementi di Sistemi Elettronici di Potenza SSD: ING-IND/33 Crediti: 5 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per progettazione di sistemi di controllo e misura per l’automazione industriale e per l’automazione dei sistemi elettrici, dalla specifica dei requisiti all’analisi di fattibilità, alla progettazione ed al collaudo del sistema. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie tradizionali per la progettazione di sistemi di supervisione, controllo e misura per l’automazione industriale e dei sistemi elettrici. Conoscenza della componentistica per l’automazione di sistemi elettrici, industriali e civili. Conoscenza dei linguaggi di programmazione dei sistemi a logica programmabile e delle reti di comunicazione per il controllo distribuito. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper gestire impianti di automazione in ambito industriale e civile. Progettare semplici sistemi di automazione per il controllo e la supervisione di sistemi elettrici e impianti industriali. Utilizzare tools software di supporto allo sviluppo di sistemi di supervisione e controllo di impianti. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i dispositivi, i metodi e i tools software di supporto più appropriati per la gestione e la realizzazione di impianti di automazione in ambito industriale e civile. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’automazione industriale e alla realizzazione di un sistema di automazione tramite controllore a logica programmabile. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di elettronica di potenza. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per la programmazione e la simulazione di controllori a logica programmabile. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di programmazione di controllori a logica programmabile, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. 33 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Metodologie di controllo per l’automazione Il controllore a logica programmabile I linguaggi di programmazione Contenuti specifici Generalità sui Processi Industriali (PI). L’automazione dei PI. Il sistema di controllo e misura di un PI. Metodologie per lo sviluppo di modelli energetici per la programmazione del settore elettrico Il PLC: struttura hardware. Tipologie dei cicli di scansione. Criteri di dimensionamento. Linguaggio a contatti. Linguaggi evoluti: AWL GRAFCET, KUF. Protocolli di sviluppo per applicazioni critiche. Esempi di programmazione. Caratteristiche delle reti di comunicazione per ambiente industriale. Richiami sui protocolli MAP e WorldFip. Il protocollo Modbus. Reti Profibus DP, FMS e FDL. Il sistema elettrico nazionale. Il ruolo dell’automazione nella gestione del sistema elettrico. Esempi di applicazione. Sistemi domotici. Risparmio energetico. Caratterizzazione dei carichi. Il ruolo dell’automazione nella gestione del sistema elettrico. Esempi di applicazione. Criteri di progettazione. Automazione di cabine elettriche. Sistemi domotici e automazione di edificio. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 3 8 2 2 6 4 6 Reti di comunicazione industriale 3 2 2 La struttura del sistema elettrico Sistemi di automazione per la razionalizzazione dei consumi energetici Applicazioni ai sistemi elettrici Totale Ore Testi di riferimento 4 2 2 2 30 10 10 Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. P. Galeano, V. Alessandroni, I Controllori Programmabili, Jackson libri. P. Chiaccio, PLC e Automazione Industriale, McGraw Hill. L. Bergamaschi, Manuale di programmazione dei PLC, Hoepli. A. Lucchini, Integrazione e automazione delle funzioni impiantistiche, SAIE – Il sole 24 ore. M. Cipolla, Progettare la domotica, Maggioli editore. G. Ortolani, E. Venturi, Schemi e apparecchi nell’automazione industriale, Hoepli. Beuerle H. P., Bach Bezenar Gunther, La Comunicazione nella Automazione, Tecniche Nuove. L. Busti, C. De Nard, Gli Edifici Intelligenti, Tecniche Nuove. M. J. Usher, Sensori e Trasduttori, Tecniche Nuove. E. Grassani, Automazione Industriale, Delfino. 34 BASI DI DATI Cds: Ingegneria Elettronica Specialistica Anno: II Docente: Prof. Donatello CONTE Semestre: II Integrato: no Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 5 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di sistemi software che gestiscano insiemi di dati di grandi dimensioni e di natura eterogenea. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle basi di dati, dei modelli concettuali, logici e fisici di rappresentazione dei dati, delle metodologie di progetto e sviluppo, dei concetti fondamentali del linguaggio SQL. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e normalizzare un modello E-R di una realtà in esame, realizzare, nel modello relazionale, una base di dati ed estrarre informazioni attraverso il linguaggio SQL. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una base di dati, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione dei sistemi. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle basi di dati Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano una base di dati in uno specifico DBMS (MSAccess o MySQL) e svolgono esercitazioni nel linguaggio SQL. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 35 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Architetture e linguaggi per le basi di dati. Modelli dei dati: livelli di astrazione nei DBMS; indipendenza dei dati. Linguaggi e utenti delle basi di dati: linguaggi per le basi di dati, utenti e progettisti. La progettazione concettuale di una base di dati; strategie e modelli di progettazione. Il ciclo di via dei sistemi informativi. Metodologie di progettazione delle basi di dati: strategia top-down, strategia bottom-up, strategia mista. Descrizione del modello; progettazione di modelli E-R. I costrutti principali del modello; regole aziendali e tecniche di documentazione. Panoramica finale sul modello E-R. Modelli logici nei sistemi di basi di dati. Relazioni e attributi. Relazioni e basi di dati. Informazione incompleta e valori nulli. Relazioni, vincoli, operazioni sul modello relazionale. Ristrutturazione del modello E-R: analisi delle ridondanze, eliminazione delle generalizzazioni, partizionamento/accorpamento di concetti, scelta degli identificatori principali. Normalizzazione dello schema E-R: ridondanze e anomalie, dipendenze funzionali, forme normali e normalizzazione. Traduzione nel modello relazionale. Introduzione al SQL; SQL per la manipolazione dei dati; SQL per l’interrogazione dei dati: interrogazione semplici, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, interrogazioni di tipo insiemistico, interrogazione nidificate. Ore Lez. 3 Ore Eserc. Ore Lab. Progettazione Concettuale 5 Il modello E-R Il modello relazionale 3 7 6 2 Progettazione logica 5 3 6 Linguaggi per le basi di dati Totale Ore 4 26 2 14 4 10 Testi di riferimento P. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi di dati, McGraw-Hill, 2006 36 CAD DI DISPOSITIVI E CIRCUITI DI POTENZA Docente: Proff. Vincenzo Tucci Giovanni Spagnuolo Patrizia Lamberti Semestre: Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Integrato: Propedeuticità: Crediti: 10 Tipologia: Formativi Specifici Codice: … SSD: ING-IND/31 Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di tecniche analitiche e numeriche per l’analisi, la progettazione ed ottimizzazione di dispositivi elettromagnetici ed elettronici. In particolare le competenze riguarderanno i settori delle nanotecnologie e le fonti energetiche a basso impatto ambientale. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Le conoscenze e le capacità di comprensione acquisite riguarderanno le problematiche e le metodiche utilizzate nella progettazione ed ottimizzazione di dispositivi e circuiti, anche in ambiti non convenzionali, ed i loro limiti di utilizzo. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare, progettare e caratterizzare mediante strumenti integrati tipici del CAD elettromagnetico componenti e circuiti tipici dei settori delle nanotecnologie per l’ingegneria elettrica ed elettronica e delle fonti energetiche a basso impatto ambientale. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per analizzare, progettare e ottimizzare dispositivi elettromagnetici e circuiti elettronici di potenza. Abilità comunicative (communication skills) Saper descrivere in forma scritta in modo chiaro e sintetico ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio gli obiettivi, il procedimento ed i risultati conseguiti in attività connesse all’analisi, al progetto ed alla ottimizzazione di componenti e circuiti. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze inerenti l’elettromagnetismo, l’analisi di circuiti elettrici ed elettronici di potenza, nonché gli strumenti matematici idonei alla loro soluzione. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un problema da risolvere utilizzando le tecniche presentate nelle lezioni teoriche. Lo svolgimento del problema è guidato dal docente e tende a sviluppare e rafforzare le capacità tese a identificare le tecniche più idonee all’applicazione proposta e a predisporre un elaborato chiaro nel procedimento ed accurato nei risultati da conseguire. 37 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale incentrato sulla presentazione dell’elaborato progettuale e teso a verificare il grado di conoscenza teorica e le capacità espositive dell’allievo. Contenuto del corso Argomenti Materiali e componenti elettrici ed elettromeccanici Contenuti specifici Caratteristiche di materiali ferromagnetici. Magneti permanenti Circuiti magnetici e conversione elettromeccanica dell’energia. Forze e coppie elettromagnetiche, elettrodinamiche. Principali attuatori per l’elettronica industriale. Metodo delle differenze finite nel dominio del tempo. Metodo degli elementi finiti. Simulazione di componenti in presenza di materiali non lineari e/o isteretici. Analisi e progettazione con approccio multifisico di sistemi complessi e su scala nanometrica. Analisi di sensitività e tolleranza di circuiti elettrici e magnetici, lineari e non lineari. Progetto di componenti in presenza di tolleranze sui parametri. Componenti magnetici per applicazioni switching. Induttori di filtro e per applicazioni soft-switching. Progetto di trasformatori per circuiti raddrizzatori ed inverter: trasformatori operanti a frequenza di rete ed a frequenza di commutazione. Topologie circuitali isolate e non isolate per applicazioni fotovoltaiche e per le celle a combustibile. Progetto di dispositivi per il sun-tracking in sistemi fotovoltaici: esempi di progettazione e circuiti di controllo. Dispositivi, circuiti ed algoritmi per il controllo delle celle a combustibile. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. 10 5 5 CAD Elettromagnetico 10 10 Progettazione e ottimizzazione 10 10 Elettronica di potenza per le fonti rinnovabili 15 5 5 Applicazioni agli attuatori per le fonti energetiche rinnovabili Totale Ore 10 5 55 10 35 Testi di riferimento J. J. Cathey: Electric Machines: Analysis and Design Applying MATLAB, Mc Graw-Hill, 2000. E. S. Hamdi, H. S. Hamdi: Design of Small Electrical Machines, J.Wiley & Son Ltd, 1994. R. W. Erickson, D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics. Norwell, MA: Kluwer, 2001. Dispense ed esercizi fornite dai docenti e disponibili su sito WEB: http://www.adinf.unisa.it 38 CAD DI DISPOSITIVI ELETTRICI E MAGNETICI Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 5 Proff. Vincenzo Tucci, Patrizia Lamberti Laurea Specialistica - Curriculum Elettronica Industriale, II Anno - II semestre Nessuna Finalità del corso Il modulo si propone di trattare le problematiche della progettazione assistita da calcolatore con un approccio integrato, al fine di fornire competenze per la modellazione, l’analisi, la simulazione numerica e la sintesi di componenti elettrici, magnetici ed elettromeccanici per applicazioni di piccola potenza. Programma Materiali e modelli (15h) esercitazioni 20% Modelli statici e quasi statici dell’elettromagnetismo. Caratteristiche e modellazione di materiali non lineari e con isteresi. Materiali ferromagnetici. Perdite di potenza nei materiali ferromagnetici. Magneti permanenti tradizionali e ad alta energia. Criteri di dimensionamento dei magneti. Circuiti magnetici e conversione elettromeccanica dell’energia. Relazioni tra grandezze elettriche e meccaniche. Forze e coppie elettromagnetiche, elettrodinamiche. Energia e coenergia. Sintesi di componenti (10h) esercitazioni 30% Criteri di scelta, dimensionamento e verifica di componenti elettrici, magnetici ed elettromeccanici. Identificazione della forma ottima di dispositivi elettrici e magnetici. Metodologie di ottimizzazione applicate a sistemi magnetici per elettromagneti e attuatori elettrostatici. Simulazione numerica (15h) esercitazioni 40% Programmi per la soluzione numerica di modelli di componenti in presenza di materiali non lineari e/o isteretici. Formulazione forte, debole e variazionale di problemi di campo elettrico e magnetico. Metodo delle differenze finite. Metodo degli elementi finiti. Soluzione di problemi i bi e tridimensionali. Soluzione numerica di problemi accoppiati campo elettromagnetico-circuiti. Progetto robusto (10h) esercitazioni 20% Prestazioni di un sistema e comportamento in presenza di incertezza sui parametri. Progetto di componenti in presenza di tolleranze sui parametri. Regione di Accettabilità. Test di robustezza. Interpolazioni Response Surface Method e Progetto degli Esperimenti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Caratteristiche di materiali ferromagnetici Metodi di analisi e sintesi di circuiti magnetici con parametri incerti. Caratteristiche di attuatori elettromeccanici Metodi numerici per la valutazione di campi elettrici e magnetici Capacità di: Calcolare forze e coppie di origine elettromagnetica Analizzare e dimensionare componenti elettrici e magnetici. Progettare e simulare semplici dispositivi elettromeccanici Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta nella discussione di un elaborato sviluppato durante il corso. Testi e materiale didattico di supporto J. J. Cathey: Electric Machines: Analysis and Design Applying MATLAB, Mc Graw-Hill, 2000. E. S. Hamdi, H. S. Hamdi: Design of Small Electrical Machines, J.Wiley & Son Ltd, 1994. Dispense fornite dal docente. 39 CAMPI ELETTROMAGNETICI ( 12 CFU) CdS: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Francesco D’Agostino Semestre: Integrato: NO Codice: Propedeuticità: Fisica, Matematica III SSD: ING-INF/02 Crediti: 12 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si propone di far acquisire agli allievi conoscenze sulle proprietà generali dei campi elettromagnetici e sulle modalità di propagazione delle onde elettromagnetiche, con elementi applicativi orientati alla caratterizzazione delle antenne ed all’analisi della propagazione elettromagnetica guidata. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Al termine del corso, lo studente possiederà nel suo bagaglio culturale quelle conoscenze metodologiche necessarie per affrontare e risolvere problemi di elettromagnetismo applicato, con comprensione dei fenomeni fisici ad essi collegati. Conoscenze di base per lo studio della Compatibilità Elettromagnetica. Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Sviluppo di una solida comprensione di carattere scientifico-metodologico della propagazione elettromagnetica guidata e acquisizione dei parametri principali necessari per caratterizzare tipiche sorgenti intenzionali di campo elettromagnetico con il fine di analizzare le caratteristiche di un collegamento radio. Metodologie di misura dei campi elettromagnetici. Autonomia di giudizio (making judgements) Lo studente dovrà essere in grado di discriminare i meccanismi propagativi del campo elettromagnetico ed analizzare un circuito a microonde. Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper esporre correttamente, e con proprietà di linguaggio, temi ed argomenti incontrati durante lo svolgimento del corso. Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente dovrà essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati nel corso, ricorrendo anche a supporti diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e fisiche di base. Metodi didattici Lo svolgimento del corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. 40 Contenuto del corso Argomenti Teoria dei campi elettromagnetici Propagazione delle onde elettromagnetiche Teoria circuitale delle linee di trasmissione Propagazione guidata Contenuti specifici Equazioni di Maxwell. Relazioni costitutive. Condizioni al contorno. Teorema di Poynting. La propagazione per onde piane. Riflessione e trasmissione di onde piane alla superficie di separazione tra due mezzi di caratteristiche diverse. Tensione e corrente lungo una linea di trasmissione. Linee in cascata. Tecniche di adattamento. Modi TEM. Cavo coassiale. Moti TE e TM. Diagramma di Brillouin. Guida d’onda rettangolare. Campo irradiato da un dipolo elettrico elementare. Spira elementare di corrente. Equazione integrale di Hallen. Caratterizzazione di antenne in trasmissione e ricezione. Teorema di reciprocità. Formula del collegamento. Disturbi elettromagnetici. Normativa vigente e metodologie di misure in compatibilità elettromagnetica. Ore Lez. 15 20 20 20 10 5 Ore Eserc. Ore Lab. Antenne 15 5 Cenni di compatibilità elettromagnetica Totale Ore 5 95 20 5 5 Testi di riferimento C. Gennarelli, Dispense del corso di campi elettromagnetici. F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill, 2006 41 CAMPI ELETTROMAGNETICI (I MOD) Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 6 Prof. Francesco D’Agostino Laurea, II anno, II Semestre Matematica III, Fisica II Finalità del corso Partendo dalle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo, già note dal corso di Fisica II, ci si propone di fornire agli allievi un bagaglio di conoscenze metodologiche ed applicative, particolarmente significative dal punto di vista concettuale, per poter affrontare e risolvere problemi inerenti la propagazione del segnale elettromagnetico in regime dinamico. Programma Teoria dei campi elettromagnetici in regime dinamico (20h) esercitazioni (20%) Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo in forma differenziale ed integrale. Condizioni alla superficie di separazione tra due mezzi. Equazioni di Maxwell nel dominio della frequenza. Fasori e polarizzazione del campo elettromagnetico. Relazioni costitutive. Teorema di Poynting nel dominio del tempo e della frequenza. Condizioni iniziali, al contorno e teorema di unicità. Onde piane (25h) esercitazioni (30%) Soluzione propagativa del campo elettromagnetico nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Onde piane nello spazio libero. Polarizzazione. Propagazione di un pacchetto d’onde: velocità di fase e di gruppo. Riflessione e trasmissione di onde piane alla superficie di separazione tra mezzi con caratteristiche diverse: incidenza normale ed incidenza obliqua. Teoria circuitale delle linee di trasmissione (15h) esercitazioni (30%) Tensione e corrente lungo una linea di trasmissione: soluzione progressiva e soluzione stazionaria. Formula del trasporto dell’impedenza. Coefficiente di riflessione. ROS. Discontinuità sulle linee. Generatori sulle linee. Condizione di risonanza sulle linee. Uso del formalismo delle linee di trasmissione per lo studio della propagazione in mezzi stratificati. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo; Caratterizzare la propagazione per onde piane; metodologie per la soluzione di problemi di risolvere il problema della propagazione in mezzi propagazione delle onde elettromagnetiche; stratificati; approccio circuitale delle linee di trasmissione. analizzare il comportamento delle grandezze elettriche lungo una linea di trasmissione. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto C.Gennarelli: Dispense di Campi Elettromagnetici. F.T.Ulaby: Fundamentals of Applied Electromagnetics, Prentice Hall. G.Gerosa, P.Lampariello: Lezioni di Campi Elettromagnetici, Ed. Ingegneria 2000. G.Franceschetti: Campi Elettromagnetici, Boringhieri. 42 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: CAMPI ELETTROMAGNETICI (II MOD) 6 Proff. Francesco D’Agostino Laurea III Anno - I semestre Campi Elettromagnetici (I mod) Finalità del corso Partendo dalle conoscenze acquisite nel corso di Campi Elettromagnetici I, ci si propone di trasferire agli allievi quegli strumenti metodologici strettamente indispensabili per l’analisi della propagazione in strutture guidanti e la determinazione della radiazione da sorgenti elettriche. Lo scopo è quello di fornire una preparazione sufficiente ad affrontare i corsi più specialistici del settore e la letteratura scientifica avanzata riguardante l’applicazione della teoria e della tecnica delle onde elettromagnetiche. Programma Propagazione guidata (30h) esercitazioni (25%) Separazione dei campi nelle componenti trasverse e longitudinali. Modi TEM. Cavo coassiale. Modi TE e TM: calcolo delle funzioni vettoriali e scalari modali. Impedenze modali. Proprietà degli autovalori trasversi. Velocità di fase e velocità di gruppo. Diagramma di Brillouin. Modo fondamentale. Potenza nella guida. Guida d’onda rettangolare. Radiazione elettromagnetica (24h) esercitazioni (25%) Condizioni di radiazione all’infinito. Potenziali elettromagnetici. Soluzione dell'equazione di Helmholtz. Dipolo elettrico elementare. Teorema di dualità. Dipolo magnetico elementare. Spira elementare di corrente. Antenne filiformi. Condizioni di zona lontana. Parametri di un’antenna in trasmissione. Parametri di un’antenna in ricezione. Relazioni tra i parametri in trasmissione e quelli in ricezione. Formula del collegamento. Misure di campi elettromagnetici (6h) esercitazioni (50%) Strumenti di misura a larga banda e banda stretta. Misure in camera anecoica. Cenni di compatibilità elettromagnetica. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Metodologie di base per la soluzione di problemi di propagazione in strutture guidanti; caratterizzazione di strutture radianti elementari; misure dei Campi Elettromagnetici. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Capacità di: Affrontare un problema di propagazione in strutture guidanti; determinare i parametri in trasmissione e ricezione di sorgenti elementari. Testi e materiale didattico di supporto C.Gennarelli: Dispense di Campi Elettromagnetici. F.T.Ulaby: Fundamentals of Applied Electromagnetics, Prentice Hall. G.Gerosa, P.Lampariello: Lezioni di Campi Elettromagnetici, Ed. Ingegneria 2000. G.Franceschetti: Campi Elettromagnetici, Boringhieri. 43 CHIMICA Docente: Prof. Guadagno Liberata Semestre: I Cds: Ingegneria Elettronica Anno: I Integrato: Propedeuticità: nessuna SSD: CHIM/07 Crediti: 6 Tipologia: Base Codice: 0610400134 Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Studio, comprensione e razionalizzazione dei fenomeni chimici, ovvero strutturazione della materia e sue trasformazioni fisiche e chimiche. Tra i risultati previsti per l’apprendimento rientra lo sviluppo di una visione atomistica delle sostanze e le competenze per connettere le osservazioni macroscopiche con la visione atomistica delle reazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei concetti fondamentali della chimica sulla base degli obiettivi concettuali pianificati dal docente. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Agli studenti è richiesto di sapere individuare le possibili applicazioni dei concetti fondamentali acquisiti. Autonomia di giudizio (making judgements) Rilevanti applicazioni ingegneristiche, risoluzione dei problemi e comprensione concettuale sono tre temi integrati, anche se distinti, che si intrecceranno durante lo svolgimento del corso e saranno evidenziati in diversi modi che, nel complesso, funzioneranno come guida per sollecitare gli studenti a sviluppare i propri obiettivi di valutazione analitica e critica. Abilità comunicative (communication skills) Agli studenti è richiesto di sapere esporre oralmente un argomento con la capacità di correlare gli aspetti fenomenologici della chimica con i processi che avvengono a livello atomico e molecolare. Capacità di apprendere (learning skills) Agli studenti è richiesto di sapere applicare le conoscenze acquisite durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati in contesti di interesse attuale. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti la risoluzione di problemi chimici che rappresentano l’espressione in forma concreta e quantitativa dei concetti che vengono di volta in volta erogati nelle lezioni teoriche. Il metodo di risoluzione dei problemi è scelto in modo da porre in risalto il ragionamento ed è basato su un procedimento a tappe; allo step iniziale di comprensione del problema segue la fase di pianificazione e risoluzione. La fase di pianificazione serve a riflettere su come risolvere il problema prima di manipolare i valori numerici. L’ultima fase, quella di verifica, promuove l’abitudine a valutare la ragionevolezza della risposta e a verificare la coerenza con i principi fondamentali della chimica. 44 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Atomi e cariche elettriche. Peso atomico e molecolare. Concetto di mole. Elettrone. Energia di ionizzazione e affinità elettronica. Massa degli atomi e delle molecole. Modello attuale dell’atomo di idrogeno. Significato della funzione d’onda. Aufbau degli atomi e loro configurazione elettronica. Tavola periodica. Formule chimiche. Legame ionico. Legame covalente. Delocalizzazione degli elettroni e risonanza. Ibridizzazione e geometria molecolare. Legame metallico. Interazioni deboli e stati condensati. Caratteristiche di valenza degli elementi in relazione alla loro posizione nel sistema periodico. Numero di ossidazione. Reazioni chimiche ed equazioni di reazione. Reazioni di ossido-riduzione. Pressione. Legge di Boyle. Legge di Charles e Gay-Lussac. Scala assoluta della temperatura. Equazione di stato dei gas perfetti. Pressioni parziali e legge di Dal ton. Gas reali. Proprietà dei solidi. Reticoli e celle elementari. Descrizione di alcuni reticoli cristallini.. Tipi di solidi. Solidi covalenti, molecolari, ionici e metallici. Liquidi. Equilibrio solido-liquido, solido-gas e liquido-gas. Diagrammi di stato. Diagramma di stato dell’acqua e del biossido di carbonio. Generalità. Legge di azione di massa. Effetto della temperatura sull’equilibrio chimico. Equilibri omogenei ed eterogenei. Dissociazione elettrolitica dell’acqua. Acidi e basi. Prodotto di solubilità. Potenziale all’elettrodo e celle galvaniche. Ore Lez. Ore Eserc. Struttura atomica della materia 10 2 Legame chimico 10 2 Stechiometria 2 4 Gas, solidi e liquidi 8 2 Equilibrio di fase Equilibrio chimico Elettrochimica Totale Ore Testi di riferimento 4 4 2 40 7 3 20 D.W. Oxtoby “Chimica Moderna” EDISES (Napoli) Bandoli-Dolmella-Natile “Chimica di Base” EDISES (Napoli) Schiavello-Palmisano “Fondamenti di Chimica” EDISES (Napoli). 45 CIRCUITI DIGITALI (9 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Nicola LAMBERTI Semestre: Integrato: Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica SSD: ING-INF/01 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento della struttura e del funzionamento dei circuiti logici combinatori e sequenziali elementari più importanti per le applicazioni pratiche. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’elettronica digitale, dei modelli matematici e fisici dei componenti e dei circuiti; capacità di analizzare le prestazioni dei dispositivi commerciali dalla lettura dei data sheet.. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper comprendere il funzionamento di semplici circuiti digitali riuscendo ad individuare il ruolo delle singole parti del circuito. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare fra le varie soluzioni tecnologiche quella più appropriata per realizzare la funzione da implementare ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai circuiti digitali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base della teoria dei circuiti elettrici in regime stazionario e tempo variante. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Le esercitazioni in aula hanno il duplice scopo di far familiarizzare maggiormente gli studenti con gli argomenti trattati durante il corso e di far acquisire loro sensibilità sui valori dei parametri di progetto dei vari circuiti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 46 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Porte logiche in tecnologia MOS Circuiti logici sequenziali Memorie a semiconduttore Totale Ore Testi di riferimento D.A. Hodges and H.G. Jacson: “Analisi e progetto di circuiti integrati digitali”, Boringhieri. A. S. Sedra, K.C. Smith: “Circuiti per la microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000. B. Riccò, F. Fantini, P. Brambilla: “Introduzione ai circuiti integrati digitali”, Zanichelli Teletta Contenuti specifici Caratteristiche generali delle famiglie logiche i Le famiglie logiche MOS e CMOS I flip-flop SR, JK e D. Circuiti sensibili ai fronti. Flipflop master-slave. Realizzazioni EDMOS e CMOS. Memorie ROM, RAM statiche e dinamiche Ore Lez. 10 25 20 20 75 Ore Eserc. 5 5 5 15 Ore Lab. 47 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA PER LE FONTI RINNOVABILI (5 CFU) Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 5 Proff. Giovanni Spagnuolo, Giovanni Petrone Laurea I Livello, Curriculum Professionalizzante Energia e Ambiente, III Anno, II semestre Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica Finalità del corso Nel corso vengono trattate le problematiche di base relative alla caratterizzazione ed alla progettazione dei circuiti elettronici di potenza impiegati nei sistemi distribuiti di microproduzione dell’energia basati su fonti rinnovabili. Applicazioni specifiche riguardano la scelta e il dimensionamento dello stadio di potenza e del sistema di controllo di circuiti per la regolazione lato sorgente nei sistemi fotovoltaici e nei sistemi a celle a combustibile. Sono previste esercitazioni al calcolatore ed esercitazioni di laboratorio. Programma Caratteristiche e Dimensionamento di Convertitori Switching (15h) esercitazioni 30% Circuiti elettronici di potenza per la regolazione della tensione: classificazione, modi di funzionamento, applicazioni. Modelli e metodi per l’analisi dei convertitori. Funzionamento a regime e alle variazioni. Funzioni ingresso-uscita. Rendimento. Dimensionamento dei parametri circuitali. Scelta dei componenti allo stato solido. Progetto di induttori. Tipologie di condensatori e criteri di scelta. Analisi, sintesi, valutazione comparativa e criteri di scelta di convertitori. Simulazione PSIM-MATLAB-SIMULINK. Tecniche di Controllo (10h)esercitazioni 30% Fondamenti della regolazione di tensione e corrente. Regolazione statica. Effetti dei parametri parassiti e delle variazioni di carico e di sorgente. Compensazione dinamica. Controllo feedback e feedforward. Regolatori di tensione e corrente. Criteri per il dimensionamento dei controllore, analisi delle prestazioni. Analisi dei disturbi. Simulazione PSIM-MATLAB-SIMULINK. Pre-regolatori per le Sorgenti di Energia da Fonti Rinnovabili (15h) esercitazioni 50% Sorgenti ad energia solare: soleggiamento, conversione fotovoltaica, rendimento, parametri di influenza, funzionamento a massima potenza, specifiche elettriche, architetture serie-parallelo di campi fotovoltaici, dimensionamento e ottimizzazione del campo fotovoltaico, tecniche e circuiti di pre-regolazione per il Maximum Power Point Tracking, convertitori per applicazioni stand-alone e grid-connected. Sorgenti ad idrogeno: tipologie di celle a combustibile, tensione di stack, rendimento, parametri di influenza, specifiche elettriche, criteri di regolazione e pre-regolatori per le celle a idrogeno. Sistemi Ibridi. Applicazioni (10h) esercitazioni 50% Scelta e dimensionamento di convertitori statici per applicazioni fotovoltaiche e per sistemi basati su celle a combustibile. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Progetto di Circuiti elettronici di potenza; Selezionare convertitori e dimensionarne i Sorgenti di Energia da Fonti Rinnovabili; componenti di potenza e del circuito di controllo in Pre-regolatori per le Energie Rinnovabili base alle specifiche dell’applicazione Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede lo svolgimento di una prova pratica di progetto e la discussione della stessa nel corso di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto R.W.Erickson, D.Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Publ. Dispense fornite dal docente 48 CIRCUITI PER LE FONTI RINNOVABILI (6 CFU) Propedeuticità: Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica SSD: ING-IND/31 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Giovanni Spagnuolo Semestre: II Integrato: Crediti: 6 Tipologia: Professionalizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Nel corso vengono trattate le problematiche di base relative alla caratterizzazione ed alla progettazione dei circuiti elettronici di potenza impiegati nei sistemi distribuiti di microproduzione dell’energia basati su fonti rinnovabili. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Le conoscenze specifiche riguardano le metodologie per la scelta e il dimensionamento dello stadio di potenza e del sistema di controllo di circuiti per la regolazione lato sorgente. Comprendenti anche analisi numeriche ottenute mediante simulatori circuitali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper selezionare la topologia circuitale i parametri di controllo e la componentistica più appropriata per la realizzazione di un convertitore switching per l’interfacciamento delle sorgenti rinnovabili alle diverse tipologie di carico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e dimensionare un convertitore, ed il relativo circuito di controllo, per apparecchiature alimentate da fonti rinnovabili. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alla progettazione di circuiti elettronici Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base della matematica, fisica, elettrotecnica, elettronica e fondamenti di automatica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un’attività progettuale o simulativa in cui vengono richiamati gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di convertitori partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti possono verificare sperimentalmente mediante prototipi circuitali i principi di funzionamento dei convertitori studiati durante il corso. Metodi di valutazione L’esame prevede lo svolgimento di una prova pratica di progetto e la discussione della stessa nel corso di un colloquio orale. 49 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Metodi e modelli circuitali per l’analisi statica Contenuti specifici Principio di funzionamento dei convertitori switching. Convertitori non isolati: buck, boost, buck-boost. Equazioni caratteristiche a regime. Modelli con parametri parassiti. Funzioni ingresso-uscita. Rendimento. Stress. Modo di funzionamento Continuo e Discontinuo. Modello medio Ac. Funzioni di trasferimento ingresso-uscita, controllo-uscita Uso di MATLAB per il calcolo delle funzioni di trasferimento. Controllo in retroazione: Controllo Voltage mode Sorgenti ad energia solare. Conversione fotovoltaica. Convertitori per applicazioni stand-alone e gridconnected. Sorgenti ad idrogeno: celle a combustibile Problematiche di mismatching. Sistemi Ibridi Problematiche di interfacciamento Sorgente Rinnovabile Carico. Circuiti per il Maximum Power Point Tracking. Uso di PSIM per la simulazione circuitale. Progetto delle reti correttrici per il controllo di un convertitore switching. Esempio di progetto di un convertitore per caricabatteria fotovoltaico Ore Lez. 4 Ore Eserc. Ore Lab. 6 Analisi dinamica 10 4 Circuiti Pre-regolatori per le Sorgenti di Energia da Fonti Rinnovabili 10 2 Tecniche di controllo 8 4 Esempi di progetto Totale Ore 4 42 4 14 4 4 Testi di riferimento R.W.Erickson, D.Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Publ. Dispense fornite dal docente 50 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA (5 CFU ) Numero di Crediti: Docente: Collocazione: 5 Proff. Giovanni Spagnuolo, Giovanni Petrone Laurea I Livello – Curriculum Professionalizzante Industria, III Anno, II semestre Propedeuticità: Elettronica Analogica, Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica Finalità del corso Il corso tratta le tecniche di progettazione di convertitori switching per applicazioni di piccola potenza. Vengono studiate le principali tipologie di convertitori dc-dc di interesse applicativo, i criteri di dimensionamento dei componenti e i principali circuiti integrati di controllo. Sono previste esercitazioni al calcolatore ed esercitazioni di laboratorio mirate alla realizzazione di prototipi di convertitori. Programma Convertitori e regolatori switching (4h) Specifiche di regolazione della tensione nelle applicazioni industriali, informatiche, di elettronica di consumo, delle telecomunicazioni. Circuiti elettronici di potenza per la regolazione della tensione: classificazione, modi di funzionamento, applicazioni. Scelta e dimensionamento dei convertitori (20h) esercitazioni 35% Modelli e metodi per l’analisi dei convertitori. Equazioni caratteristiche a regime e alle variazioni. Funzioni ingresso-uscita. Rendimento. Stress. Analisi e criteri di scelta dei circuiti elettronici di potenza. Dimensionamento dei parametri circuitali e scelta dei componenti. MOSFET di potenza. Diodi Shottky. Progetto dei componenti induttivi e capacitivi. Materiali e nuclei magnetici. Condensatori elettrolitici, al tantalio e a semiconduttore organico: Criteri di scelta e valutazione. Analisi comparativa. Analisi e sintesi di convertitori mediante PSIM-MATLAB-SIMULINK. Scelta e dimensionamento dei controllori (20h) esercitazioni 35% Fondamenti della regolazione di tensione e corrente. Tecnica PWM. Regolazione statica. Compensazione delle variazioni di carico e di sorgente. Equazioni per il calcolo del duty-cycle. Compensazione dinamica. Controllo feedback e feedforward. Controlli in tensione e in corrente: principio di funzionamento, criteri per il dimensionamento dei controllore, prestazioni. Drivers per MOSFET. Circuiti integrati di controllo. Criteri di scelta. Analisi comparativa. Analisi dei disturbi. Moduli integrati per la regolazione della tensione. Criteri per il parallelo di moduli di regolazione. Stabilità. Analisi e sintesi di regolatori mediante PSIM-MATLAB-SIMULINK. Applicazioni (6h) esercitazioni 35% Esempi di progetto di regolatori switching per il power management di: batterie, motori ed azionamenti elettrici, pannelli fotovoltaici, lampade ad alta efficienza, pompe di carica, apparati di telefonia, componenti per l’informatica. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Circuiti elettronici di potenza per la Selezionare convertitori e regolazione di tensione e corrente; componenti dimensionarne i componenti di potenza integrati per il pilotaggio e il controllo e del circuito di controllo in base alle specifiche dell’applicazione Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede lo svolgimento di una prova pratica di progetto e la discussione della stessa nel corso di un colloquio orale. 51 Testi e materiale didattico di supporto R.W.Erickson, D.Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Publ. K.C.Wu, Pulse-Width Modulated DC-DC converters, Chapman and Hall M.Brown, Practical Switching Power Supply Design, Academic Press Dispense fornite dal docente 52 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA (9 CFU) Cds: L.S. Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: Prof. Nicola FEMIA Semestre: I Integrato: Propedeuticità: SSD: ING-IND/31 Crediti: 9 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso tratta le topologie, le tecniche di controllo ed i metodi di progetto dei regolatori switching di tensione e di corrente dc-dc, isolati e non isolati, impiegati come sistemi di alimentazione nei settori dell’informatica, delle telecomunicazioni e dell’elettronica industriale. Al termine del corso gli allievi acquisiscono le competenze necessarie per la progettazione di regolatori switching dc-dc low-power. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle caratteristiche statiche e dinamiche e delle prestazioni dei regolatori switching dc-dc in relazione alla topologia ed alla tecnica di controllo utilizzate; definizione, interpretazione ed utilizzo di figure di merito per l’analisi delle prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di individuare ed interpretare la correlazione fra le specifiche di un regolatore switching, dettate dalla specifica applicazione di power management cui esso è destinato, e la tipologia di soluzione progettuale più idonea per il conseguimento delle prestazioni attese; capacità di utilizzo di strumenti software di rappresentazione e calcolo simbolico, sviluppo ed ottimizzazione di programmi di calcolo per il progetto automatico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un regolatore switching, ed ottimizzare sia il processo di progettazione che il processo realizzativo in base al contesto applicativo. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed interagire con specialisti del settore power management con argomentazioni tecniche di complessità medio-alta su problematiche di analisi e progetto di circuiti di power management. Capacità di apprendere (learning skills) Saper estendere ed applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso; approfondire gli argomenti trattati usando fonti e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica, fisica, teoria dei circuiti, controlli automatici, elettronica analogica, elettronica di potenza, con particolare riferimento ai dispositivi a semiconduttore. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione delle capacità di progettazione e realizzazione di regolatore switching partendo dalle specifiche. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio gli studenti realizzano un prototipo circuitale e ne eseguono una caratterizzazione statica e dinamica. 53 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Topologie Tecniche di controllo Strumenti per la progettazione Applicazioni Totale Ore Testi di riferimento - R.W.Erickson, D.Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Publ. - S.Maniktala, Switching Power Supplies from A to Z, Elsevier - Dispense fornite dal docente. Contenuti specifici Esigenze e problemi di alimentazione nell’elettronica Convertitori dc-dc isolati e non isolati; modelli, caratterizzazione e tecniche di progetto dello stadio di potenza di un regolatore dc-dc Controllori in tensione e in corrente per regolatori dc-dc; tecniche di progetto ed ottimizzazione del controllore; controllori digitali Strumenti e tecniche di analisi simbolica e numerica; metodi e programmi di calcolo per il progetto ottimo d regolatori switching Point of load regulators, LED drivers, telecom SMPS, automotive SMPS, power factor preregulators, battery power management Ore Lez. 3 15 5 Ore Eserc. Ore Lab. 15 5 5 5 12 50 10 25 15 15 54 CIRCUITI ELETTRONICI DI POTENZA II (5 CFU) Cds: L.S. Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Nicola FEMIA Prof.Giovanni PETRONE Semestre: II Propedeuticità: Circuiti Elettronici di Potenza I SSD: ING-IND/31 Integrato: Crediti: 5 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha lo scopo di approfondire metodologie di progetto e soluzioni progettuali impiegate per la realizzazione dei sistemi di alimentazione nei settori ICT e dell’elettronica industriale. Gli allievi acquisiscono le competenze necessarie per la progettazione di LED drivers, preregolatori del fattore di potenza, convertitori MPPT per sorgenti fotovoltaiche, architetture di potenza dc-dc distribuite e multifase per apparati informatici e di telecomunicazione. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle caratteristiche funzionali dei regolatori switching dc-dc e delle prestazioni conseguibili in relazione alla loro destinazione d’uso, alla topologia ed alla tecnica di controllo utilizzate ed alle scelte progettuali adottate; comprensione della dinamica di regolatori interconnessi; definizione ed utilizzo di figure di merito per l’analisi delle prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di individuare soluzioni progettuali ottimali per sistemi di alimentazione complessi per i settori dell’informazione ed industriale; capacità di utilizzo di strumenti software di rappresentazione e calcolo simbolico, sviluppo di programmi di calcolo per il progetto automatico e per l’ottimizzazione di pre e post regolatori. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare regolatori switching singolo stadio, multi stadio e interconnessi, ed ottimizzare sia il processo di progettazione che il processo realizzativo in base al contesto applicativo. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed interagire con specialisti del settore power management con argomentazioni tecniche di complessità medio-alta su problematiche di analisi e progetto di circuiti di power management. Capacità di apprendere (learning skills) Saper estendere ed applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso; approfondire gli argomenti trattati usando fonti e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica, fisica, teoria dei circuiti, controlli automatici, elettronica analogica, elettronica di potenza, con particolare riferimento ai dispositivi di potenza a semiconduttore. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione delle capacità di progettazione e realizzazione di regolatore switching partendo dalle specifiche. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio gli studenti realizzano un prototipo circuitale e ne eseguono una caratterizzazione statica e dinamica. 55 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante lo sviluppo di un elaborato progettuale e la discussione dello stesso attraverso un colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Topologie Tecniche di controllo Strumenti per la progettazione Applicazioni Totale Ore Testi di riferimento - R.W.Erickson, D.Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Publ. - S.Maniktala, Switching Power Supplies from A to Z, Elsevier - F.Shearer, Power management in mobile devices, Newness - Dispense fornite dal docente. Contenuti specifici Pre-regolatori e post regolatori Convertitori dc-dc isolati; convertitori multi stadio e multi fase; architetture distribuite Controlli constant voltage e constant current; controlli in corrente e controlli non convenzionali; active clamping Strumenti e tecniche di analisi simbolica e numerica; metodi e programmi di calcolo per il progetto ottimo di SMPS LED drivers, telecom distributed SMPS, automotive SMPS, power factor preregulators, battery power management Ore Lez. 2 6 6 4 4 4 2 Ore Eserc. Ore Lab. 12 30 6 16 4 4 56 CODIFICA E COMPRESSIONE DELL'INFORMAZIONE Cds: Ingegneria Elettronica (LS) Anno: II Docente: Prof. Maurizio Longo Semestre: II Integrato: No Codice: Propedeuticità: Trasmissioni numeriche SSD: ING-INF/03 Crediti: 5 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obbiettivo del corso è di fornire gli elementi teorici e metodologici per comprendere la genesi e le applicazioni delle tecniche di codifica e di compressione dell'informazione. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Limiti teorici della compressione della informazione. Basi metodologiche delle tecniche di codifica e compressione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Comprendere come i sistemi informativi e di telecomunicazione attingono a tali risultati per fare un uso efficiente delle risorse trasmissive e di memoria. Autonomia di giudizio (making judgements) Sviluppare algoritmi per compressione dell'informazione. Valutare comparativamente le prestazioni dei metodi di codifica. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo; argomentare oralmente su questioni tecniche e metodologiche; sviluppare correttamente la soluzione scritta di un problema. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto il possesso di strumenti metodologici di base nel campo matematico e probabilistico. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche di analisi delle principali metodologie matematicoprobabilistiche, lezioni applicative sui relativi sviluppi tecnologici, discussioni sulle soluzioni proposte. Sono previste prove scritte sotto forma d set di problemi da risolvere a casa e da sottoporre a valutazione. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale, tenendo conto delle suddette prove scritte. 57 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Entropia, divergenza e mutua informazione. Convessità e disuguaglianza di Jensen. Non-negatività della divergenza e conseguenti disuguaglianze. Sorgenti senza memoria, sorgenti con memoria stazionarie. Tasso entropico. Modelli markoviani) Classificazione di codici a lunghezza variabile: invertibilità, univoca decifrabilità, condizione del prefisso. Disuguaglianza di Kraft.Limite inferiore per la lunghezza media; efficienza del codice. Teorema di Shannon sulla codifica di sorgenti senza memoria e di sorgenti con memoria stazionarie. Codifica di Huffmann. Codifica universale: codifica di Huffman adattativa; codifica di Lempel--Ziv. Entropia differenziale. Casi delle v.a. uniforme e gaussiana. Relazione fra entropia differenziale e entropia della variabile quantizzata. Entropia condizionale e congiunta. Divergenza e mutua informazione per v.a. continue. Funzione R(D) (cadenza vs. distorsione). Calcolo di R(D): caso della sorgente della sorgente Gaussiana. Quantizzatore scalare: strutture descrittive. Distorsione, rumore granulare e di sovraccarico, rapporto segnale--rumore. Quantizzazione uniforme. Quantizzazione non uniforme (cenni). Quantizzazione ottima: regola ``nearest neighbor'' e regola del centro di massa. Algoritmo di Lloyd. Predizione ottima non lineare e lineare; principio di ortogonalità. Predizione lineare con memoria finita: equazioni di Yule-Walker. Algoritmo di Levinson--Durbin. Metodi di autocorrelazione empirica e di autocovarianza empirica. Predizione lineare con memoria infinita: equazioni di Wiener-Hopf. Quantizzazione differenziale. Quantizzazione predittiva ad anello (DPCM). Tecniche predittive--adattative (ADPCM). Modulazione delta. Codifica per trasformate Il problema della allocazione dei bit . Decorrelazione mediante trasformata. Trasformata di Karhunen-Loeve. Altre trasformate (Wavelet). Codifica per sottobande. Codifica parametrica della voce Modello del tratto vocale. Tassonomia dei codificatori vocali. Codificatori standard per telefonia fissa e mobile. Codifica Audio Codifica di immagini fisse e mobili. JPEG ed MPEG. Codifica per facsimile. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Misura dell'informazione e codifica entropica 20 Tecniche di codifica con controllo di distorsione 18 Applicazioni multimediali 12 Totale Ore 50 0 0 Testi di riferimento T.Cover, J. Thomas: Elements of InformationTheory, J. Wiley, 1991. A Gersho, R. Gray: Vector Quantization and Signal Compression, Kluwer, 1991 J. Gibson, T. Berger, T. Lookabaugh, D. Lindberg, R. Baker, Digital Compression for Multimedia, Morgan-Kaufman, 1998 58 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: COMPATIBILITÁ ELETTROMAGNETICA 5 Prof. Francesco D’Agostino Laurea Specialistica, II Anno - I semestre Antenne I Finalità del corso Il corso analizza gli aspetti fondamentali della compatibilità elettromagnetica. In particolare, vengono forniti agli allievi strumenti atti alla determinazione di soluzioni robuste, dal punto di vista della compatibilità, nel progetto di sistemi elettronici ad alta frequenza di largo impiego nell’ambito delle telecomunicazioni. Particolare attenzione viene inoltre rivolta alle attrezzature e ai metodi per la verifica, o sperimentale o mediante simulazione numerica, del rispetto di normative predisposte da organismi nazionali e internazionali. Programma Introduzione alla EMC (4 ore) L’ambiente elettromagnetico. Concetti di interferenza elettromagnetica (EMI) e di compatibilità elettromagnetica (EMC). Condizioni di compatibilità e di interferenza, immunità e suscettibilità. Sorgenti di interferenza (9 ore) esercitazioni (30%) Disturbi condotti e disturbi radiati. Disturbi a banda larga e a banda stretta. Disturbi coerenti e incoerenti. Banda equivalente impulsiva. Caratterizzazione delle principali sorgenti di interferenza condotta e radiata. Disturbi impulsivi: scarica elettrostatica, fulmine, impulso nucleare. Schermi elettromagnetici (9 ore) esercitazioni (30%) Schermi metallici continui. Efficacia schermante. Schermi sottili. Aperture in schermi metallici. Schermi discontinui: reti, superfici metalliche forate, fessure, guarnizioni. Schermi ferromagnetici. Normative e metodologie di misura (7 ore) esercitazioni (25%) Principali normative civili e militari. Standard di misura. Misure di disturbi condotti. Sonde di misura per i campi elettromagnetici e antenne standard. Celle TEM. Cabine schermate. Camere semianecoiche ed anecoiche. Camere riverberanti. Siti di prova all’aperto. Norme per la sicurezza umana in presenza di campi elettromagnetici. Diafonia (9 ore) esercitazioni (20%) Linee di trasmissione multiconduttore. Modelli circuitali per l’accoppiamento induttivo e capacitivo. Eliminazione del cross-talk mediante cavi schermati e mediante cavi intrecciati. Aspetti sistemistici (4 ore) Configurazioni circuitali robuste. Disposizione dei componenti circuitali. Messa a terra di sistemi. Metodi di simulazione (8 ore) esercitazioni (25%) Principali metodi per la simulazione elettromagnetica di ambienti complessi in bassa ed alta frequenza. Metodi ibridi. Simulazione nel dominio della frequenza e nel dominio del tempo. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Caratterizzazione delle principali sorgenti Determinare soluzioni robuste, dal punto di vista della di interferenza; compatibilità, nella progettazione di sistemi elettronici ad alta Normative e metodologie di misura in frequenza; EMC; Progettare schermature efficaci per il campo Metodi per la simulazione di ambienti elettromagnetico. complessi dal punto di vista elettromagnetico. 59 Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale Testi e materiale didattico di supporto C.R. Paul, Compatibilità Elettromagnetica, HOEPLI, 1999. E.C. Ott, Noise reduction in electronic circuits, Wiley, John Wiley & Sons, 1993. Bochicchio, Giambartolomei, Lezioni di Compatibilità Elettromagnetica, Ed. Pitagora, 1993. 60 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: COMPLEMENTI DI DISPOSITIVI ELETTRONICI 5 Prof. Salvatore Bellone Laurea - Curriculum Specialistico, III anno, II semestre Elettronica Digitale Finalità del corso Il corso intende portare l’allievo a familiarizzare con le caratteristiche fisiche e costruttive dei dispositivi elettronici, anche complessi, fornendo le competenze necessarie per un loro dimensionamento. Il Corso fa uso massiccio di CAD di tipo fisico, tecnologico e progettuale con l’obiettivo di riuscire a correlare gli aspetti fisici, circuitali ed implementativi dei diversi dispositivi ed accrescere la capacità dello studente nell’interpretare e seguire la continua innovazione tecnologica nel settore. Programma Cenni sui processi tecnologici: Ossidazione termica; Diffusione termica; Impiantazione ionica; Tecniche per la metallizzazione; Tecniche di deposizione e di attacco; Litografia; Tecnologia dei circuiti integrati NMOS, CMOS e Bipolari; Interconnessioni; CAD per la simulazione dei processi. Strutture elementari: Richiami sui materiali semiconduttori; Fenomeni di ricombinazione; Effetti di alto drogaggio; Pseudo livelli; Caratteristiche elettriche e fisiche di giunzioni P-N. MS e MOS; Caratteristiche di breakdown; Fenomeni di tunneling e hot-carriers; Regole di scaling down di dispositivi bipolari e CMOS; Funzionamento sotto soglia; Effetti da canale corto; Tecnologie SOI e SiGe; Modello in alta frequenza di BJT e MOST; CAD per la simulazione fisica. Strutture integrate: Tolleranze dei parametri; Specchi di corrente MOS, BJT e BiCMOS: Widlar, Wilson e cascode; Generatori di riferimento di corrente e di tensione; Specchi di corrente come carico attivo; Carichi attivi complessi negli amplificatori operazionali; Amplificatori operazionali bipolari, CMOS e BiCMOS; Struttura interna degli amplificatori operazionali; Classi di funzionamento; Operazionali a larga banda. Percentuale di esercitazioni: 30% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relativa a: Capacità di -Tecnologia e modelli fisici dei dispositivi - Disegnare dispositivi per specifiche - CAD tecnologico-circuitale; applicazioni - Impiego di CAD dedicato all’elettronica Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. Libro di testo Yuan Taur, Tak H. Ning: " Fundamentals of modern VLSI devices"; Cambridge, University Press Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock “ Microelettronica, vol. 1 e vol. 2, McGraw-Hill, 2005 S. Wolf “ Silicon processing for the VLSI Era” Vol. 3, Lattice Press 61 COMPLEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO Cds: Specialistica Ingegneria Elettronica Anno: II Docenti: Prof. Flaminio FERRARA Prof. Claudio GENNARELLI Semestre: Integrato: Propedeuticità: Antenne SSD: ING-INF/02 Crediti:10 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso di Complementi di Elettromagnetismo rappresenta il naturale completamento degli argomenti trattati negli altri corsi di Elettromagnetismo ed, in particolare, in quello di Antenne. Inoltre, vengono presentate alcune tecniche numeriche ed analitiche di frequente utilizzo in ambito elettromagnetico. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze delle caratteristiche fondamentali delle tecniche studiate durante il corso e dei loro limiti di applicabilità. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper risolvere un assegnato un problema elettromagnetico (ad esempio la progettazione di un’antenna, di un dispositivo a microonde o di una copertura radiomobile) sfruttando le conoscenze acquisite durante il corso ed ottimizzarne i parametri di progetto utilizzando, ove possibile, i pacchetti software commerciali appropriati. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie più appropriate per la risoluzione di un problema in ambito elettromagnetico. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed illustrare in modo chiaro ed efficace un argomento legato a problematiche “avanzate” di elettromagnetismo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a problemi diversi da quelli affrontati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando testi differenti da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati, è indispensabile una buona conoscenza degli argomenti affrontati nei precedenti corsi di elettromagnetismo e, in particolare, della teoria delle antenne. Metodi didattici L’insegnamento contempla soprattutto lezioni teoriche, ma sono previste anche alcune esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Nelle esercitazioni in aula, viene mostrato l’utilizzo di pacchetti software, diffusamente utilizzati sia nella ricerca scientifica che nella progettazione industriale, per la risoluzione numerica di problemi in ambito elettromagnetico. Vengono, inoltre, illustrati alcuni programmi software che utilizzano le rappresentazioni non ridondanti del campo EM. Nelle esercitazioni in laboratorio, viene effettuata la caratterizzazione di un’antenna da misure non ridondanti acquisite in camera anecoica con un sistema di scansione cilindrica. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 62 Contenuto del corso Argomenti Tecniche numeriche in elettromagnetismo Valutazione asintotica di integrali Contenuti specifici Metodo dei momenti (MoM). Metodo agli elementi finiti (FEM). Metodo alle differenze finite nel dominio del tempo (FDTD). Metodo della fase stazionaria. Valutazione asintotica uniforme di un integrale con una o più singolalarità polari vicine al punto di sella. Campo ridotto e banda (spaziale) locale. Scelta ottimale del fattore di fase e della parametrizzazione. Modellazioni sferoidali della sorgente radiante. Rappresentazioni di campionamento del campo EM e loro applicazione all’interpolazione del campo irradiato in zona lontana da un’antenna. Espansione in onde cilindriche del campo EM irradiato da una antenna. Trasformazione NF-FF con scansione cilindrica senza e con “Probe compensation”. Applicazione delle rappresentazioni non ridondanti alla trasformazione NF-FF con scansione cilindrica. Propagazione nello spazio libero e in presenza di superfici riflettenti lisce e rugose. Perdite di propagazione (Path Loss). Principio di Huygens. Diffrazione da bordo e perdite di diffrazione. Diffrazione da spigoli multipli. Modelli di predizione del Path Loss. Classificazione delle aree urbane. Modelli empirici e semi-empirici per la predizione delle perdite in aree urbane (outdoor e indoor). Grandezze di riferimento. La normativa a livello internazionale e italiano. Soluzioni di mitigazione dell’impatto ambientale. Elementi di progettazione della copertura del territorio tenendo conto delle esigenze di minimo impatto ambientale. Ore Lez. 16 Ore Es. 8 Ore Lab. 8 Rappresentazioni non ridondanti dei campi elettromagnetici (EM) 12 2 Tecniche di trasformazione campo vicino – campo lontano (NF-FF) Fondamenti della propagazione Propagazione su terreno irregolare Propagazione in aree urbane Normative di protezione per le esposizioni a campi EM Totale Ore 12 6 4 4 6 8 10 4 70 26 4 Testi di riferimento F. Ferrara, C. Gennarelli, Dispense del corso di Complementi di Elettromagnetismo. M.N.O. Sadiku, Numerical Techniques in Electromagnetics, CRC Press, Boca Raton, USA, 1992. L. B. Felsen, N. Marcuvitz, Radiation and scattering of waves, IEEE Press, New York, USA, 1994. C. Gennarelli, G. Riccio, F. D’Agostino, F. Ferrara, Near-field – far-field transformation techniques, Edizioni CUES, vol. 1, Salerno, 2004. D. Parsons, The mobile radio propagation channel, Pentech Press, London, UK, 1992. N. Blaunstein, Radio propagation in cellular networks, Artech House, Boston, USA, 2000. 63 Numero di Crediti: Docenti: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso COMPLEMENTI DI ELETTROTECNICA 3 Proff. Vincenzo Tucci – Giovanni Spagnuolo Laurea, III Anno - II semestre Elettrotecnica II Il modulo completa la formazione degli strumenti per l’analisi di componenti elettrici e magnetici e dei circuiti elettrici ed elettronici. Sono discusse le caratteristiche principali dei modelli statici e quasi statici dell’elettromagnetismo e discussi i limiti di validità del modello circuitale. Sono presentate, inoltre, le tecniche analitiche e numeriche per l’analisi automatica di circuiti elettrici e magnetici, statici e dinamici, lineari e non, e per l’analisi di sensitività e tolleranza. Programma del Corso Componenti e modelli dell’elettromagnetismo stazionaro e quasi stazionario (15h) esercitazioni: 30% I modelli statici e quasi statici dell’elettromagnetismo. Relazioni costitutive dei materiali. Il modello circuitale e le ipotesi di validità. Equazioni di Laplace e Poisson e le tecniche analitiche e numeriche di soluzione. condizioni al contorno e unicità della soluzione. Modellazione di componenti elettrici e magnetici. Energia immagazzinata in un campo elettrico e magnetico. Forze e coppie elettromagnetiche ed elettrodinamiche. Componenti e modelli per l’analisi di circuiti lineari e non lineari (15h) esercitazioni: 30% Formulazioni del modello matematico per circuiti statici e dinamici. Formulazione delle equazioni di stato per circuiti elettrici e magnetici lineari e non lineari. Tecniche per la soluzione numerica. Metodi analitici e numerici per l’analisi di sensitività e tolleranza di circuiti elettrici e magnetici, lineari e non lineari.Analisi di sensitività e tolleranza: equazione aggiunta, metodo del gradiente, analisi di intervallo e analisi affine. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Modelli statici e quasi statici Risolvere con tecniche analitiche e/o numeriche dell’elettromagnetismo. equazioni di Laplace e Poisson. Equazioni di Laplace e Poisson. Analizzare e sintetizzare circuiti elettrici e Formulazioni generali per l’analisi di circuiti magnetici contenenti componenti non lineari. statici e dinamici. Effettuare l’analisi di sensitività di un circuito. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Materiale didattico - F. Trevisan, F. Villone: “Modelli numerici per campi e circuiti”, SG Editoriali, Padova. - L. O. Chua, C. A. Desoer, E. S. Kuh: Circuiti lineari e non lineari, Gruppo Ed. Jackson, Milano. - Diapositive delle lezioni ed esercizi disponibili su sito WEB: http://www.adele.unisa.it 64 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso COMPONENTI E CIRCUITI OTTICI 5 Ing. Francesco Chiadini Laurea Specialistica, Curriculum Telecomunicazioni ed Elettromagnetismo Applicato, II anno - II semestre Ottica ed Interazioni Il corso fornisce gli elementi teorici necessari per l’analisi della propagazione in strutture guidanti dielettriche a geometria planare (guide planari) e cilindrica (fibre ottiche). Vengono inoltre analizzati i principali componenti ottici attivi e passivi con particolare riguardo a quelli impiegati nei sistemi di trasmissione in fibra ottica. E’ prevista attività di laboratorio sperimentale. Programma Componenti del campo in strutture cilindriche (4h) esercitazioni (0%) Guide dielettriche invarianti longitudinalmente, espansione modale del campo, modi guidati e modi radiativi, componenti trasverse dei campi in coordinate cartesiane ed in coordinate cilindriche, equazioni risolventi per le componenti longitudinali dei campi, convenzioni tra le componenti dei campi. Guide d’onda dielettriche (15 h) esercitazioni (10%) Guida planare omogenea simmetrica: modi guidati TE pari e TE dispari, equazioni caratteristiche e soluzione grafica, parametri normalizzati, frequenze di taglio dei modi guidati, curve di dispersione, modi radiativi, modi evanescenti, caso β>kon1. Guida planare omogenea asimmetrica: modi guidati TE e TM, equazioni caratteristiche e soluzione grafica. Guida a canale omogenea: modi quasi-TE e modi quasi-TM, determinazione delle costanti di propagazione con il metodo dell’indice di rifrazione efficace. Eccitazione di guide ottiche: effetto tunnel elettromagnetico, accoppiatore a prisma, misura degli angoli di sincronismo. Fibre ottiche (15 h) esercitazioni (10%) Fibre ottiche step-index: componenti del campo in coordinate cilindriche, calcolo delle componenti longitudinali, equazione caratteristica dei modi guidati, modi TE, TM e modi ibridi, fibra debolmente guidante, equazione caratteristica approssimata, modi LP, calcolo delle frequenze di taglio, modo fondamentale, curve di dispersione, aspetto dei modi LP. Approssimazione gaussiana del campo: espressione integrale per la costante di propagazione, calcolo della varianza con tecnica variazionale, approssimazione gaussiana per la fibra step-index. Parametri trasmessivi delle fibre ottiche: apertura numerica, attenuazione, perdite intrinseche, estrinseche, perdite per diffusione e per curvatura, misura dell’attenuazione col metodo del taglio, OTDR, dispersione nelle fibre ottiche, dispersione intermodale, calcolo del ritardo modale in una fibra step-index, dispersione intramodale, dispersione da materiale, da guida e da profilo, fibre a dispersione spostata e a dispersione piatta. Cavità risonanti e filtri (10 h) esercitazioni (10%) matrici di scattering di una superficie semiriflettente in assenza di perdite, cavità risonante Fabry-Perot (FP), caratteristiche spettrali della cavità F-P, perdite in una cavità F-P, cavità F-P come filtro, matrice caratteristica di uno strato dielettrico, specchi dielettrici, strutture periodiche infinite, propagazione in strutture periodiche: onde di Bloch, teorema di Floquet, teoria delle piccole riflessioni, filtri polarizzatori, filtri periodici monodimensionali a banda proibita, filtri periodici integrati, Fiber Bragg Grating (FBG), progetto di un FBG, effetto Faraday, isolatori. Attività Sperimentali (6 h) esercitazioni (100%) Misura delle costanti di propagazione (modi TE e modi TM) di una guida ottica planare e ricostruzione del profilo d’indice di rifrazione. Taglio di una fibra ottica e analisi dell’accoppiamento fibra-sorgente. Misure del near-field di una fibra ottica monomodale 65 Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative: all’analisi teorica e numerica di fibre e guide ottiche ai componenti ottici attivi e passivi per sistemi di comunicazione in fibra ottica Capacità di: Effettuare analisi e caratterizzazioni (anche sperimentali) di fibre ottiche Individuare i principali parametri di progetto di un sistema di comunicazione in fibra ottica Analizzare componenti ottici complessi Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede la sola prova orale Materiale didattico di supporto P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini: “Propagazione ottica libera e guidata”, Ed. CLUEB Bologna; W. Snyder & J. D. Love: “Optical Waveguide Theory” Chapman & Hall ; M.Born and E.Wolf, “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge, 1980; Dispense fornite dal docente 66 COMUNICAZIONI ELETTRONICHE Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Maurizio Longo Semestre: Integrato: No Codice: Propedeuticità: Teoria dei segnali SSD: ING-INF/03 Crediti: 6 Tipologia:Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso è orientato a fornire gli strumenti metodologici per il progetto e l’analisi dei sistemi di comunicazione analogici e digitali, con enfasi su questi ultimi. Il corso presenta inoltre le tecniche di base per la trasmissione analogica e numerica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli elementi fondamentali e dei trade-off di progetto per i sistemi di modulazione analogici e digitali, con specifica attenzione alla valutazione delle prestazioni delle differenti soluzioni progettuali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e analizzare semplici sistemi di trasmissione dell’informazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la classe di sistemi maggiormente idonei a specifici scenari applicativi di interesse pratico. Determinare i limiti teorici delle prestazioni di detti sistemi e, di conseguenza, il grado di efficienza delle singole soluzioni progettuali. Abilità comunicative (communication skills) Saper analizzare, comprendere, ed elaborare il linguaggio tecnico per la descrizione dei sistemi di trasmissione, e per la valutazione delle prestazioni dei sistemi di trasmissione.. Capacità di apprendere (learning skills) Comprensione di sistemi fisici di varia natura e tipologia, con ovvia enfasi sui sistemi di trasmissione dell’informazione. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base ed elementi di probabilità. Metodi didattici Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 67 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Elementi di base dei sistemi di comunicazione analogici Introduzione ai sistemi digitali Rappresentazione e trasmissione dell’informazione Equalizzazione, caratterizzazione spettrale e ISI Totale Ore Contenuti specifici Richiami storici. Rilevanza delle telecomunicazioni. Modulazioni analogiche lineari e non lineari. Valutazione delle prestazioni. Valutazione comparativa dei sistemi analogici. Richiami storici. Rilevanza delle comunicazioni digitali. L’impatto della teoria di Shannon Sorgenti di informazione e loro rappresentazione. Canali e loro rappresentazione. Sistemi di modulazione PAM, PPM, PSK, FSK, QAM: complessità, banda, prestazioni in termini di probabilità di errore, e rapporto segnale rumore. Ricezione ottima su canali affetti da ISI. Algoritmo di Viterbi. Caratterizzazione spettrale delle modulazioni lineari. L’interferenza intersimbolica Ore Lez. 2 10 Ore Eserc. 6 Ore Lab. 2 20 12 6 40 2 20 Testi di riferimento J. G. Proakis, M. Salehi, Communication Systems Engineering, seconda edizione, Prentice Hall, 2002. J. G. Proakis, Digital Communications, quarta edizione, McGraw-Hill. 68 COMUNICAZIONI RADIOMOBILI Cds: Specialistica Ingegneria Elettronica Anno: II Docenti: Prof. Flaminio FERRARA Prof. Vincenzo MATTA Semestre: II Propedeuticità: Antenne Telecomunicazioni numeriche SSD: ING-INF/02 ING-INF/03 Integrato: Crediti: 5 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo del corso è fornire allo studente le competenze necessarie per l’analisi e l’integrazione di sistemi di comunicazione radiomobili, incluse le reti wireless. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze delle caratteristiche fondamentali dei modelli studiati durante il corso e dei loro limiti di applicabilità. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare una copertura radiomobile sfruttando le conoscenze acquisite durante il corso ed ottimizzarne i parametri di progetto utilizzando i pacchetti software commerciali appropriati. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie più appropriate per la risoluzione di un problema di copertura radiomobile. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed illustrare in modo chiaro ed efficace un argomento legato a problematiche riguardanti la comunicazione tra punti fissi e non in ambiente urbano (outdoor e indoor) e rurale. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a problemi diversi da quelli affrontati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando testi differenti da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati, è indispensabile una buona conoscenza degli argomenti affrontati nei precedenti corsi di elettromagnetismo e telecomunicazioni. Metodi didattici L’insegnamento contempla soprattutto lezioni teoriche, ma sono previste anche alcune esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula, viene mostrato l’utilizzo di pacchetti software diffusamente utilizzati nella progettazione e valutazione di sistemi di antenna, e vengono presentati esempi relativi a problemi concreti delle comunicazioni mobili. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 69 Contenuto del corso Argomenti Fondamenti della propagazione Propagazione su terreno irregolare Propagazione in aree urbane Normative di protezione per le esposizioni a campi EM Contenuti specifici Propagazione nello spazio libero e in presenza di superfici riflettenti lisce e rugose. Perdite di propagazione (Path Loss). Principio di Huygens. Diffrazione da bordo e perdite di diffrazione. Diffrazione da spigoli multipli. Modelli di predizione del Path Loss. Classificazione delle aree urbane. Modelli empirici e semi-empirici per la predizione delle perdite in aree urbane (outdoor e indoor). Grandezze di riferimento. La normativa a livello internazionale e italiano. Soluzioni di mitigazione dell’impatto ambientale. Elementi di progettazione della copertura del territorio tenendo conto delle esigenze di minimo impatto ambientale. Fading: effetto del multipath e del movimento. Classificazione del fading. Modello di Rayleigh. Probabilità di errore per fading di Rayleigh in AWGN. Tecniche di diversità. Il concetto cellulare. Dimensionamento di una rete cellulare. Procedure di hand-off. Capacità di un sistema cellulare. Interferenza co-canale e interferenza da canale adiacente. Il problema dell’accesso. Teorema 2BT e relazioni con l’accesso multiplo. Capacità dei canali ad accesso multiplo. Panoramica sulle più comuni problematiche di sicurezza nelle reti. Crittografia e steganografia. Canali con intercettazioni. Ore Lez. 4 Ore Es. Ore Lab. 6 8 8 4 Canali affetti da fading 4 1 Il sistema cellulare 4 1 Strategie di accesso multiplo Problematiche di sicurezza nelle telecomunicazioni Totale Ore 4 1 4 38 1 12 0 Testi di riferimento D. Parsons, The mobile radio propagation channel, Pentech Press, London, UK, 1992. N. Blaunstein, Radio propagation in cellular networks, Artech House, Boston, USA, 2000. J. Proakis, Digital Communications, McGraw Hill, 2001. S. Benedetto and E. Biglieri, Principles of Digital Transmission: With Wireless Applications, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1999. T. Rappaport, Wireless Communications, Prentice-Hall, 2002. 70 CONTROLLI AUTOMATICI Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso Introdurre lo studente alla progettazione di controllori per sistemi dinamici. Programma Progetto di controllori nel dominio della frequenza (10h) esercitazioni 40% Specifiche dinamiche. Carte di Nichols. Reti correttrici. Progetto di controllori nel dominio della frequenza. Progetto di controllori nel dominio della s (8h) esercitazioni 40% Luogo delle radici. Sintesi di controllori con il metodo del luogo delle radici. Regolatori standard (4h) esercitazioni 40% Azioni di controllo standard e loro combinazioni. Tecniche di taratura dei regolatori PID. Problematiche di implementazione dei regolatori PID. Sintesi dei sistemi di controllo digitale (8h) esercitazioni 40% Schemi di controllo digitale. Analisi dei sistemi di controllo ibridi. Scelta del periodo di campionamento. Discretizzazione di un regolatore a tempo continuo. Algoritmi di controllo Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Caratteristiche dei sistemi di controllo a tempo continuo e a tempo discreto. Metodi di analisi dei sistemi di controllo in retroazione. Capacità di: Progettare controllori per sistemi a tempo continuo e a tempo discreto e valutarne le prestazioni 3 Prof. Pasquale Chiacchio Laurea I Livello percorso specialistico, III Anno - II semestre Fondamenti di Automatica Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica – volume II, CUES Per approfondimenti: G.F. Franklin, J.D. Powell, A.Emami-Naeini, Controllo a retroazione di sistemi dinamici, Edises, Napoli, 2004. P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, McGraw-Hill, Milano, 2004. 71 ECONOMIA ED ORGANIZZAZIONE AZIENDALE Cds: Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: prof. Francesco ZIRPOLI Semestre: I Integrato: Propedeuticità: nessuna SSD: ING/IND-35 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce conoscenze di economia d’impresa e di organizzazione aziendale. In particolare si analizzeranno i principali parametri di progettazione delle organizzazioni, i fattori ambientali che li influenzano ed i principali modelli organizzativi. Seguirà la descrizione e l’analisi del bilancio d’esercizio come strumento per la valutazione della situazione economica e finanziaria delle imprese. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’economia d’impresa, dei principali modelli organizzativi, degli strumenti di analisi dell’aspetto economico-finanziario Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Riconoscere le principali variabili di progettazione organizzativa e individuare la miglior configurazione dati i fattori contingenti; analizzare un bilancio e valutare la situazione economica e finanziaria delle imprese Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le variabili organizzative rilevanti e le problematiche economiche e finanziarie d’impresa. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre gli argomenti legati all’organizzazione e alla gestione aziendale. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati non sono richieste particolari conoscenze di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un caso aziendale da analizzare in relazione alle competenze teoriche apprese durante il corso. I casi riguarderanno sia i contenuti di organizzazione sia quelli di analisi di bilancio e sono strumentali all’apprendimento dei concetti teorici. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 72 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Che cosa è l’economia: macroeconomia e microeconomia - L’impresa nel sistema ambientemercato - I confini dell’analisi di settore. Elementi di base della progettazione organizzativa - Le posizioni individuali - La macrostruttura - I collegamenti laterali - Il decentramento - I fattori contingenti - Le cinque configurazioni - La soluzione semplice - La burocrazia meccanica - La burocrazia professionale - La soluzione divisionale L’adhocrazia. Il bilancio d’esercizio disciplinato dal codice civile Contenuti dello stato patrimoniale - Contenuti del conto economico - L’analisi dell’aspetto patrimoniale: solidità dell’impresa - L’analisi della struttura e della situazione finanziaria: liquidità - L’analisi della struttura e della situazione economica: redditività L’analisi del punto di pareggio e della redditività operativa. Ore Lez. 5 Ore Eserc. Ore Lab. Progettazione dell’organizzazione aziendale 20 5 Bilancio d’esercizio ed analisi per indici 18 12 Totale Ore 43 17 0 Testi di riferimento Mintzberg, La progettazione dell’organizzazione aziendale, Il Mulino Giunta, Pisani, Il bilancio, Apogeo Ferrero, Dezzani, Pisoni, Puddu, Le analisi di bilancio, Giuffrè Dispense a cura del docente Lucidi delle lezioni ed esercizi disponibili su sito web: http://elearning.dimec.unisa.it 73 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI (5CFU) Cds: Ingegneria Elettronica (II Liv.) Anno: II Docente: Ing. Rocco RESTAINO Semestre: II Integrato: Propedeuticità: SSD: ING-INF/03 Crediti:5 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso, di carattere metodologico, mira a fornire i principali strumenti matematici per l’analisi e l’elaborazione dei segnali digitali e prevede lo svolgimento di esercitazioni numeriche e di laboratorio sugli argomenti sviluppati a lezione. • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) 1. conoscenza dei fondamenti matematici dell’elaborazione dei segnali 2. conoscenza delle principali tecniche per la rappresentazione dei segnali 3. conoscenza delle metodologie di progetto dei filtri FIR ed IIR 4. comprensione dell’approccio statistico all’elaborazione dei dati 5. conoscenza delle principali tecniche di filtraggio adattativo • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) 1. Comprimere un segnale mediante trasformate. 2. Progettare un filtro numerico soddisfacente specifiche assegnate. 3. Eseguire il filtraggio numerico (anche adattativo) di segnali attraverso l’uso di pacchetti software. • Autonomia di giudizio (making judgements) 1. Saper valutare i vincoli di progetto di un sistema di elaborazione numerica in termini di errore, complessità computazionale e stabilità dell’algoritmo 2. Saper scegliere il metodo più adatto per la soluzione del particolare problema • Abilità comunicative (communication skills) 1. Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa dal punto di vista del linguaggio tecnico-scientifico 2. Saper presentare una soluzione applicativa in maniera semplice ed esauriente • Capacità di apprendere (learning skills) 1. Saper utilizzare i concetti esposti per applicazioni diverse da quelle mostrate a lezione 2. Saper orientarsi nella letteratura tecnica per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’analisi matriciale ed alla teoria della probabilità - conoscenze relative allo sviluppo di algoritmi di base - conoscenze di fondamenti di telecomunicazione Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Queste ultime prevedono l’acquisizione dei concetti fondamentali per l’elaborazione numerica in ambiente MATLAB. Metodi di valutazione L’esame consta nella preparazione di un elaborato in ambiente MATLAB e in un colloquio orale. 74 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Introduzione al corso Rappresentazione dei segnali monodimensionali Sistemi descritti dalle equazioni alle differenze Contenuti specifici Presentazione delle motivazioni e delle potenzialità dell’elaborazione numerica Trasformate continue e discrete Risposta in frequenza, relazione fra l’ampiezza e la fase, sistemi passa-tutto, sistemi a fase minima. Strutture. Progetto di filtri IIR mediante trasformazioni di filtri analogici. Formule di trasformazione di frequenza in analogico e discreto. Progetto di filtri FIR con il metodo delle finestre e con l’approssimazione polinomiale. Confronto fra IIR e FIR. Filtri di Wiener. Predizione lineare: equazione di Yule-Walker. Metodo del gradiente, e del gradiente stocastico. Minimi quadrati (LS) ed implementazione ricorsiva (RLS). Filtraggio non lineare: le reti neurali.. Ore Lezione 2 12 4 6 2 Ore Esercitaz. Progettazione di filtri FIR ed IIR 6 6 Filtraggio statistico Filtraggio adattativo Totale Ore 6 6 36 14 Testi di riferimento A. Mertins, Signal analysis, ed. J. Wiley & Sons, 1999 A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Discrete-time Signal Processing, 2nd ed. Prentice Hall, 1999. V.K. Ingle, J.G. Proakis, Digital Signal Processing using MATLAB, Brooks-Cole, 2000. S. Haykin, Adaptive filter theory, 4th edition, Prentice Hall. 75 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI (9CFU) Cds: Ingegneria Elettronica (II Liv.) Anno: I Docente: Ing. Rocco RESTAINO Semestre: II Integrato: Propedeuticità: SSD: ING-INF/03 Crediti:9 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso, di carattere metodologico, mira a fornire i principali strumenti matematici per l’analisi e l’elaborazione dei segnali digitali e prevede lo svolgimento di esercitazioni numeriche e di laboratorio sugli argomenti sviluppati a lezione. . • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) 1. conoscenza dei fondamenti matematici dell’elaborazione dei segnali 2. conoscenza delle principali tecniche per la rappresentazione dei segnali 3. conoscenza delle metodologie di progetto dei filtri FIR ed IIR 4. comprensione dell’approccio statistico all’elaborazione dei dati 5. conoscenza delle principali tecniche di filtraggio adattativo 6. conoscenza di alcune applicazioni degli elaboratori numerici • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) 1. Comprimere un segnale mediante trasformate. 2. Progettare un filtro numerico soddisfacente specifiche assegnate. 3. Eseguire il filtraggio numerico (anche adattativo) di segnali attraverso l’uso di pacchetti software. • Autonomia di giudizio (making judgements) 1. Saper valutare i vincoli di progetto di un sistema di elaborazione numerica in termini di errore, complessità computazionale e stabilità dell’algoritmo 2. Saper scegliere il metodo più adatto per la soluzione del particolare problema • Abilità comunicative (communication skills) 1. Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa dal punto di vista del linguaggio tecnico-scientifico 2. Saper presentare una soluzione applicativa in maniera semplice ed esauriente • Capacità di apprendere (learning skills) 1. Saper utilizzare i concetti esposti per applicazioni diverse da quelle mostrate a lezione 2. Saper orientarsi nella letteratura tecnica per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’analisi matriciale ed alla teoria della probabilità - conoscenze relative allo sviluppo di algoritmi di base - conoscenze di fondamenti di telecomunicazione Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni numeriche in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Queste ultime prevedono l’acquisizione dei concetti fondamentali per l’elaborazione numerica in ambiente MATLAB. . 76 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova numerica e un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Introduzione al corso Rappresentazione dei segnali monodimensionali Rappresentazione dei segnali bidimensionali (immagini) Richiami di sistemi digitali Sistemi descritti dalle equazioni alle differenze Contenuti specifici Presentazione delle motivazioni e delle potenzialità dell’elaborazione numerica Trasformate continue e discrete monodimensionali Trasformate separabili. Applicazioni. Analisi dei sistemi nel dominio della frequenza e della trasformata Zeta. Risposta in frequenza, relazione fra l’ampiezza e la fase, sistemi passa-tutto, sistemi a fase minima. Strutture. Progetto di filtri IIR mediante trasformazioni di filtri analogici. Formule di trasformazione di frequenza in analogico e discreto. Progetto di filtri FIR con il metodo delle finestre e con l’approssimazione polinomiale. Confronto fra IIR e FIR. Filtri di Wiener. Predizione lineare: equazione di Yule-Walker. Applicazioni Metodo del gradiente, e del gradiente stocastico. Minimi quadrati (LS) ed implementazione ricorsiva (RLS). Filtraggio non lineare: le reti neurali. Applicazioni. Ore Lezione 3 15 4 8 10 6 4 6 2 Ore Esercitaz. Progettazione di filtri FIR ed IIR 6 6 Filtraggio statistico 6 4 Filtraggio adattativo Totale Ore 8 60 2 30 Testi di riferimento A. Mertins, Signal analysis, ed. J. Wiley & Sons, 1999 A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Discrete-time Signal Processing, 2nd ed. Prentice Hall, 1999. V.K. Ingle, J.G. Proakis, Digital Signal Processing using MATLAB, Brooks-Cole, 2000. S. Haykin, Adaptive filter theory, 4th edition, Prentice Hall. 77 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ELEMENTI DI SISTEMI ELETTRONICI DI POTENZA 3 Prof. Lucio Ippolito Laurea I Livello, III anno – I Semestre Macchine ed Impianti Elettrici, Fondamenti di Elettronica Finalità del corso Il corso ha lo scopo di introdurre l’allievo alle problematiche dell’elettronica di potenza, fornendo gli elementi di base per la comprensione della conversione statica dell’energia. L’allievo potrà così interfacciarsi con gli apparati switching di potenza e riuscire a seguire, senza sforzi eccessivi, la rapida evoluzione e le innovazioni tecnologiche del settore. Durante il corso viene affrontata l’analisi delle diverse topologie circuitali per i convertitori statici, in relazione ai tipi di conversione e regolazione dell’energia richiesti, ricavando modelli matematici semplificati. Attenzione viene rivolta, poi, allo studio delle principali architetture dei circuiti di regolazione e le tecniche di controllo di più frequente impiego per la generazione delle desiderate caratteristiche di uscita. Programma Introduzione: Generalità sui Sistemi Elettronici di Potenza. Applicazioni dell’Elettronica di Potenza. Numero di ore: 2 Dispositivi elettronici a semiconduttore: Richiami sul diodo. Parametri di funzionamento. Parametri di dimensionamento. Richiami sul tiristore. Parametri di funzionamento. Parametri di dimensionamento. Semiconductor Controlled Rectifier (SCR). Gate Turn On Thyristor (GTO). MOSFET di potenza, IGBT. Transistori di potenza. Numero di ore: 4 Strutture di conversione ca/cc: Generalità sui circuiti di conversione ca/cc. Richiami sui raddrizzatori a diodi, raddrizzatori monofase a semionda e ad onda intera. Raddrizzatori trifase e polifase. Convertitori a tiristori. Convertitori monofase. Convertitori trifase e polifase. Raddrizzatori e convertitori in condizioni reali di funzionamento. Effetti della induttanza di linea. Cenni sul funzionamento continuo e discontinuo. Ponti semicontrollati. Esempi di dimensionamento. Numero di ore: 6 Strutture di conversione cc/cc: Generalità sui sistemi di conversione cc/cc. Chopper Step-down, Step-up, Step up-down, Cùk. Modulazione PWM, modulazione unipolare e bipolare. circuiti di comando per tiristori. Circuiti di spegnimento per SCR. Esempi di dimensionamento. Numero di ore: 6 Strutture di conversione cc/ac: Principio di funzionamento. Convertitore di tensione monofase e trifase. Convertitore di corrente trifase Tecniche di modulazione PWM: a tensione e frequenza impressa, a corrente e frequenza impressa. Esempi di dimensionamento. Numero di ore: 6 Esercitazioni: Il corso prevede esercitazioni numeriche e di laboratorio. Le esercitazioni sono rivolte, anche con l’ausilio di pacchetti software (MATLAB, EMTP, ecc.), al calcolo delle grandezze fondamentali della conversione e a far comprendere il funzionamento dei convertitori presentati. Le esercitazioni in laboratorio sono orientate al rilievo sperimentale delle grandezze significative e alla valutazione degli effetti sulle grandezze di riferimento delle strategie di controllo adottate. Sono previste, inoltre, esercitazioni in laboratorio relativamente alla verifica e collaudo di alcune topologie di convertitori elettronici di potenza. Materiale didattico: N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics, J. Wiley & Sons, NY. G. Montessori, Elettronica di Potenza, Editore Tecniche Nuove, Milano, 1993. Appunti del corso. 78 ELETTRONICA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Salvatore Bellone Prof. Nicola Lamberti Semestre: I Integrato: nessuno Codice: -----Propedeuticità: Fondamenti di Elettronica SSD: ING-INF/01 Crediti: 12 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire gli strumenti necessari per l’analisi ed il dimensionamento di circuiti di media complessità da impiegare in applicazioni lineari, digitali e miste. L’ attività esercitativa consiste nello svolgimento di esercizi numerici e attività pratiche di laboratorio, aventi quest’ultime l’obiettivo di abituare lo studente all’uso di tools software/hardware per l’analisi e la progettazione di semplici schede elettroniche. . • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Lo studente acquisirà le necessarie conoscenze per riuscire ad analizzare il funzionamento di circuiti impiegati per il processamento analogico di segnali di bassa potenza, ed a valutare le prestazioni di circuiti digitali impiegati per la realizzazione di blocchi logici. • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Lo studente sarà in grado: di analizzare, dimensionare e realizzare circuiti di media complessità, il cui funzionamento richieda l’impiego di una elettronica lineare, digitale o mista; di interpretare la risposta a segnali canonici e di fare uso dei circuiti di conversione analogico-digitale, • Autonomia di giudizio (making judgements) Sarà in grado di individuare i metodi più appropriati per l’analisi e sintesi di circuiti di media complessità, sia analogici che digitali, e giudicare l’azione dei diversi parametri sulle loro prestazioni. • Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper lavorare in gruppo e fare uso di un appropriato gergo tecnico sia nella comunicazione scritta che orale • Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente sarà in grado di impiegare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alla soluzione delle equazioni differenziali, alle trasformazioni lineari - conoscenza degli elementi fondamentali dell’elettrotecnica. - conoscenza dei principi di funzionamento dei dispositivi e dei rispettivi modelli per ampi segnali. Metodi didattici L’insegnamento si compone di lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle ore di esercitazione in aula gli studenti saranno chiamati a svolgere degli esercizi numerici su argomenti del corso, mentre le attività di laboratorio saranno finalizzate allo svolgimento di un progetto 79 comune, ripartito tra vari gruppi di studenti in modo da sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Analisi della retroazione Elettronica Analogica Elettronica Digitale Conversione A/D Totale Ore Contenuti specifici Metodologie di analisi di reti retroazionati; Configurazioni elementari; Coppia differenziale; cascode; carico attivi; generatori di corrente; l’amplificatore operazionale Analisi di porte ECL, TTL, CMOS Circuiti per la conversione A/D e D/A Ore Lezione 15 30 30 15 90 Ore Esercitaz. 5 10 10 5 30 Testi di riferimento Richard C. Jaeger - Travis N. Blalock “Microelettronica: Elettronica Analogica ed Elettronica Digitale”, MCGraw Hill 2005 80 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ELETTRONICA ANALOGICA 6 Prof. Salvatore Bellone Laurea I Livello, III Anno – I semestre Fondamenti di Elettronica, Elettrotecnica II, Fondamenti di Automatica Finalità del corso Il corso affronta lo studio degli amplificatori multistadio e dei circuiti basati su blocchi operazionali, fornendo gli strumenti necessari per un loro efficace dimensionamento. Gli argomenti selezionati sono esemplificativi dei diversi campi applicativi dell’elettronica analogica e sono trattati in modo da privilegiare gli aspetti metodologici più che l’esame delle diverse soluzioni circuitali. L’ attività esercitativa consiste nello svolgimento di esercizi numerici, nell’uso del simulatore circuitale PSPICE e prevede lo svolgimento di attività pratiche di laboratorio per l’implementazione di circuiti specifici. Programma Sistemi analogici Amplificazione; Polarizzazione dell’amplificatore nella regione lineare; Distorsione; Modelli a doppio bipolo; Adattamento delle impedenze di generatore e di carico; Funzione di trasferimento e risposta in frequenza; Cenni sui filtri selettivi del II ordine Modelli per piccoli segnali e amplificatori lineari Il transistore come amplificatore; Accoppiamento diretto e capacitivo; Modelli per piccoli segnali del diodo, BJT, MOSFET e JFET; Influenza della tensione di body nei MOSFET; Dissipazione di potenza ed escursione del segnale; Guadagno, resistenza d’ingresso, resistenza d’uscita, intervallo di escursione dei segnali; Dimensionamento dei condensatori di accoppiamento e di bypass per le diverse configurazioni; Metodi di stima delle frequenza di taglio di circuiti;Limiti del prodotto Banda –guadagno; Risposta in frequenza di amplificatori multistadio; Amplificatori multistadio Amplificatori multistadio accoppiati in ac; Amplificatori accoppiati in d.c; Amplificatori differenziali a BJT e MOS; carichi attivi elementari a BJT e MOS. Amplificatori Operazionali Amplificatori operazionali a due stadi; Amplificatore operazionale ideale; Circuiti con amplificatori operazionali ideali: invertente, non invertente, sommatore, sottrattore, derivatore, integratore, buffer; Amplificatore operazionali reali: resistenze d’ingresso e d’uscita, CMRR, tensione di offset, correnti di bias e di offset, escursione massima delle tensioni e correnti, larghezza di banda. Retroazione Amplificatori di tensione, di tranresistenza; di corrente, di trasconduttanza; Determinazione del guadagno d’anello; Circuiti a retroazione positiva: monostabile, astabile; Percentuale di esercitazioni (numeriche e di laboratorio): 30% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: - Analisi e sintesi di circuiti analogici di media assiemare circuiti elettronici basati complessità operazionali ed su componenti discreti Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consiste di una prova scritta ed una prova orale. Testi e materiale didattico di supporto Sedra/Smith “Circuiti per la Microelettronica” Edizioni Ingegneria 2000 Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock “ Microelettronica, vol. 1 e Vol. 2, McGraw-Hill, 2005 81 su blocchi Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ELETTRONICA DELL’AUTOMAZIONE 5 Prof . Alfredo Rubino Laurea I Livello, III anno - Curriculum Professionalizzante Hardware Elettronica Analogica Finalità del corso Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze teoriche ed applicative sui dispositivi maggiormente impiegati nell’ambito dell’automazione industriale. Inoltre si propone di illustrare i principi di funzionamento e le principali caratteristiche dei circuiti elettronici necessari per la realizzazione dei sistemi di controllo impiegati nel campo nell’automazione industriale. In particolare verranno descritti i principali circuiti impiegati nell’elaborazione dei segnali digitali, nell’acquisizione e conversione dei segnali e nell’interfacciamento con i diversi tipi di sistemi elettronici. Programma Sensori e rivelatori con riguardo al principio fisico di funzionamento. Tecnologia, caratteristiche e parametri elettrici, segnali d’ingresso, prelievo e contenuto di informazione; Circuiti elettrici equivalenti; Rumore; Trasduttori di temperatura: Termodiodi, Termotransistori, termistori, termocoppie; Trasduttori forza-pressione: estensimetri (strain gauge) resistivi, capacitivi e piezoelettrici; Trasduttori di velocità e di flusso; Trasduttori di spostamento; trasduttori ottici; Criteri di progetto di sensori; Attuatori; Rapporto segnale/rumore; Sorgenti di rumore nei circuiti elettronici e nei sensori; Spettri di rumore. Elettronica di condizionamento del segnale e circuiti di Interfaccia. Architettura dei sensori integrati; Circuiti per l’ elaborazione del segnale; Elaborazione digitale e analogica; Problematiche d’interfacciamento dei circuiti: taratura delle variabili, rumore, immunità ai disturbi, problematiche connesse all’isolamento elettrico.; Amplificatori e filtri per il condizionamento dei segnali; Circuiti per il campionamento dei segnali; Circuiti di temporizzazione e di generazione degli istanti di campionamento; Circuiti per la conversione A/D e D/A; Tecniche di interconnessione di sistemi elettronici; Circuiti per Interfacce RS-232 e IEEE-488 Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 40% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relativa a: Capacità di - Microsensori. - Progettare e realizzare microsensori . - Elettronica di elaborazione e condizionamento del -Progettazione e dimensionamento di blocchi segnale. funzionali analogici e digitali per l’elaborazione del segnale prodotto dai sensori integrati. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consiste di un elaborato su attività pratiche e di una prova orale. Testi consigliati J. W. Gardner “Microsensors: Principles and applications”, J. Wiley & Sons. S. Franco “Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits” , McGraw-Hill J. Millman, A. Grabel, Microelectronics, 2nd edition, McGraw-Hill, 1987. Appunti forniti durante il corso 82 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: ELETTRONICA DELLE TELECOMUNICAZIONI 5 Prof. Heinz-Christoph Neitzert Laurea I Livello - Curriculum Professionalizzante Hardware - III anno Elettronica Digitale, Fondamenti di Misure Finalità del corso Il Corso intende ampliare la formazione dello studente sui dispositivi e circuiti elettronici utilizzati per la trasmissione-elaborazione delle informazioni, sia ottiche che elettriche. Sono esaminate le caratteristiche dei principali dispositivi utilizzati per la trasmissione di segnali ottici, ed analizzate le caratteristiche dei vari blocchi funzionali utilizzati nella modulazione/demodulazione di segnali, sia elettrici che ottici. Programma Dispositivi optoelettronici Proprietà ottiche di semiconduttori; Concetto di dispositivi elettronici a eterostruttura;Strutture di diodi emettitori di luce; Funzionamento di un LASER, LASER a semiconduttore;Rivelatori a semiconduttore; Fotodiodi; Fototransistori; Accoppiatori ottici; Modulatori optoelettronici; Dispositivi fotonici. Circuiti per la trasmissione dati via fibra ottica Modulazione di LED e LASER; Circuiti elettronici per il pilotaggio di emettitori optoelettronici; Preamplificatori a trans-impedenza; Lo standard IRDA Circuiti per applicazioni wireless Generatori di precisione; Tecniche di generazione di onde sinusoidali; Principio di funzionamento dell'anello ad aggancio di fase (PLL); Analisi linearizzata del PLL; Caratteristica a farfalla; Analisi nel piano delle fasi; Circuiti per PLL; Demodulatori di fase analogici; Demodulatori di fase digitali; Oscillatori a frequenza variabile; Cenni sui sistemi di interconnessione; Circuiti elettronici per applicazioni "bluetooth"; Elettronica a basso consumo d'energia; Fenomeni di rumore in circuiti elettronici Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 40% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: -Proprietà ottiche di semiconduttori. Sviluppare e modellare semplici circuiti optoelettronici -Principali emettitori e rivelatori di luce. per la trasmissione dati via fibra ottica.Realizzare un -Elettronica a basso consumo elettrico. modulatore e un demodulatore basato su un circuito PLL Circuiti per la modulazione e demodulazione di segnali Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un elaborato e di una prova orale. Testi e materiale didattico di supporto K. Kano: "Semiconductor Devices", Prentice Hall A. Sedra, K. Smith: "Circuiti per la microelettronica", Edizioni Ingegneria 2000 D. Del Corso: "Elettronica per le Telecomunicazioni", McGraw-Hill 83 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso ELETTRONICA DIGITALE 6 Prof. Nicola Laberti Laurea I Livello, II anno - II Semestre Fondamenti di Elettronica Il corso copre la parte di base ed essenziale dell’Elettronica Digitale. Vengono analizzati la struttura ed il funzionamento delle porte logiche elementari, sia in tecnologia MOS che in tecnologia bipolare, più importanti per le applicazioni pratiche. Il corso è di tipo metodologico e pratico. La parte metodologica è dedicata alla studio degli aspetti più importanti del funzionamento dei circuiti, tramite modelli analitici semplificati. La parte pratica è dedicata allo svolgimento di esercitazioni numeriche e di laboratorio per abituare gli allievi all’impiego di questi circuiti. Programma Caratteristiche generali delle famiglie logiche (4h). Caratteristiche statiche, margini di immunità ai disturbi; caratteristiche dinamiche; consumo di potenza prodotto ritardo-consumo, fan-out, livello di integrazione. Porte logiche in tecnologia MOS (28h). esercitazioni (20%) Prestazioni statiche e dinamiche delle famiglie logiche nMOS: porta MOS con carico resistivo, EEMOS, EDMOS. Espansioni logiche. Prestazioni statiche e dinamiche della famiglia logica CMOS. Espansioni logiche. Circuiti tri-state. Porte logiche in tecnologia bipolare (28h). esercitazioni (20%) L’inverter bipolare (DCTL). La coppia TTL base. La famiglia logica TTL standard : prestazioni statiche e dinamiche. TTL ad alta velocità. TTL Schottky. TTL low power Schottky. Circuiti wired and, open collector e tri-state. Logiche non saturate: la logica CML; la famiglia logica ECL, prestazioni statiche e dinamiche. Circuiti wired or e open emitter. Circuiti di interfaccia fra TTL ed ECL. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Interpretare le prestazioni dei dispositivi Progettare ed assemblare semplici circuiti commerciali dalla lettura dei data sheet. digitali combinatori. Evoluzione tecnologica nel settore. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto D.A. Hodges and H.G. Jacson: “Analisi e progetto di circuiti integrati digitali”, Boringhieri. A. S. Sedra, K.C. Smith: “Circuiti per la microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000. B. Riccò, F. Fantini, P. Brambilla: “Introduzione ai circuiti integrati digitali”, Zanichelli Telettra. Data sheet dei componenti disponibili su sito WEB. 84 ELETTRONICA DI POTENZA Docente: Prof. Salvatore Bellone Semestre: I Cds: L.M. Ingegneria Elettronica Anno: I LM Integrato: nessuno Codice: ------ Propedeuticità: -------SSD: ING-INF/01 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizza nte Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire gli strumenti necessari per l’analisi ed il dimensionamento dei dispositivi e dei circuiti di controllo impiegati nei sistemi elettronici di potenza. L’ attività esercitativa consiste nello svolgimento di esercizi numerici e attività pratiche di laboratorio, tese quest’ultime ad abituare lo studente all’uso di tools software/hardware per l’analisi e la progettazione di semplici circuiti di controllo. • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Lo studente acquisirà le conoscenze necessarie per analizzare le prestazioni dei dispositivi e le diverse topologie circuitali, sia analogiche e digitali, impiegate in un sistema elettronico di potenza. • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Lo studente sarà in grado di analizzare, dimensionare e realizzare dispositivi e circuiti impiegati nelle applicazioni di potenza. • Autonomia di giudizio (making judgements) Sarà in grado di individuare i dispositivi, le tipologie circuitali e le metodologie più appropriate per la sintesi di circuiti di potenza e sarà in grado di valutare l’azione dei diversi parametri sulle prestazioni • Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper lavorare in gruppo e fare uso di un appropriato gergo tecnico sia nella comunicazione scritta che orale • Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente sarà in grado di impiegare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati si richiede che lo studente sia in possesso dei fondamenti dell’elettronica impartiti in un corso di I livello. Metodi didattici L’insegnamento si compone di lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle ore di esercitazione in aula gli studenti saranno chiamati a svolgere degli esercizi numerici su argomenti oggetto del corso, mentre le attività di laboratorio saranno finalizzate allo svolgimento di un progetto comune, ripartito tra vari gruppi di studenti in modo da sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. 85 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Contenuti specifici Semiconduttori tradizionali ed innovativi; caratteristiche e limiti di giunzione PN e MOS; effetti di alto campo: ionizzazione da impatto, tunnelling, hot carriers; Safe Operating Area; effetti termici; Caratteristiche statiche, switching e limiti di : BJT; MOSFET: DMOS e VMOS; CMOS; GTO; SCR; IGBT; SIT; BSIT;MCT; HBT, HEMT; SiGe guadagno di potenza, efficienza e distorsione; stadi di uscita; protezioni; amplificatori quasi lineari; amplificatore a ponte; classi di funzionamento A,AB, C ed S; accoppiamento a trasformatore; circuiti a resistenza negativa; generatori di impulsi; dimensionamento di dissipatori; Ore Lezione Ore Esercitaz. Fondamenti dei materiali: 10 - Dispositivi di potenza discreti ed integrati 30 10 Amplificatori di potenza e circuiti di controllo 30 10 Totale Ore Testi di riferimento M. Rashid “Power Electronics” Prentice Hall, 2003 Dispense distribuite a cura del docente. 70 30 86 ELETTRONICA INDUSTRIALE NEI SISTEMI DI PRODUZIONE Docente: Propedeuticità: Integrato: CdS: Ingegneria prof. Vincenzo Sistemi Elettronici di Elettronica Potenza Galdi Anno: II Semestre: II Codice: SSD: ING-IND/33 Crediti: 6 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire. Il corso si propone di fornire capacità di sintesi relativamente a sistemi elettronici integrati che trovano applicazione nelle macchine e negli impianti industriali. In particolare si intendono trasferire le conoscenze necessarie alla progettazione e alla gestione dei sistemi elettronici che variamente interconnessi tra loro e con il ciclo tecnologico, costituiscono gli elementi principali, o di servizio, per i sistemi di produzione industriale. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie tradizionali per monitorare e gestire i flussi energetici e di materia nei processi produttivi, progettare e implementare sistemi di controllo basati su tecniche e metodologie non tradizionali per impianti complessi. Sviluppare capacità di analisi dei requisiti di dominio sia riferiti alle problematiche nel settore di impianti complessi come quelli elettrici, sia in ambito industriale per la definizione e analisi critica delle specifiche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare sistemi e impianti per l’automazione di macchine e processi in ambito industriale e civile. Progettare sistemi per l’automazione di sistemi elettrici e di sistemi per la produzione industriali. Utilizzare tools software di supporto alla progettazione di logiche programmabili per l’automazione, il controllo e la supervisione di impianti elettrici e sistemi di produzione industriale. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i dispositivi, i metodi e i tools software di supporto più appropriati per la progettazione di impianti in ambito industriale e civile. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’elettronica industriale e alla realizzazione di un sistema di controllo per le macchine operatrici e gli impianti industriali. Capacità di apprendere (learning skills) Sviluppare capacità di applicare le metodologie di progettazione e le conoscenze tecnologiche acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Sviluppare la capacità di acquisire velocemente competenze su sistemi tecnologici programmabili differenti da quelli utilizzati al corso. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di elettronica di potenza. Metodi didattici. L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed una significativa parte di esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche per la sintesi ottima di procedure di monitoraggio e controllo di impianti di produzione. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di software per la programmazione e la simulazione, nonché di sistemi elettronici programmabili a microcontrollore sviluppati su piattaforme eterogenee e di sistemi logici programmabili, elaboratore di calcolo. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettare sistemi basati sull’elettronica industriale, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione. La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato progettuale relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. 87 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Sistemi di produzione industriale Contenuti specifici Introduzione al corso. Richiami relativi ai sistemi elettronici di potenza. Richiami sulla organizzazione di un sistema di produzione industriale. La piramide CIM. L’elettronica nei processi di produzione industriale: apparati e sistemi elettronici integrati e distribuiti. Progetto di sistemi elettronici programmabili per la produzione industriale: analisi delle specifiche di progetto, scelta dei componenti, scelta di componenti logici programmabili. Richiami sugli azionamenti elettrici per la movimentazione in ambito industriale. Esempi di impiego di logiche elettroniche programmabili per il controllo di un azionamento. Richiami sulle reti di comunicazione per ambiente industriale. Nuovi ambienti di produzione integrati: la tecnologia Ethernet e il protocollo TCP/IP e la web-factory. Cenni sulla liberalizzazione del mercato dell’energia. Il quadro normativo italiano. Gli attori del sistema elettrico: clienti idonei e clienti vincolati. Consorzi per l’accesso diretto al mercato. Caratteristiche della domanda energetica dell’industria. La figura dell’energy manager. Richiami sui sistemi elettrici industriali. Calcolo dei flussi di potenza su reti e impianti di distribuzione dell’energia. Sistemi elettronici per il controllo automatico dei flussi energetici negli impianti industriali. Cenni sulla microgenerazione e cogenerazione dell’energia. Sistemi elettronici per il controllo di microgeneratori e sistemi di cogenerazione dell’energia. Esempi applicativi. Classificazione dell’ambiente industriale: apparati emettitori e vittime dei disturbi. CEM e qualità dell’energia. Quadro normativo di riferimento. Generalità sulla Affidabilità. Qualità, fidatezza e disponibilità. Calcolo dell'affidabilità e della disponibilità dei sistemi complessi: determinazione delle grandezze affidabilistiche. Il Problema della qualità in una struttura produttiva: qualità della produzione e qualità di prodotto. Progettare in qualità. La qualità totale ed il miglioramento continuo. Cenni sulle norme relative alla qualità e sugli enti normatori. Cenni sul controllo di qualità: conformità ed affidabilità. Ore Lez. 2 2 Ore Es Ore Lab. Sistemi elettronici programmabili per i sistemi di produzione industriali 10 4 5 Il sistema energetico e i sistemi di produzione Sistemi elettronici per il controllo dell’energia nei sistemi di produzione Qualità dell’energia nei sistemi di produzione industriale 8 10 5 6 4 Affidabilità e qualità nei sistemi di produzione industriali 4 Totale Ore 40 9 11 Testi di riferimento N. Viswanadham, Y.Narahari, Performance modeling of automated manufacturing systems, Prentice Hall, 1992. S.J. Russel, P. Norvig, Intelligenza artificiale: un approccio moderno, Prentice Hall International - UTET. S. Cammarata, Sistemi a LogicaFuzzy, ETLAS libri. W. Mielczarski, Fuzzy logic Techniqes in Power Systems, Physica Verlag. D.E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search: Optimization and Machine Learning, Hardcover. J. Arrillaga, C.P. Arnold, Computer Analysis in Power Systems, Wiley. L. Busti, C. De Nard, Gli Edifici Intelligenti, Tecniche Nuove. R. Marconato, Sistemi Elettrici di Potenza, vol. 1, CLUP. Dispense del corso. 88 ELETTRONICA PER IL FOTOVOLTAICO Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 5 Prof. Heinz-Christoph Neitzert Laurea Specialistica, Curriculum Microelettronica, II Anno - II semestre Fotovoltaico e Optoelettronica Finalità del corso Nel modulo vengono applicate le conoscenze dei dispositivi optoelettronici, acquisite nel modulo Optoelettronica. In particolare, viene introdotta la conversione di energia solare in energia elettrica tramite celle fotovoltaiche. Particolare rilievo viene dato ai aspetti dei vari materiali e tipi di celle fotovoltaiche ed alla realizzazione di un sistema completo per la conversione di energia solare in energia elettrica. Programma Introduzione nel concetto dell’energia fotovoltaica (5h) Proprietà dell'emissione solare. L'energia fotovoltaica in confronto con altre fonti di energia. L'efficienza teorica di una cella fotovoltaica. Materiali e celle fotovoltaiche (25h) Materiali per applicazioni fotovoltaiche. Celle fotovoltaiche di tipo pn ed pin. Celle basate sulle eterogiunzioni. Caratteristica corrente-tensione della cella solare. La risposta spettrale. Tecniche ottiche ed optoelettroniche per la caratterizzazione di materiale per il fotovoltaico. Circuito equivalente di una cella fotovoltaica. Simulazione di celle e sistemi fotovoltaici. Processi di ricombinazione e tecniche di passivazione. Concetti di "light trapping". Circuiti elettronici per il fotovoltaico (20h) MPPT-Tracking, Stabilizzatori di tensione, Circuiti di carica per batterie, Inverter, diodi “Blocking” e diodi “Bypass”. Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 40% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: - Principali tecnologie per realizzare celle fotovoltaiche - Circuiti elettronici per sistemi fotovoltaici Capacità di: - Caratterizzare celle fotovoltaiche ed estrarre i parametri principali di tale misure - Simulare e progettare sistemi fotovoltaici - Realizzare un sistema fotovoltaico completa a piccola potenza Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un elaborato e di una prova orale. Testi e materiale didattico di supporto L. Castaner: “Modelling Photovoltaic Systems Using PSpice”, Wiley & Sons R. J. Komp: ”Practical Photovoltaics”, Aatec Publications S. J. Fonash: "Solar Cell Device Physics", Academic Press 89 ELETTROTECNICA (12 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Vincenzo Tucci Semestre: I Integrato: Codice: … Propedeuticità: Matematica I e Fisica II SSD: ING-IND/31 Crediti: 12 Tipologia: Formativo Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per l’analisi di circuiti lineari tempo invarianti sia nel dominio del tempo che della frequenza. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi dei circuiti, dei fenomeni fisici e dei corrispondenti modelli matematici, delle metodologie di analisi e dei loro limiti di utilizzo. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare un circuito lineare tempo invariante in regime stazionario (costante o sinusoidale) ed in condizioni dinamiche utilizzando metodi analitici e simulatori numerici (PSPICE®). Saper calcolare i coefficienti di auto e mutua induzione di un circuito magnetico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per analizzare un circuito lineare tempo invariante sia nel dominio del tempo che della frequenza. Abilità comunicative (communication skills) Saper descrivere in modo chiaro e sintetico il procedimento per l’analisi di circuiti lineari tempo invarianti sia nel dominio del tempo che della frequenza ed esporre oralmente con proprietà di linguaggio i metodi utilizzati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle tecniche di soluzione di sistemi algebrici, di equazioni differenziali lineari ordinarie (ODE) fino al secondo ordine e di integrali di funzioni algebriche; inoltre, sono richieste conoscenze sui modelli fisici dell’elettromagnetismo stazionario e quasi stazionario. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un problema da risolvere utilizzando le tecniche presentate nelle lezioni teoriche. Lo svolgimento del problema è guidato dal docente/esercitatore e tende a sviluppare e rafforzare le capacità di identificare le tecniche più idonee all’applicazione e di predisporre un elaborato chiaro nel procedimento ed accurato nei risultati da conseguire. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e di colloquio orale. La prima è tesa alla verifica delle capacità operative di risoluzione di circuiti in regime sinusoidale permanente (monofase e/o trifase) e in condizioni dinamiche nel dominio del tempo. Il 90 colloquio intende verificare il grado di conoscenza teorica e le capacità espositive dell’allievo mediante l’illustrazione degli argomenti trattati nel corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione all’analisi di un circuito Metodi di analisi di circuiti statici Doppi bipoli statici Circuiti dinamici: regime sinusoidale Doppi bipoli dinamici Analisi di circuiti dinamici del I e II ordine Contenuti specifici Tensione e corrente. Leggi di Kirchhoff. Modello fondamentale di un circuito. Caratteristiche e classificazione dei bipoli fondamentali. Convenzioni. Potenza ed energia. Metodi di soluzione: sovrapposizione degli effetti, Metodi dei potenziali nodali e delle correnti di maglia. Teoremi dei generatori indipendenti Analisi e sintesi di doppi bipoli lineari Circuiti contenenti bipoli dinamici in regime sinusoidale. Metodo fasoriale e operatori di impedenza e ammettenza. Metodi di analisi dei circuiti in regime sinusoidale. Potenza in regime sinusoidale. Rifasamento dei carichi reattivi. Massimo trasferimento di potenza. Circuiti equivalenti. Doppi bipoli di impedenze. Coefficienti di auto e mutua induzione. Circuiti ad accoppiamento magnetico. Potenza ed energia assorbita. Trasformatore reale. Variabili di stato e loro continuità. Risposta libera e forzata al gradino e all’impulso. Calcolo della risposta impulsiva. Integrale di convoluzione. Simulazione numerica di circuiti dinamici. Circuiti con generatori periodici e sviluppo in serie di Fourier. Funzione di rete. Risonanza serie e parallelo. Impiego della trasformata di Laplace per circuiti in condizioni dinamiche. Impedenza e ammettenza operatoriale. Funzione di trasferimento. Sistemi polifase a tre e quattro fili equilibrati e squilibrati a stella e triangolo. Potenza nei sistemi trifase. Rifasamento di carichi reattivi. Ore Lez. 10 Ore Eserc. 3 Ore Lab. 2 10 6 5 4 12 8 4 8 6 10 8 2 Risposta in frequenza e trasformata di Laplace Sistemi polifase Totale Ore Testi di riferimento 6 4 2 4 66 6 44 10 C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku: Circuiti Elettrici, McGraw Hill, Milano Diapositive delle lezioni del docente ed esercizi disponibili su sito WEB: http://www.adinf.unisa.it 91 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso ELETTROTECNICA II 6 Proff. Vincenzo Tucci, Patrizia Lamberti Laurea I Livello, II Anno - I semestre Elettrotecnica I Il modulo completa la formazione sugli strumenti fondamentali per lo studio dei circuiti elettrici ed elettronici. Vengono introdotte le metodologie per l'analisi di circuiti lineari tempo invarianti (LTI) in regime dinamico qualsiasi sia nel dominio del tempo che della trasformata di Laplace. Vengono presentate inoltre, le proprietà dei circuiti trifase e descritti i modelli per la determinazione dei parametri di resistenza, capacità, auto e mutua induttanza per configurazioni semplici. Programma del Corso Doppi bipoli dinamici (12h) Coefficienti di auto e mutua induzione. Circuiti ad accoppiamento magnetico. Potenza ed energia assorbita. Reciprocità. Accoppiamento perfetto. Circuiti magneticamente accoppiati in regime sinusoidale. Proprietà di adattamento di impedenza. Trasformatore reale. Circuiti equivalenti. Doppi bipoli di impedenze. Circuiti LTI in condizioni dinamiche nel dominio del tempo (20h) Il problema delle condizioni iniziali. Variabili di stato e loro continuità. Funzioni gradino e impulso di Dirac. Circuiti del I e II ordine. Risposta a stato ed ingresso zero. Integrale di convoluzione. Calcolo della risposta impulsiva. Simulazione numerica di circuiti dinamici. Risposta in frequenza e trasformata di Laplace (10h) Funzione di rete. Spettro di ampiezza e di fase. Risonanza serie e parallelo: fattore di qualità e banda passante. Circuiti con generatori periodici: sviluppo in serie di Fourier. La trasformata di Laplace nello studio delle reti in condizioni dinamiche. Trasformate notevoli; antitrasformate. Impedenza e ammettenza operatoriale. Funzione di trasferimento. Generatori equivalenti dinamici. Sistemi polifase (12h) Sistemi polifase a tre e quattro fili. Carico equilibrato e squilibrato, a stella e triangolo. Diagrammi fasoriali. Spostamento del centro stella: formula di Millmann. Potenza nei sistemi trifase. Misura della potenza nei sistemi a tre e quattro fili. Inserzione Aron. Rifasamento. Caratteristiche reali di bipoli e doppi bipoli (6h) Modelli stazionari e quasi stazionari elettrico e magnetico. Determinazione dei parametri di resistenza, capacità, auto e mutua induttanza per configurazioni semplici. Comportamento in frequenza dei componenti e limiti dei modelli ideali. Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 40% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Proprietà del trasformatore e circuiti accoppiati Proprietà e metodi di soluzione di circuiti LTI in condizioni dinamiche Capacità di: Analizzare circuiti in condizione dinamiche nel dominio del tempo e della frequenza Operare su circuiti trifase Valutare i parametri energetici di circuiti in condizioni dinamiche Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. 92 Materiale didattico R.C. Dorf, J. A. Svoboda: Circuiti Elettrici, Apogeo, Milano C.K. Alexander, M.N.O. Sadiku: Circuiti Elettrici, McGraw Hill, Milano Diapositive delle lezioni ed esercizi disponibili su sito WEB: http://www.adele.unisa.it 93 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso FIBRE OTTICHE 5 Prof. Antonio Scaglione Laurea I Livello - Curriculum Professionalizzante Hardware , III anno Campi Elettromagnetici II Nel corso vengono descritti gli aspetti fondamentali della propagazione in fibra e guida ottica e quelli legati alla caratterizzazione metrologica dei principali parametri trasmissivi Una parte del corso è destinata allo svolgimento di attività sperimentali. Programma FIBRE E GUIDE OTTICHE MULTIMODO(15 h) esercitazioni (30%) Equazioni dell’ottica geometrica; raggi ottici; cammino ottico; equazione vettoriale dei raggi; caratteristiche della traiettoria di un raggio; legge dell’intensità dell’ottica geometrica; caustiche; Raggi confinati e raggi non confinati; Indice efficace; equazione di congruenza della fase; Accoppiamento per onda evanescente; Accoppiatore a prisma. Fibra ottica step-index; invarianti di raggio; raggi meridiani e raggi sghembi; raggi confinati e raggi non confinati; raggi tunneling; fibra graded-index; parametri di raggio; equazioni della traiettoria; raggi confinati e raggi non confinati. FIBRA OTTICA STEP-INDEX (15 h) esercitazioni(20%) Modi guidati e modi radiativi di una fibra ottica; espansione modale del campo in fibra; caratteristiche generali delle soluzioni guidate; costanti di propagazione dei modi. Espansione modale del campo in fibra; Componenti traverse e componenti longitudinali dei campi; soluzioni per la componente longitudinale dei campi nel nucleo e nel mantello; parametri adimensionali; equazione caratteristica; modi TE, TM, modi ibridi; Equazioni caratteristiche dei modi di una fibra debolmente guidante; condizioni di taglio dei modi; calcolo analitico delle frequenze di taglio dei modi guidati; regime monomodale; equazione caratteristica dei modi in forma unica; modi LP; indice radiale e indice azimutale del modo; distribuzione dell’intensità dei modi LP sulla sezione della fibra. Analisi della distribuzione radiale del campo del modo fondamentale; approssimazione gaussiana; calcolo dello spot-size con tecnica variazionale; analisi di una fibra step-index. PARAMETRI TRASMISSIVI DI UNA FIBRA OTTICA (10 h) esercitazioni (10%) Apertura numerica; attenuazione: perdite intrinseche, perdite estrinseche, perdite per diffusione, perdite per curvatura; misura dell’attenuazione col metodo del taglio; OTDR*; dispersione: dispersione intermodale; calcolo del ritardo modale in una fibra step-index; dispersione intramodale: dispersione da materiale, da guida e da profilo*; fibre a dispersione spostata e a dispersione piatta*. ATTIVITA’ SPERIMENTALE (10 h) esercitazioni (100%) Misura degli indici efficaci dei modi TE e TM di una guida planare graded index; Taglio di una fibra ottica e verifica della qualita’ del taglio. Analisi dell’accoppiamento fibra-sorgente. Misura dell’apertura numerica di una fibra multimodale. Misura dell’attenuazione col metodo di sostituzione. Misura dell’attenuazione con tecnica OTDR. Misura delle perdite di una connessione. Misura delle perdite per curvatura. 94 Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative: alle fibre ed alle guide ottiche ed alle tecniche di caratterizzazione dei loro principali parametri; ai sistemi di comunicazione in fibra ottica; Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede la sola prova orale Testi e materiale didattico di supporto P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini: “Propagazione ottica libera e guidata”, Ed. CLUEB Bologna, ISBN 88491-1364-1 G. Vespasiano (a cura di): “Le fibre ottiche per telecomunicazioni”, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, L’Aquila, ISBN 88-85280-37-4 Capacità di: Maneggiare fibre ottiche per TLC; Eseguire semplici misure su Fibre Ottiche; Individuare i parametri di base di un sistema di comunicazione in fibra ottica; 95 FISICA Cds: Ingegneria Elettronica Laurea triennale Anno: I Docente: Prof. Salvatore De PASQUALE Dott. Silvia SCARPETTA Semestre:I e II Integrato: Propedeuticità: Nessuna SSD: FIS01/FISICA SPERIMENTALE Crediti: 12 Tipologia: Disciplina di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Capacità di risolvere semplici problemi e di descrivere matematicamente i fenomeni fisici relativi alla Fisica Classica di base. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscere i concetti che sono alla base dei fenomeni fisici e comprenderne la terminologia. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Sapere individuare i modelli fisici concreti cui poter applicare le conoscenze teoriche acquisite. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie più appropriate per analizzare le problematiche prospettate. Valutare le procedure di risoluzione dei problemi proposti usando le tecniche matematiche più appropriate. Abilità comunicative (communication skills) Saper trasmettere in forma scritta ed orale i concetti e le metodiche di risoluzione dei problemi fisici sottoposti. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le diverse conoscenze acquisite durante il corso a contesti anche apparentemente differenti da quelli canonici ed approfondire gli argomenti trattati usando approcci diversi e complementari. Prerequisiti Elementi di algebra vettoriale, concetti di infinito e infinitesimo. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni. Nelle esercitazioni, in particolare, vengono svolti esercizi di applicazione dei concetti fondamentali e delle tecniche di calcolo vettoriale e di calcolo infinitesimale a casi esemplari di fenomeni fisici elementari. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avviene mediante prove scritte e orali. 96 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Moto rettilineo uniformemente accelerato Moto in campo gravitazionale Moto circolare uniformemente accelerato (in forma scalare). Derivata di un versore rotante – formula di Poisson Equazione fondamentale della dinamica (Newton) Schema sinottico delle relazioni fondamentali Attrito dinamico e statico – Legge di Hooke Teorema impulso-q.d.m. (solo definizioni e qualche semplice esercizio) Richiami sul teorema della media. Teorema LavoroEnergia cinetica Lavoro per traslazione e rotazione infinitesime Energia potenziale gravitazionale ed elastica Campi conservativi Campi centrali newtoniani (per esempio elettrostatico ed acustico) Moto circolare vario (in forma vettoriale). Momento di un vettore, di una forza, della q. di moto (in forma assoluta e cartesiana) Teorema del momento angolare Centro di Massa. Proprietà del CM. I e II teorema di Koenig. Momento di Inerzia per un punto materiale, per un sistema di p.m., per un corpo rigido Proprietà dei momenti di inerzia Digressione elementare su matrici e tensori Teorema degli assi paralleli Traslazione, rotazione, rotolamento. Asse istantaneo di rotazione Lavoro per traslazione e rotazione infinitesime. Gradi di libertà (Solo presentazione) Sistemi meccanici a due gradi di libertà Ruolo e risultante delle forze interne ed esterne Lavoro delle forze interne ed esterne Metodo di d’Alembert. Introduzione delle equazioni di Eulero-Lagrange Termologia e calore. Temperatura. Gas perfetti e gas reali. Lavoro e Calore. Dilatazione e conducibilità termica. Convezione e irraggiamento. Calori specifici Legge di Leonardo. Principio di Pascal. Effetto Magnus e strato limite Eq. di Bernoulli e conservazione dell’energia 97 Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Cinematica 6 4 Dinamica 6 2 2 Dinamica 6 4 Dinamica 3 2 Dinamica 3 2 Dinamica 6 2 2 Cinematica Dinamica 6 2 2 3 2 Termologia 3 2 Fluidi Linearità e sovrapposizione Elettrostatica Elettrostatica Bipoli Magnetismo Magnetismo Magnetismo Onde Richiamo sui campi centrali (conservativi) applicato alla formula di Coulomb. Parallelo fra l’energia potenziale meccanica ed elettrostatica. Sorgenti discrete. Principio di sovrapposizione e linearità. Circuitazione e Irrotazionalità. Induzione elettrostatica. Sorgente continua lineare. Calcolo del campo con la formulazione di Coulomb. Confronto Campo generato da segmento o da arco di circonferenza carichi. Campi newtoniani: caso elettrostatico e acustico. Gauss. Flusso e solenoidalità. Sistemi di conduttori – Condensatori. Correnti elettriche. Bipoli serie e parallelo Campo di induzione magnetica - I formula di Laplace Campo generato da segmento di corrente o da arco di circonferenza. II formula di Laplace e Forza di Lorentz. Momento meccanico su circuiti piani Circuitazione di B. Legge di Ampère Induzione elettromagnetica. Faraday-Neumann-Lenz. Auto e mutua induttanza Onde meccaniche, acustiche ed elettromagnetiche. Equazioni differenziali di alcuni tipi di onde monodimensionali. Sovrapposizione. Parametri descrittivi principali (intensità, frequenza, lunghezza d’onda, etc.). Principali fenomeni ondulatori (interferenza, diffrazione, etc.) 3 2 3 2 6 4 3 2 6 4 6 3 4 2 Totale Ore Testi di riferimento 72 38 10 J. Quartieri et al. , FISICA - Meccanica ed Elettromagnetismo (in preparazione) Appunti dalle lezioni e testi consigliati dagli altri docenti. 98 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (I MOD) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Stefano MARANO Semestre: II Integrato: No Codice: Propedeuticità: Matematica II SSD: ING-INF/03 Crediti:3 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha carattere metodologico. Vengono esposte le principali tecniche di analisi ed elaborazione dei segnali (in particolare mediante sistemi LTI), con enfasi sulla dualità tempo-frequenza. Le tecniche illustrate hanno diffusa applicazione in elettronica, informatica, misure elettroniche, telecomunicazioni. I contenuti sono strettamente propedeutici per i corsi del settore Telecomunicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Analisi dei segnali nel dominio del tempo. Analisi di segnali nel dominio della frequenza.Analisi dei sistemi lineari nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza, sia in tempo-continuo che in tempo-discreto. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Caratterizzare i sistemi LTI in termini di legami ingresso-uscita. Operare semplici elaborazioni su segnali di interesse applicativo. Effettuare il campionamento e la ricostruzione di un segnale analogico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere la rappresentazione più adatta per l’analisi dei segnali e dell’interazione con i sistemi. Saper evitare effetti indesiderati nella discretizzazione di un segnale analogico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa Capacità di apprendere (learning skills) Aver maturato i concetti introdotti in vista degli studi successivi. Saper utilizzare fonti diverse per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione L’accertamento del profitto consiste nel superamento di una prova scritta e di una prova orale. 99 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Segnali e sistemi nel dominio del tempo Contenuti specifici Classificazione, operazioni elementari e proprietà dei segnali. Medie temporali, energia e potenza di segnali. Funzioni di correlazione e proprietà. Studio dei sistemi nel dominio del tempo. Sistemi LTI. Somma e integrale di convoluzione. Sistemi ARMA. Autofunzioni dei sistemi LTI. Risposta in frequenza. Trasformata di Fourier e proprietà. Somma di Poisson e serie di Fourier. Analisi dei sistemi LTI nel dominio della frequenza. Caratterizzazione energetica dei segnali. Segnali digitali. Campionamento e ricostruzione dei segnali analogici. Ore Lezione Ore Esercitaz. 8 4 Segnali e sistemi nel dominio della frequenza 8 4 Conversione analogico/digitale. Totale Ore 4 20 2 10 Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di teoria dei segnali, Liguori,1996. 100 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (II MOD) Propedeuticità: Elem.Prob.eStat.; Fond.An.Segn. eTrasm (mod 1) SSD: ING-INF/03 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Stefano Marano Semestre: Integrato: No Codice: Crediti: 6 Tipologia:Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso è orientato a fornire gli strumenti metodologici per il progetto e l’analisi dei sistemi di comunicazione analogici e digitali, con enfasi su questi ultimi. Il corso presenta inoltre le tecniche di base per la trasmissione analogica e numerica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli elementi fondamentali e dei trade-off di progetto per i sistemi di modulazione analogici e digitali, con specifica attenzione alla valutazione delle prestazioni delle differenti soluzioni progettuali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e analizzare semplici sistemi di trasmissione dell’informazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la classe di sistemi maggiormente idonei a specifici scenari applicativi di interesse pratico. Determinare i limiti teorici delle prestazioni di detti sistemi e, di conseguenza, il grado di efficienza delle singole soluzioni progettuali. Abilità comunicative (communication skills) Saper analizzare, comprendere, ed elaborare il linguaggio tecnico per la descrizione dei sistemi di trasmissione, e per la valutazione delle prestazioni dei sistemi di trasmissione.. Capacità di apprendere (learning skills) Comprensione di sistemi fisici di varia natura e tipologia, con ovvia enfasi sui sistemi di trasmissione dell’informazione. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base ed elementi di probabilità. Metodi didattici Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 101 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Elementi di base dei sistemi di comunicazione analogici Introduzione ai sistemi digitali Rappresentazione e trasmissione dell’informazione Equalizzazione, caratterizzazione spettrale e ISI Totale Ore Contenuti specifici Richiami storici. Rilevanza delle telecomunicazioni. Modulazioni analogiche lineari e non lineari. Valutazione delle prestazioni. Valutazione comparativa dei sistemi analogici. Richiami storici. Rilevanza delle comunicazioni digitali. L’impatto della teoria di Shannon Sorgenti di informazione e loro rappresentazione. Canali e loro rappresentazione. Sistemi di modulazione PAM, PPM, PSK, FSK, QAM: complessità, banda, prestazioni in termini di probabilità di errore, e rapporto segnale rumore. Ricezione ottima su canali affetti da ISI. Algoritmo di Viterbi. Caratterizzazione spettrale delle modulazioni lineari. L’interferenza intersimbolica Ore Lez. 2 10 Ore Eserc. 6 Ore Lab. 2 20 12 6 40 2 20 Testi di riferimento J. G. Proakis, M. Salehi, Communication Systems Engineering, seconda edizione, Prentice Hall, 2002. J. G. Proakis, Digital Communications, quarta edizione, McGraw-Hill. 102 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: FONDAMENTI DI AUTOMATICA 6 Prof. Pasquale Chiacchio Laurea I Livello, II Anno - II semestre Matematica III Finalità del corso Studio dei sistemi dinamici a tempo continuo e a tempo discreto. Per i sistemi a tempo continuo a un ingresso e una uscita fornire competenze per la loro analisi nel dominio del tempo, della variabile complessa e della frequenza. Fornire anche le prime competenze per la sintesi di controllori. Programma Sistemi dinamici a tempo continuo (8h) esercitazioni 20% Sistemi nonlineari e lineari. Linearizzazione ed equilibrio. Rappresentazioni dello stato. Stabilità. Analisi con la trasformata di Laplace (10h) esercitazioni 40% Definizione e proprietà. Richiami sulla trasformata di Laplace. Risposta dei sistemi lineari. Evoluzione libera e modi naturali. Criteri di stabilità dei sistemi lineari. Funzione di trasferimento (12h) esercitazioni 40% Rappresentazioni della funzione di trasferimento. Risposta forzata. Risposta al gradino di sistemi del 1° e del 2° ordine. Schemi a blocchi. Realizzazione. Ritardo temporale. Risposta armonica (12h) esercitazioni 40% Teorema della risposta armonica. Rappresentazione grafica della G(jω). Diagrammi di Bode. Diagramma polare. Diagramma di Nichols. Controllo (10h) esercitazioni 40% Vantaggi del controllo in controreazione. Specifiche per un sistema di controllo. Soddisfacimento delle specifiche di regime. Specifiche sulla stabilità a ciclo chiuso. Criteri di stabilità robusta. Progetto di controllori. Sistemi dinamici a tempo discreto (8h) esercitazioni 40% Sistemi dinamici a tempo discreto. Stabilità. Analisi con la trasformata zeta. .Modi di evoluzione. Criterio di stabilità. Funzione di trasferimento. Sistemi a dati campionati. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Analisi dei sistemi dinamici nel tempo Valutare le prestazioni di un sistema continuo e in frequenza. dinamico. Analisi dei sistemi dinamici nel tempo Progettare semplici controllori per sistemi discreto. dinamici a tempo continuo. Specifiche per un sistema di controllo Progetto di controllori. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica – volume I, CUES Per approfondimenti: S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di Sistemi Dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003. P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, McGraw-Hill, Milano, 2004. 103 FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Pasquale Chiacchio Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: Matematica III SSD: ING-INF/04 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di metodi per l’analisi di sistemi dinamici a tempo continuo e a tempo discreto nei vari domini (tempo, variabile complessa, frequenza). Fornisce anche le competenze sui metodi di progetto per controllori di sistemi dinamici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Modelli di sistemi dinamici linerari a tempo continuo. Modelli trasformati secondo Laplace. Diagrammi frequenziali. Funzioni di trasferimento. Sistemi di controllo in controreazione. Modelli di sistemi dinamici lineari a tempo discreto. Modelli trasformati secondo zeta-trasformata. Sistemi a dati campionati. Interpretazione di specifiche sul comportamento a regime e in transitorio. Metodi di passaggio ciclo aperto-ciclo chiuso. Carte di Nichols. Luogo delle radici. Regolatori standard. Sistemi di controllo digitali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper calcolare la risposta forzata e in evoluzione libera di sistemi dinamici lineari. Saper calcolare la risposta a regime e nel transitorio di sistemi dinamici lineari. Saper tracciare diagrammi frequenziali. Saper analizzare sistemi di controllo in controreazione. Saper progettare controllori per sistemi dinamici e saperne valutare le prestazioni Autonomia di giudizio (making judgements) Individuare il metodo migliore per derivare la risposta di sistemi dinamici lineari. controllore migliore per risolvere un problema di controllo. Proporre il Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento del corso. Saper scrivere una relazione su una analisi o un progetto effettuati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche, al calcolo matriciale, alle equazioni differenziali, alle trasformate di Laplace e di Fourier. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione dei concetti illustrati. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 104 Contenuto del corso Argomenti Sistemi dinamici a tempo continuo Analisi con la Laplacetrasformata Funzione di trasferimento Risposta armonica Sistemi dinamici a tempo discreto Contenuti specifici Sistemi nonlineari e lineari. Linearizzazione ed equilibrio. Rappresentazioni dello stato. Stabilità. Definizione e proprietà. Richiami sulla trasformata di Laplace. Risposta dei sistemi lineari. Evoluzione libera e modi naturali. Criteri di stabilità dei sistemi lineari. Rappresentazioni della funzione di trasferimento. Risposta forzata. Risposta al gradino di sistemi del 1° e del 2° ordine. Schemi a blocchi. Realizzazione. Ritardo temporale Teorema della risposta armonica. Rappresentazione grafica della G(jω). Diagrammi di Bode. Diagramma polare. Diagramma di Nichols. Sistemi dinamici a tempo discreto. Stabilità. Analisi con la trasformata zeta. .Modi di evoluzione. Criterio di stabilità. Funzione di trasferimento. Sistemi a dati campionati. Vantaggi del controllo in controreazione. Specifiche per un sistema di controllo. Soddisfacimento delle specifiche di regime. Specifiche sulla stabilità a ciclo chiuso. Criteri di stabilità robusta. Progetto di controllori nel dominio della frequenza. Progetto di controllori nel dominio della s. Regolatori standard. Progetti di controllori digitali Ore Lez. 6 Ore Eserc. 2 Ore Lab. 6 4 7 5 7 5 6 2 Controllo 22 18 Totale Ore 54 36 Testi di riferimento F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica volume I, CUES, Fisciano, 2007. F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica volume II, CUES, Fisciano, 2007. Per approfondimenti: S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di Sistemi Dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003. P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, McGraw-Hill, Milano, 2004. Esercizi sulla pagina web del docente accessibile da www.automatica.unisa.it. 105 FONDAMENTI DI INFORMATICA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: Prof. Matteo Gaeta Semestre: I Insegnamento non integrato Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce gli elementi di base per la risoluzione di semplici problemi tramite l’uso di elaboratori elettronici, sia nell’ambito di applicazioni di carattere generale, sia per applicazioni tipiche dello specifico settore ingegneristico utilizzando il linguaggio di programmazione C. A tal fine, il corso è strutturato in modo da consentire agli studenti di acquisire le conoscenze relative alle caratteristiche fondamentali di un elaboratore elettronico e dei suoi principi di funzionamento, del modo in cui le informazioni vengono codificate e rappresentate all’interno del calcolatore. Successivamente anche attraverso esercitazioni in laboratorio vengono acquisite le conoscenze relative agli elementi fondamentali del linguaggio di programmazione C unitamente alle tecniche fondamentali di “problem solving” mediante l’uso di un elaboratore. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze sull’architettura degli elaboratori e comprensione delle modalità (logica) di funzionamento di un elaboratore elettronico, della codifica e relativa rappresentazione delle informazioni, dei costrutti fondamentali dei linguaggi di programmazione, delle strutture dati principali (vettori e matrici), della rappresentazione degli algoritmi attraverso diagrammi a blocchi, della sintassi del linguaggio C e del suo utilizzo per la realizzazione di algoritmi; conoscenze di massima sulla struttura di un sistema operativo, comprensione della catena di programmazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper rappresentare semplici algoritmi attraverso diagrammi a blocchi e codificarli utilizzando il linguaggio C; saper interpretare e comprendere codice scritto in linguaggio C. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper utilizzare i costrutti base del linguaggio C per la codifica di algoritmi. Abilità comunicative (communication skills) Data la natura del corso non vengono sviluppate particolari abilità comunicative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Nessuno. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono proposti e commentati algoritmi e la relativa codifica in linguaggio C. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano specifici algoritmi o completano programmi parzialmente scritti in linguaggio C. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. La prova scritta viene realizzata dallo studente sul sistema di elaborazione; essa consiste in scrittura, compilazione, esecuzione e verifica di un semplice programma in linguaggio C. 106 Contenuto del corso Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Argomenti Contenuti specifici Il concetto di informazione, algoritmo, programma ed esecutore. Elementi di architettura dei sistemi informatici: la macchina di von Neumann. Memoria centrale, bus, unità centrale, interfacce di ingresso/uscita. Codifica dell’informazione: codifica dell’informazione non numerica, codifica dei numeri naturali, interi, frazionari e reali. I linguaggi di rogrammazione e loro descrizione: carte sintattiche e notazione Backus-Naur. Introduzione generale: concetti di aggregazione e astrazione. Tipi e variabili. Tipi semplici: intero, float, char. Tipi enumerativi. Variabili automatiche, esterne e statiche. Operatori. Espressioni. L’istruzione di assegnazione e sua semantica. Istruzioni semplici. Blocchi di istruzioni. Strutture di controllo selettive. Strutture di controllo iterative predeterminate e non. Carte sintattiche dei principali costrutti di programmazione. Tipi strutturati: Array. Gestione delle stringhe. Concetti di programmazione modulare. Il concetto di funzione. Definizione, chiamata, prototipo. Passaggio dei parametri per valore e per riferimento. Effetti collaterali e procedure. Grafo di flusso. Sequenza statica e sequenza dinamica. Visibilità e durata delle variabili. Le funzioni predefinite della standard library. Il concetto di file. File ad accesso sequenziale e diretto. File di testo. Apertura ed operazioni di lettura e scrittura su file. Lettura a carattere e formattata. Strumenti per la produzione di programmi. Scrittura ed editing di un programma. Compilazione, collegamento ed esecuzione. Sviluppo di programmi di base. Sviluppo di algoritmi notevoli su vettori e matrici: calcolo del minimo e del massimo, prodotto scalare, prodotto matriciale, calcolo della trasposta e della traccia di una matrice. Sviluppo di programmi con I/O su file. Algoritmi notevoli di ricerca ed ordinamento: ricerca lineare, ricerca dicotomica, bubble sort, selection sort. Concetti di Base 10 Fondamenti di Programmazione 10 4 Decomposizione funzionale e elementi di progetto di programmi I file sviluppo di semplici programmi 10 5 3 2 8 sviluppo di algoritmi 8 Totale Ore 33 11 16 Testi di riferimento S. Ceri, D. Mandrioli, L. Sbattella, P. Cremonesi, G. Cugola - Informatica: Arte e Mestiere, Terza Edizione McGraw-Hill Italia. Per le parti di programmazione è consigliato il seguente manuale di linguaggio C: B.W. Kernighan, D. Ritchie - Linguaggio C, Pearson-Prentice Hall, II edizione. 107 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: FONDAMENTI DI ELETTRONICA (9 CFU) 9 Prof. Alfredo Rubino Laurea I Livello, II Anno – I semestre Elettrotecnica I, Fisica II, Matematica II Finalità del corso Il Corso intende fornire i modelli elettrici dei dispositivi a stato solido impiegati nella microelettronica e studiare il loro impiego all’interno di circuiti sia digitali che analogici. Vengono inoltre forniti gli strumenti matematici necessari per l’analisi di circuiti elettronici nel dominio del tempo, sia in commutazione che in regime lineare. Il Corso fa uso del simulatore circuitale PSPICE, sia come strumento di verifica per lo studente delle tecniche adottate nella risoluzione dei circuiti sia per abituare l’allievo all’uso di CAD di progettazione nei corsi futuri. Percentuale di esercitazioni (numeriche e di laboratorio): 30% Programma I. Fisica dei materiali Elementi di Elettronica quantistica; Il legame chimico; Struttura a bande di semiconduttori, isolanti e metalli; densità di stati; drogaggio; caratteristiche fisiche dei principali semiconduttori; concentrazione di carica; resistività del materiale; processo di generazione/ricombinazione della carica; equazioni fondamentali dei semiconduttori ; la giunzione p-n; modello a controllo di carica; capacità di giunzione; capacità di diffusione; la giunzione metallo-semiconduttore; contatti ohmici; fenomeni di rottura; cenni di tecnologie microelettroniche; II. Il diodo ed applicazioni Modello fisico del diodo per ampi segnali e rappresentazione circuitali; modello SPICE ; breakdown; effetti termici; la commutazione del diodo; Circuiti raddrizzatori a semplice e doppia semionda; limitatori; circuiti di aggancio, duplicatori di tensione; III. Transistore bipolare Il modello per ampi segnali del transistore e rappresentazioni circuitali; modello SPICE; fenomeni di breakdown; effetti termici; caratteristiche di commutazione; circuiti lineari del BJT; IV. Dispositivi unipolari Il modello per ampi segnali del JFET e del MOSFET; modello SPICE; limiti di funzionamento; caratteristiche di commutazione; modelli lineari di dispositivi unipolari V. Circuiti di polarizzazione discreti ed integrati Reti di polarizzazione; Analisi delle condizioni di funzionamento d.c. di circuiti multistadio a componenti discreti; Generatori di corrente in tecnologia MOS e Bipolare; Carichi attivi; Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: - Fisica dei semiconduttori - Dispositivi Elettronici - Analisi di circuiti elettronici a diodi nel dominio del tempo -Analisi della polarizzazione di circuiti a componenti discreti ed integrati Modalità di svolgimento dell’esame: L’esame consiste di una prova scritta ed una prova orale. 108 Capacità di: - interpretare data sheet di dispositivi commerciali di diversa tecnologia (Bipolari, Mos, Jfet); - Analizzare le condizioni di funzionamento d.c di semplici circuiti elettronici Testi e materiale didattico di supporto Microelettronica - Elettronica analogica 2/ed Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock, McGraw- Hill Appunti del Corso disponibili in rete. 109 FONDAMENTI DI ELETTRONICA (12 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Alfredo Rubino Semestre: Integrato: NO Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica SSD: ING-INF/01 Crediti:12 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il Corso intende fornire i modelli elettrici dei dispositivi a stato solido impiegati nella microelettronica e studiare il loro impiego all’interno di circuiti analogici. Vengono inoltre forniti gli strumenti matematici e metodologici necessari per l’analisi di circuiti elettronici in regime lineare. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione del funzionamento dei dispostivi elettronici, analisi di circuiti analogici multistadio. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Progettazione, simulazione e realizzazione di circuiti analogici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i criteri più appropriati per progettare un circuito analogico amplificatore. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, scrivere un elaborato che contenga l’analisi o la progettazione di un semplice circuito, esporre oralmente un argomento legato ai dispositivi elettronici e ai circuiti analogici elementari. Capacità di apprendere (learning skills) La capacità di applicare le conoscenze acquisite alla realizzazione di progetti che soddisfino requisiti definiti e specificati. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di elettromagnetismo, equazioni differenziali, reti elettrich. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti l’analisi o il progetto di un dispositivo o di circuito elettronico. Nelle esercitazioni pratiche è previsto l’uso di simulatori e la realizzazione di un circuito che soddisfi a specifiche assegnate. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 110 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Il diodo ed applicazioni Contenuti specifici Fisica dei semiconduttori Modello fisico del diodo per ampi segnali e rappresentazione circuitali; modello SPICE; effetti del secondo ordine; la commutazione del diodo. Analisi di circuiti a diodi lineari e nel dominio del tempo Il modello per ampi segnali del transistore e rappresentazioni circuitali; modello SPICE; effetti del secondo ordine; caratteristiche di commutazione; circuiti lineari del BJT Il modello per ampi segnali del JFET e del MOSFET; modello SPICE; limiti di funzionamento; caratteristiche di commutazione; modelli lineari di dispositivi unipolari Reti di polarizzazione; analisi delle condizioni di funzionamento d.c. di circuiti multistadio a componenti discreti. Generatori di corrente in tecnologia MOS e Bipolare. Carichi attivi; Amplificazione; polarizzazione dell’amplificatore nella regione lineare; distorsione; modelli a doppio bipolo; adattamento delle impedenze di generatore e di carico. Modelli per piccoli segnali del diodo, BJT, MOSFET e JFET; configurazioni elementari per BJT, MOSFEte JFET; guadagno, resistenza d’ingresso, resistenza d’uscita, intervallo di escursione dei segnali. Utilizzo di simulatori circuitali. Ore Lez. 15 5 Ore Eserc. Ore Lab. 10 10 Transistore bipolare 5 5 Dispositivi unipolari Circuiti di polarizzazione discreti ed integrati 5 5 4 6 Sistemi analogici 10 Modelli per piccoli segnali e amplificatori lineari 15 15 10 Totale Ore 59 41 20 Testi di riferimento Microelettronica- Elettronica Analogica, Richard C. Jaeger Travis N. Blalock , MCGraw Hill 2005 Dispense fornite al corso 111 FONDAMENTI DI MISURE Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Consolatina Liguori Semestre: I Integrato: NO Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica I, Matematica II SSD: ING-INF/07 Crediti:6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di effettuare: misure dirette ed indirette di resistenza media, corrente e tensione (a.c e d.c.) con multimetri numerici; misure nel dominio del tempo (ampiezza, periodo, intervallo di tempo, fase) su segnali periodici con oscilloscopio analogico; qualificazione delle misure in termini di incertezza ed errore deterministico sia per valutazione diretta (metodi statistici) sia indiretta. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia nell’ambito delle misure ed in particolare delle misure elettroniche, della strumentazione e dell’espressione delle loro caratteristiche metrologiche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper realizzare un circuito di misura, impiegare la strumentazione e valutare l’incertezza delle misure ottenute. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la strumentazione più adatto per la misura di interesse, definire modalità per la riduzione dell’incertezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente argomenti legato alle misure elettroniche e saper lavorare in gruppo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative allo studio di circuiti elettrici ed elettronici, all’analisi matematica. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato l’esecuzione di una misurazione con metodi diretti e/o indiretti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova di laboratorio e una prova orale. 112 Contenuto del corso Argomenti Teoria della misurazione e valutazione incertezza Caratteristiche della strumentazione Problematiche relative alle misurazioni Multimetro Oscilloscopio analogico Totale Ore Testi di riferimento G. Zingales, “Metodi e Strumenti per le Misure Elettriche”, UTET Torino M.Savino, “Fondamenti di Scienze delle Misure”, la Nuova Italia Scientifica. Dispense integrative sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. Contenuti specifici Metodi per il trattamento statistico dei dati, test statistici nelle misure, norma UNI-ENV 13005, Sistema Internazionale Caratteristiche statiche e dinamiche, uso delle specifiche degli strumenti Effetti di carico, le cause di influenza, rumore Architettura, modalità di funzionamento, uso per misure di corrente tensione e resistenza Oscilloscopi analogici: architetture, modalità di funzionamento, predisposizione e uso Ore Lez. 8 6 8 8 10 40 8 Ore Eserc. 4 4 2 4 6 12 Ore Lab. 113 FOTOVOLTAICO E OPTOELETTRONICA Docente: Prof. Heinrich Christoph NEITZERT Semestre: I Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Integrato: no Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/01 Crediti: 10 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso amplia le conoscenze sul trasporto elettronico nei semiconduttori con riguardo alle eterostrutture e introduce le proprietà ottiche di vari materiali semiconduttivi. Sulla base di questi fondamenti vengono introdotti i dispositivi optoelettronici fondamentali ed illustrate le applicazioni di tali dispositivi. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’optoelettronica e del fotovoltaico. Conoscenza dei principali dispositivi e dei metodi di caratterizzazione di tali dispositivi e dei materiali attivi. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Interpretare i datasheet di dispositivi optoelettronici e di celle fotovoltaiche ed applicare tale conoscenza alla realizzazione di circuiti elettronici per l’optoelettronica. Conoscere i principali metodi di fabbricazione dei dispositivi optoelettronici ed essere in grado di realizzare una cella solare in laboratorio. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i dispositivi più appropriati per progettare circuiti per l’optoelettronica e proporre le soluzione adatte per la realizzazione di un impianto fotovoltaico a piccole dimensioni Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, approfondendo un argomento insieme in piccoli gruppi e communicandolo successivamente in una breve relazione agli altri partecipanti al corso. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di fisica dei dispositivi a semiconduttore e della struttura della materia. Metodi didattici L’insegnamento comprende lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche in laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono svolte simulazioni di dispositivi optoelettronici e di celle fotovoltaiche con i programmi PSPICE e PC1D. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti, divisi in piccoli gruppi, caratterizzano sia materiali sia dispositivi per l’Optoelettronica e per il Fotovoltaico. In una delle esercitazioni in laboratorio si fabbrica e caratterizza una cella solare, basata sul materiale attivo TiO2. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 114 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Processi radiativi nei semiconduttori. Assorbimento di luce in semiconduttori. Materiali (Silicio (mono-, poly-, micro-, nanocristallino, amorfo, poroso), GaInN, InP/InGaAs, GaAs/AlGaAs, InGaAsP, semiconduttori organici, CNT) e tecniche di crescita di componenti optoelettronici. Teoria della eterogiunzione ed introduzione alla teoria di strutture quantistiche. LED, Laser (Fabry-Perot, DBR e DFB, VCSEL, Quantum Cascade Laser),. Amplificatori Ottici. Fotoconduttori, Fotodiodi (Fotodiodi P-N, Fotodiodi P-I-N, Rivelatori a valanga), Fototransistori, Rilevatori 2D di tipo CCD e CMOS.) Modulatori elettro-ottici: Quantum Confined Stark Effect modulator, Wannier-Stark Effect modulator, Modulatori interferenziali, Modulatori tutto-ottici Accoppiatori ottici, Fotodiodi integrati con transistori ultraveloci (MESFET, HEMT, HBT), Laser integrato con modulatore. Circuiti ottici integrati (OEIC) Proprietà dell'emissione solare. L'energia fotovoltaica in confronto con altre fonti di energia. L'efficienza teorica di una cella fotovoltaica. Il concetto della cella a multigiunzione. Materiali per applicazioni fotovoltaiche. Celle fotovoltaiche di tipo pn ed pin. Celle basate sulle eterogiunzioni. Tecniche ottiche ed optoelettroniche per la caratterizzazione di materiale per il fotovoltaico. Circuito equivalente di una cella fotovoltaica. Simulazione di celle e sistemi fotovoltaici. Processi di ricombinazione e tecniche di passivazione. Concetti di "light trapping". MPPT-Tracking, Stabilizzatori di tensione, Circuiti di carica per batterie, Inverter, diodi “Blocking” e diodi “Bypass”. Realizzazione di una cella solare, basata su TiO2 come materiale attivo. Caratteristica corrente-tensione della cella solare. La risposta spettrale. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Proprietà ottiche ed elettroniche di semiconduttori per l'Optoelettronica 10 4 Fotoemettitori Fotorilevatori 6 6 2 2 6 6 Modulatori Integrazione di componenti optoelettronici ed elettronici Introduzione nel concetto dell’energia fotovoltaica 4 4 10 Materiali e celle fotovoltaiche 10 2 6 Circuiti elettronici per il fotovoltaico Realizzazione di una cella solare e caratterizzazione di pannelli solari. Totale Ore 6 2 4 4 60 8 6 32 Testi di riferimento P. Bhattacharya "Semiconductor Optoelectronic Devices", Prentice Hall T. Markvart and L. Castaner, “Practical Handbook of Photovoltaics”, Elsevier 115 INGEGNERIA E TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 6 Prof. Francesco Basile Laurea Specialistica, II Anno – I semestre Finalità del corso Fornire le competenze per la progettazione di un sistema di controllo. I moderni sistemi di controllo sono di fatto dei sistemi elaborazione delle informazioni in tempo reale. Essi sono costituiti da un insieme di dispositivi interconnessi tra loro attraverso una o più reti di comunicazione. Tuttavia si differenziano da altri sistemi per l’elaborazione delle informazioni in quanto dall’esito dell’elaborazione di un sistema di controllo dipende l’esecuzione di una azione sulla realtà fisica, nel caso più generale la trasformazione di materiale o energia. Nel corso vengono introdotti lo standard internazionale IEC 61131 per la programmazione dei dispositivi di controllo e le tecnologie di maggior impiego nel settore, con particolare riferimento ai controllori a logica programmabile (PLC) ed alle reti per l’automazione. Vengono poi illustrati i sistemi SCADA, DCS e MES che rappresentano le più comuni applicazioni di controllo distribuito. Infine la presentazione delle metodologie per la progettazione di algoritmi di controllo logico/sequenziale e la problematiche relative alla loro implementazione completa l’insieme delle metodologie per la progettazione dei sistemi di controllo esposte nei corsi di Controlli Automatici I e II Programma Programmazione dei dispositivi di controllo (20h) esercitazioni 35% Lo standard internazionale IEC 61131. Programmazione dei dispositivi di controllo attraverso i linguaggi previsti dallo standard: Testo Strutturato, Linguaggio a Contatti, Diagramma a Blocchi Funzionali, Lista Istruzioni e Diagramma Funzionale Sequenziale. Dispositivi per il controllo (8h) esercitazioni 10% Requisiti di un dispositivo per il controllo. Controllori per applicazioni generiche: controllori monolitici, controllori con architettura a bus, controllori basati su personal computer. Il controllore a logica programmabile (PLC). Controllori di macchine a controllo numerico. Controllori specializzati: regolatori PID e controllori per motori elettrici. Controllo distribuito (12h) esercitazioni 10% Sistemi di produzione integrata. Reti per l’automazione. Sistemi per il controllo di supervisione (SCADA) e l’acquisizione di dati. Sistemi per l’esecuzione della produzione (MES). Sistemi di controllo distribuito (MES). Progettazione dei sistemi di controllo (20h) esercitazioni 30% Sviluppo dei sistemi di controllo. Esempi di architetture di controllo. Metodologie per la progettazione del controllo logico sequenziale: i sistemi ad eventi discreti, analisi di sistemi ad eventi discreti modellati con automi o reti di Petri, algoritmi per la sintesi di controllori per sistemi a eventi discreti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Tecnologie dei sistemi di controllo per l’automazione Analisi e controllo dei sistemi ad eventi discreti Capacità di: Progettare, configurare e programmare un sistema di automazione Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. 116 Testi e materiale didattico di supporto P. Chiacchio, F. Basile, “Tecnologie informatiche per l’automazione”, McGraw-Hill, 2004, ISBN 88-386-6147-2. Dispense integrative e problemi forniti sulla pagina web del docente accessibile dal sito web dipartimentale http://www.diiie.unisa.it 117 INQUINAMENTO E RISCHIO ELETTROMAGNETICO Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 6 Prof. Lucio Ippolito, Bruno Bisceglie Laurea Specialistica, II Anno - I semestre Nessuna Finalità del corso Il corso si propone di fornire all'allievo le conoscenze necessarie per una valutazione dei livelli di inquinamento e rischio elettromagnetico connessi alle principali sorgenti di campo a bassa ed alta frequenza. Vengono inoltre curati gli aspetti teorici e pratici associati alle misure di campo. Particolare rilievo viene posto all'analisi critica della normativa vigente ed alla valutazione dell'impatto ambientale dei sistemi radianti. Programma Esposizione ai campi EM a bassa e alta frequenza (10h) esercitazioni 0% La radiazione EM. Campi elettrici e magnetici a frequenza industriale. Effetti biologici. Interazione con l'uomo e rischi. Concetti di dosimetria. Normativa vigente. Sorgenti di radiazione in bassa frequenza (12h) esercitazioni 20% Caratteristiche delle sorgenti. Linee e stazioni elettriche ad alta tensione. Altre sorgenti di campo elettrico presenti in ambienti domestici e industriali. Modellistica previsionale. Metodi di valutazione dell'impatto ambientale. Sorgenti di radiazione EM ad alta frequenza (12h) esercitazioni 20% Sistemi fissi per telecomunicazione. Antenne per telefonia cellulare. Ponti radio. Antenne radiotelevisive. Altre sorgenti di campi EM ad alta frequenza. Modelli previsionali. Valutazione dell'impatto ambientale. Misura dei campi elettrici e magnetici a frequenza industriale (13h) esercitazioni 80% Misure di esposizione. Misura dei campi magnetici alternati. Misura dei campi elettrici alternati. Incertezza di misura. Procedura ed esecuzione delle misure. Verifica della compatibilità di una data situazione espositiva con i limiti sanitari. Scelta dello strumento di misura. Misura dell’esposizione umana. Consigli pratici per la stesura di un protocollo di misura. Documentazione relativa alle prove. Metodi di rilevazione dei campi EM ad alta frequenza (13h) esercitazioni 80% Problematiche di misura. Sensori per la misura del campo in zona reattiva ed in zona radiativa. Strumenti di misura. Qualità delle misure. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Normativa vigente. Valutare l'impatto ambientale di un Interazione tra campi EM e bioorganismi. sistema radiante. Caratterizzazione di sorgenti di campo EM a Effettuare misure dei livelli di campo bassa ed alta frequenza. EM a bassa ed alta frequenza. Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto P.Bevitori: Inquinamento elettromagnetico: campi elettrici e magnetici a frequenza industriale, Maggioli Ed., 2000. P.Bevitori: Inquinamento elettromagnetico ad alta frequenza, Maggioli Ed., 2000. G.Leveratto: Antenne sicure, Hoepli Ed., 1997. 118 LABORATORIO DI ANALISI DEI SEGNALI Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Vincenzo MATTA Semestre: I Integrato: Propedeuticità: FAST II SSD: ING-INF/03 Crediti: 3 Tipologia: Affine Codice Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo del corso è fornire allo studente le competenze necessarie per affrontare i problemi tipici dell’analisi dei segnali attraverso il calcolatore, e in particolare con l’ausilio del MATLAB. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei metodi necessari ad applicare concretamente, attraverso l’ausilio del calcolatore, i modelli concettuali, logici e fisici per l’analisi dei segnali e la loro trasmissione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e realizzare in MATLAB algoritmi relativi a problemi concreti di elaborazione del segnale e delle comunicazioni. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare algoritmi di analisi dei segnali e trasmissione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’elaborazione dei segnali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e statistiche di base, dei fondamenti dell’analisi dei segnali e della loro trasmissione. Metodi didattici L’insegnamento contempla alcune lezioni teoriche, ma si fonda principalmente su esercitazioni in laboratorio volte a tradurre in algoritmi ed esempi concreti i modelli matematici relativi alla teoria dei segnali e delle comunicazioni studiati dagli allievi nei corsi precedenti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale e la realizzazione di un progetto al MATLAB. 119 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al MATLAB Analisi spettrale Elaborazione statistica dei segnali Modulazioni analogiche e digitali Problematiche di sicurezza Totale Ore Contenuti specifici Introduzione all’uso del MATLAB. Principali comandi. Esempi di programmazione. Campionamento e conversione A/D. Trasformata di Fourier e DFT. Analisi spettrale basata sulla DFT con MATLAB. Simulazione Monte Carlo. Esempi di elaborazione statistica dei segnali in MATLAB. Esempi di problemi di stima e di rivelazione con MATLAB. Modulazioni analogiche: AM e FM. Modulazioni numeriche: PAM e PPM. Simulazione di sistemi di comunicazione in canali affetti da rumore con MATLAB. Esempi di algoritmi elementari per la crittografia e la steganografia. Simulazione di sistemi di trasmissione “sicuri” con MATLAB. Ore Lez. Ore Es. Ore Lab. 4 2 5 2 4 2 5 2 8 4 22 Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di Teoria dei Segnali, Liguori Editore. J. Proakis, M. Salehi, G. Bauch, Contemporary Communication Systems using MATLAB, CengageEngineering. 120 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: LABORATORIO DI ELETTRONICA (3 CFU) 3 Prof. Alfredo Rubino Laurea I Livello, III Anno – I semestre Fondamenti di Elettronica, Fondamenti di Misure Finalità del corso Il Corso intende fornire allo studente interessato agli aspetti pratici dell’Elettronica le abilità richieste nello sviluppo di un progetto completo di una scheda elettronica, dalla definizione delle specifiche tecniche fino alla sua implementazione. Il progetto potrà riguardare una specifica applicazione per la quale si richieda l’impiego di blocchi logici e/o analogici, sia a componenti discreti che integrati. L’attività sarà svolta presso il Laboratorio Polifunzione e dovrà terminare con la redazione di un data sheet della scheda con le caratteristiche tecniche testate. Programma Normative vigenti per il collaudo di prodotti elettronici; Manualistica di componenti commerciali; CAD di progettazione e simulazione; Caratterizzazioni di componenti e circuiti; Layout di schede elettroniche; Percentuale di esercitazioni di laboratorio: 70% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: - Utilizzo di CAD per la realizzazione di schede elettroniche, di CAD per la simulazione di circuiti, di apparecchiature di laboratorio. Capacità di: Sviluppo, realizzazione e testing di circuiti elettronici basati su blocchi operazionali ed su componenti discreti Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consiste nella discussione dell’ elaborato tecnico riguardante la scheda. Testi e materiale didattico di supporto Data sheet dei componenti. Appunti forniti durante il corso. 121 MACCHINE, ALGORITMI E STRUTTURE DATI Cds: Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: dr. A. Della Cioppa dr. G. Percannella Semestre: I Integrato: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: base Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce gli elementi di base circa l'organizzazione e l'architettura degli elaboratori elettronici e della teoria della commutazione, fornendo le metodologie e gli strumenti per l’analisi e la progettazione dei sistemi di calcolo. In una seconda parte si analizzano gli aspetti relativi alla progettazione e realizzazione di algoritmi, utilizzando tecniche iterative e ricorsive e valutando l’efficienza dei programmi ottenuti. Dopo un approfondimento di tali aspetti il corso presenta le principali strutture dati fondamentali, come stack, liste ed alberi, tabelle hash presentandone la realizzazione in linguaggio C. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza degli algoritmi e strutture dati fondamentali. Conoscenza dei paradigmi di programmazione iterativa e ricorsiva. Capacità di confrontare algoritmi sulla base dell'efficienza di esecuzione. Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’architettura hardware e software degli elaboratori, dei modelli architetturali degli elaboratori, dei modelli concettuali, logici e fisici di rappresentazione ed elaborazione dei dati. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Analizzare e realizzare applicazioni che utilizzino algoritmi e strutture dati standard in linguaggio C, valutandone l’efficienza. Realizzazione di progetti software in C di piccole dimensioni. Analizzare quantitativamente l’impatto di scelte architetturali sulle prestazioni. Sviluppo di componenti hardware/software per architetture avanzate. Autonomia di giudizio (making judgements) Selezionare le strutture dati adeguate a supportare un'applicazione, sulla base delle specifiche esigenze applicative. Saper valutare il rapporto costo/prestazioni in sistemi complessi e usare le tecnologie hardware/software dei calcolatori elettronici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Esporre oralmente argomenti relativi agli algoritmi ed alle strutture dati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze sulla programmazione in linguaggio C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono proposti e commentati algoritmi e la relativa codifica in linguaggio C. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti progettano ed implementano programmi sulla base delle specifiche fornite dal docente. L’attività di laboratorio prevede anche lo sviluppo di progetti realizzati in gruppi di 3-4 persone. 122 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Concetti di Base Fondamenti di architettura del calcolatore Fondamenti di architettura del calcolatore Complementi di programmazione in C Ricorsione Complessità computazionale Contenuti specifici Elementi di architettura dei sistemi informatici. Reti combinatorie e reti sequenziali. CPU. ALU e Control Unit CPU. Memoria. Input/Output Puntatori, array e puntatori, aritmetica dei puntatori. Le struct. Aspetti e definizioni generali. Induzione Matematica. Divideet-impera. Algoritmi ricorsivi notevoli: Hanoi, Quicksort, Mergesort. Definizioni, il modello RAM, notazioni funzioni (Θ , Ω , O), calcolo di complessità (i vari costrutti), calcolo di complessità degli algoritmi, formule di ricorrenza, ricorrenze notevoli e loro risoluzione, cenni alla analisi ammortizzata. Aspetti generali, classificazione e struttura dati, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sulle liste. Aspetti generali, classificazione e struttura dati, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sugli alberi. Aspetti generali, hashing esterno ed interno, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sulle tabelle hash. Ore Lez. 8 10 8 4 4 Ore Eserc. 2 0 2 2 4 Ore Lab. 0 0 0 2 2 4 2 0 Liste dinamiche 6 4 2 Alberi binari 6 4 2 Tabelle hash Totale Ore Testi di riferimento 6 56 4 24 2 10 Carl V. Hamacher, , Zvonko G. Vranesic, Safwat G. Zaky, “Introduzione all'architettura dei calcolatori”, Editore: McGraw Hill. Seconda edizione, Anno: 2007. T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein, “Introduzione agli algoritmi e strutture dati 2/ed”, McGraw - Hill. Il corso è completamente supportato da materiale didattico on-line e dispense del docente disponibili sul sito del corso. Il sito è accessibile attraverso il portale dell'Area Didattica di Ingegneria dell'Informazione http://www.adinf.unisa.it. Sono, inoltre, disponibili agli studenti esempi di esercizi svolti e ulteriore materiale didattico integrativo. 123 MACCHINE ED IMPIANTI ELETTRICI ( 6 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Antonio PICCOLO Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica II SSD: ING-IND/33 Crediti: 6 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso vuole fornire allo studente le basi conoscitive degli impianti elettrici di bt e delle macchine elettriche rotanti, al fine di poter progettare in modo compiuto i sistemi complessi, con particolare riferimento al controllo degli attuali azionamenti industriali maggiormente impiegati nel campo dell’automazione e della robotica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito degli impianti elettrici e delle macchine rotanti, dei modelli concettuali, logici e fisici, delle metodologie di progetto degli impianti elettrici per uso civile. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un impianto elettrico di bt per ambiente civile attraverso software dedicati e saper dimensionare una macchina elettrica considerando l’integrazione con il sistema elettrico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati di progettazione per impianti elettrici di bt ottimizzando il processo realizzativo e maturare capacità critica per l’integrazione di macchine rotanti nei sistemi di distribuzione dell’energia. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato agli impianti elettrici e alle macchine elettriche. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti, anche in lingua inglese. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di elettrotecnica, con particolare riferimento alla risoluzione delle reti elettriche trifase. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende i contenuti dell’insegnamento relativi alla progettazione di un impianto elettrico per uso civile. A tale scopo alcune ore di esercitazione vengono dedicate all’addestramento degli studenti all’utilizzo di pacchetti software per la progettazione assistita da calcolatore di impianti in bassa tensione per applicazioni civili ed industriali. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale durante la quale sarà valutato anche l’elaborato progettuale. 124 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Componentistica Progettazione Normativa, sicurezza e progettazione Introduzione alle macchine elettriche Le macchine elettriche e i sistemi di controllo Cenni su altri tipi di macchine Totale Ore Contenuti specifici Generalità sui sistemi elettrici di potenza: il sistema di alimentazione elettrica, il sistema di utilizzazione dell’energia elettrica. Il sistema di alimentazione e i componenti per il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica. Criteri per la progettazione di un impianto elettrico per uso civile e industriale in bt. Principali riferimenti normativi e fondamenti di sicurezza elettrica per una progettazione a regola d’arte. La conversione elettromeccanica dell’energia. Studio della macchina asincrona, sincrona, a corrente continua. Principi di funzionamento del motore a passo, a magneti permanenti, brushless. Ore Lez. 3 12 6 4 2 10 2 39 9 12 3 3 3 3 9 Ore Eserc. Ore Lab. Testi di riferimento V. Carrescia, Sicurezza Elettrica, Ediz. Hoepli, Milano G. Conte, Impianti elettrici, vol. 1-2, Ediz. Hoepli V. Cataliotti, Impianti elettrici, Ediz. Flaccovio Mohan, Undeland, Robbins, Power Electronics A. E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko, Macchine Elettriche, Ed. Franco-Angeli, Milano Appunti del corso 125 MACCHINE, IMPIANTI ELETTRICI E SISTEMI DI POTENZA (9 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Antonio PICCOLO Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica II SSD: ING-IND/33 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso vuole fornire allo studente le basi conoscitive degli impianti elettrici di bt e delle macchine elettriche rotanti, al fine di poter progettare in modo compiuto i sistemi complessi, con particolare riferimento al controllo degli attuali azionamenti industriali maggiormente impiegati nel campo dell’automazione e della robotica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito degli impianti elettrici e delle macchine rotanti, dei modelli concettuali, logici e fisici, delle metodologie di progetto degli impianti elettrici per uso civile. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un impianto elettrico di bt per ambiente civile attraverso software dedicati e saper dimensionare una macchina elettrica considerando l’integrazione con il sistema elettrico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati di progettazione per impianti elettrici di bt ottimizzando il processo realizzativo e maturare capacità critica per l’integrazione di macchine rotanti nei sistemi di distribuzione dell’energia. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato agli impianti elettrici e alle macchine elettriche. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti, anche in lingua inglese. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di elettrotecnica, con particolare riferimento alla risoluzione delle reti elettriche trifase. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende i contenuti dell’insegnamento relativi alla progettazione di un impianto elettrico per uso civile. A tale scopo alcune ore di esercitazione vengono dedicate all’addestramento degli studenti all’utilizzo di pacchetti software per la progettazione assistita da calcolatore di impianti in bassa tensione per applicazioni civili ed industriali. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale durante la quale sarà valutato anche l’elaborato progettuale. 126 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Componentistica Progettazione Normativa, sicurezza e progettazione Introduzione alle macchine elettriche Le macchine elettriche e i sistemi di controllo Cenni su altri tipi di macchine Dispositivi elettronici a semiconduttore: Contenuti specifici Generalità sui sistemi elettrici di potenza: il sistema di alimentazione elettrica, il sistema di utilizzazione dell’energia elettrica. Il sistema di alimentazione e i componenti per il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica. Criteri per la progettazione di un impianto elettrico per uso civile e industriale in BT. Principali riferimenti normativi e fondamenti di sicurezza elettrica per una progettazione a regola d’arte. La conversione elettromeccanica dell’energia. Studio della macchina asincrona, sincrona, a corrente continua. Principi di funzionamento del motore a passo, a magneti permanenti, brushless. Richiami sul diodo. Richiami sul tiristore. Semiconductor Controlled Rectifier (SCR). Gate Turn On Thyristor (GTO). MOSFET di potenza, IGBT. Transistori di potenza. Generalità sui circuiti di conversione ca/cc. Convertitori a tiristori. Convertitori monofase. Convertitori trifase e polifase. Raddrizzatori e convertitori in condizioni reali di funzionamento. Ponti semicontrollati. Esempi di dimensionamento. Generalità sui sistemi di conversione cc/cc. Chopper Stepdown, Step-up, Step up-down, Cùk. Modulazione PWM, modulazione unipolare e bipolare. circuiti di comando per tiristori. Circuiti di spegnimento per SCR. Esempi di dimensionamento. Convertitore di tensione monofase e trifase. Convertitore di corrente trifase Tecniche di modulazione PWM: a tensione e frequenza impressa, a corrente e frequenza impressa. Esempi di dimensionamento. Ore Lez. 3 12 6 4 2 10 2 4 3 3 3 3 9 Ore Ese. Ore Lab. Strutture di conversione ca/cc 6 2 2 Strutture di conversione cc/cc 6 2 2 Strutture di conversione cc/ac Totale Ore 6 61 13 16 Testi di riferimento V. Carrescia, Sicurezza Elettrica, Ediz. Hoepli, Milano G. Conte, Impianti elettrici, vol. 1-2, Ediz. Hoepli V. Cataliotti, Impianti elettrici, Ediz. Flaccovio Mohan, Undeland, Robbins, Power Electronics E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko, Macchine Elettriche, Ed. Franco-Angeli, Milano N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics, J. Wiley & Sons, NY. G. Montessori, Elettronica di Potenza, Editore Tecniche Nuove, Milano, 1993. Appunti del corso. 127 MATEMATICA I CdL: Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: Prof. Abdelaziz Rhandi Semestre: I Propedeuticità: nessuna SSD: MAT/05 Integrato: NO Codice: 0610400001 Crediti: 9 Tipologia: di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di base di Analisi Matematica ed Algebra lineare: Insiemi numerici, Cenni di Algebra Vettoriale, Funzioni reali, Richiami su equazioni e disequazioni, Successioni numeriche, Limiti di una funzione, Funzioni continue, Derivata di una funzione, Teoremi fondamentali del calcolo differenziale, Studio del grafico di una funzione, Matrici e sistemi lineari, Spazi vettoriali, Trasformazioni lineari e diagonalizzazione, Geometria analitica. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Uso corretto del linguaggio matematico. Affrontare ed analizzare vari problemi. Caratteristiche e proprietà delle funzioni reali di una variabile reale. Numeri reali e complessi. Proprietà di matrici, spazi vettoriali, trasformazioni lineari, autovalori e autovettori Capacità di: Sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Effettuare calcoli con limiti, derivate.Analizzare il comportamento di una funzione di una singola variabile. Svolgere semplici calcoli con i numeri complessi. Risolvere esercizi non complessi nell’ambito della geometria e dell’algebra lineare. Determinare autovalori e autovettori di una trasformazione lineare. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica, algebra lineare e geometria. conoscenza delle metodologie di dimostrazione. conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica. conoscenza dei concetti fondamentali dell’algebra lineare e della geometria Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Saper effettuare calcoli con limiti, derivate. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: 128 conoscenze relative all’algebra, con particolare riferimento a: equazioni e disequazioni algebriche, logaritmiche, esponenziali, trigonometriche, trascendenti - conoscenze relative alla trigonometria, con particolare riferimento alle funzioni trigonometriche fondamentali Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Cenni di Algebra Vettoriale Contenuti specifici Introduzione all’algebra vettoriale e alle operazioni con i vettori. Introduzione alla teoria degli insiemi. Operazioni sui sottoinsiemi di un insieme. Introduzione ai numeri reali. Estremi di un insieme numerico. Intervalli di R. Intorni, punti di accumulazione. Insiemi chiusi e insiemi aperti. Introduzione ai numeri complessi. Unità immaginaria. Operazioni sui numeri complessi. Forma geometrica e forma trigonometrica. Potenze e formula di De Moivre. Radici n-esime. Definizione. Campo di esistenza, egmentarl e grafico di funzione. Estremi di una funzione reale. Funzioni monotone. Funzioni composte. Funzioni invertibili. Funzioni elementari: funzione potenza nesima e radice n-esima, funzione esponenziale, funzione logaritmica, funzione potenza, funzioni trigonometriche e loro inverse. Equazioni di primo grado. Equazioni di secondo grado. Equazioni binomie. Equazioni irrazionali. Equazioni trigonometriche. Equazioni esponenziali e logaritmiche. Sistemi di equazioni. Disequazioni di primo grado. Disequazioni di secondo grado. Disequazioni fratte. Disequazioni irrazionali. Disequazioni trigonometriche. Disequazioni esponenziali e logaritmiche. Sistemi di disequazioni. Definizioni. Successioni limitate, convergenti, oscillanti e divergenti. Successioni monotone. Numero di Nepero. Criterio di convergenza di Cauchy. Definizione. Limite destro e limite sinistro. Teorema di unicità. Teoremi di confronto. Operazioni e forme indeterminate. Limiti notevoli. Definizione. Continuità e discontinuità. Teorema di Weierstrass. Teorema degli zeri. Teorema di Bolzano. Continuità uniforme. Definizione. Derivate destra e sinistra. Significato geometrico, retta tangente al grafico di una funzione. Derivabilità e continuità. 129 Ore Lez. 1 Ore Eserc. 2 - Insiemi numerici. 5 3 Funzioni reali 4 2 Richiami su equazioni e disequazioni 2 3 Successioni numeriche Limiti di una funzione Funzioni continue Derivata di una funzione 2 5 5 5 2 3 3 Teoremi fondamentali del calcolo differenziale Studio del grafico di una funzione Matrici e sistemi lineari Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate di funzione composta e funzione inversa. Derivate di ordine superiore. Differenziale di una funzione e significato geometrico. Teorema di Rolle. Teorema di Cauchy. Teorema di Lagrange e corollari. Teorema di De l’Hospital. Condizioni per massimi e minimi relativi. Formule di Taylor e di Mac-Laurin. Asintoti di un grafico. Ricerca dei massimi e minimi relativi. Funzioni concave e convesse in un punto, flessi. Grafico di una funzione tramite i suoi elementi caratteristici. Matrici e Determinanti. Risoluzione di sistemi lineari: Teorema di Rouché-Capelli; Teorema di Cramer. La struttura di spazio vettoriale. Dipendenza e indipendenza lineare. Spazi Vettoriali e dimensione finita. Teorema della base. Sottospazi vettoriali. Intersezione e somma di sottospazi (cenni), somma diretta. Definizione di prodotto scalare. Definizione di spazio vettoriale euclideo reale. Definizione di norma. Disuguaglianza di Cauchy – Schwarz. Definizione di angolo. Definizione di vettori ortogonali. Basi ortonormali. Componenti in una base ortonormale. Proiezioni ortogonali. Procedimento di Gram-Schmidt. Definizioni di trasformazione lineare. Nucleo e immagine. Proprietà e caratterizzazioni. Teorema della dimensione. Rappresentazione matriciale. Polinomio caratteristico. Autospazi e relative proprietà. Molteplicità algebrica e geometrica. Diagonalizzazione: definizione e caratterizzazioni (per matrici ed endomorfismi). Condizione sufficiente per la diagonalizzazione. Diagonalizzazione ortogonale. Definizione e caratterizzazioni di endomorfismi simmetrici. Proprietà degli autovalori di matrici simmetriche. Teorema spettrale. Sistema di riferimento cartesiano nel piano. Equazione della retta in forma implicita ed esplicita. Equazione egmentarla della retta. Parallelismo di rette. Fascio improprio di rette. Fascio proprio di rette. Retta per un punto. Retta passante per un punto e parallela ad una retta data. Condizioni di perpendicolarità di due rette. Coniche. Algoritmo di riduzione a forma canonica. Coordinate cartesiano nello spazio. Equazione del piano (parametrica e cartesiana). Equazione della retta (parametrica, cartesiana, simmetrica). Fasci di piani. Stelle di piani. Condizioni di parallelismo e perpendicolarità tra rette e rette, rette e piani, piani e piani. 4 6 2 3 8 2 Spazi vettoriali 3 2 Trasformazioni lineari e diagonalizzazione 5 3 Geometria analitica 3 2 Totale Ore Testi di riferimento G. Albano, C. D’Apice, S. Salerno, Limiti e Derivate, CUES (2002). G. Albano, C. D’Apice, S. Salerno, Algebra Lineare, CUES (2002). C. D’Apice, R. Manzo, Verso l’esame di Matematica I, CUES (2007). Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. 130 52 38 MATEMATICA II CdL: Ingegneria Elettronica Anno: I Docente: Prof. Tiziana Durante Semestre: II Integrato: NO Codice: 0610400002 Propedeuticità: Matematica I SSD: MAT/05 Crediti: 9 Tipologia: di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di base di Analisi Matematica: integrali delle funzioni di una variabile, serie numeriche, successioni e serie di funzioni, funzioni di più variabili, equazioni differenziali, integrali di funzioni di più variabili, curve e integrali curvilinei, superfici. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Caratteristiche e proprietà fondamentali delle funzioni reali di più variabili reali. Metodi di soluzione delle equazioni differenziali ordinarie. Concetti di curve e integrali curvilinei. Proprietà ed applicazione di integrali di funzioni di più variabili. Capacità di: Effettuare calcoli con serie ed integrali. Calcolare massimi e minimi di funzioni di due variabili. Risolvere semplici equazioni differenziali. Calcolare semplici integrali curvilinei. Calcolare semplici integrali doppi. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica, conoscenza delle metodologie di dimostrazione, conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Saper risolvere semplici equazioni differenziali ordinarie. Saper risolvere semplici integrali curvilinei e integrali doppi Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative all’Algebra Lineare con particolare riferimento a: Matrici e sistemi lineari, Spazi vettoriali, Trasformazioni lineari e diagonalizzazione, Geometria analitica 131 conoscenze relative all’Analisi Matematica di base, con particolare riferimento a: Equazioni e disequazioni algebriche, Studio del grafico di una funzione di una variabile reale, Successioni e serie numeriche, Limiti di una funzione, Continuità e Derivabilità di una funzione, Teoremi fondamentali del calcolo differenziale Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Integrazione di funzioni di una variabile Contenuti specifici Definizione di funzione primitiva e integrale indefinito. Integrali immediati. Regole e metodi di integrazione. Integrale delle funzioni razionali fratte. Integrale definito e significato geometrico. Teorema del valor medio. Funzione integrale e teorema fondamentale del calcolo integrale. Introduzione alle serie numeriche. Serie convergenti, divergenti e indeterminate. Serie geometrica, armonica. Serie a termini positivi e criteri di convergenza: criteri del confronto, del rapporto, della radice. Successioni. Definizioni. Convergenza puntuale e uniforme. Esempi e controesempi. Teorema sulla continuità del limite. Criterio di Cauchy uniforme. Teoremi di passaggio al limite sotto il segno di integrale. Teorema di passaggio al limite sotto il segno di derivata. Serie di funzioni. Definizioni. Convergenza puntuale, uniforme, totale. Criteri di Cauchy. Derivazione e integrazione per serie. Serie di potenze. Definizioni. Insieme di convergenza e raggio di convergenza. Teorema di Cauchy-Hadamard. Teorema di D’Alembert. Raggio di convergenza della serie derivata. Convergenza uniforme e totale. Teorema di integrazione e di derivazione per serie. Esempi e controesempi. Definizioni. Limite e continuità. Teorema di Weierstrass. Teorema di Cantor. Derivate parziali. Il Teorema di Schwarz. Gradiente. Differenziabilità. Il Teorema del Differenziale Totale. Funzioni composte. Teorema di derivazione delle funzioni composte. Differenziabilità delle funzioni composte. Derivate direzionali. Funzioni con gradiente nullo in un connesso. Funzioni definite tramite integrali. Formula di Taylor e differenziali di ordine superiore. Forme quadratiche. Matrici quadrate definite, semidefinite e indefinite. Massimi e minimi relativi. Funzioni a valori vettoriali. Definizioni. Integrale particolare e integrale generale. Esempi. Il problema di Cauchy. Teorema di esistenza ed unicità locale. Teorema di esistenza ed unicità globale. Prolungamento di una soluzione. Soluzioni massimali (cenni). Equazioni differenziali del primo 132 Ore Lez. 6 Ore Eserc. 6 Serie numeriche 2 2 Successioni e serie di funzioni 6 4 Funzioni di più variabili 7 5 Equazioni differenziali 6 7 Integrali di funzioni di più variabili Curve e Integrali curvilinei Forme differenziali Superfici e Integrali superficiali Totale Ore ordine. Equazioni differenziali lineari. Struttura dell’insieme delle soluzioni. Equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti. Wronskiano e sue proprietà. Metodi di risoluzione. Definizioni. Esempi. Proprietà. Applicazione ad aree e volumi. Il Primo Teorema di Pappo-Guldino. Formule di riduzione. Cambiamento di variabili. Definizione. Curve regolari. Lunghezza di una curva. Teorema di rettificabilità. Integrale curvilineo di una funzione. Definizioni. Campi vettoriali. Integrale curvilineo di una forma differenziale lineare. Forme chiuse ed esatte. Criteri di esattezza. Relazione tra esattezza e chiusura. Forme chiuse in rettangoli o aperti stellati. Forme chiuse in aperti semplicemente connessi. Definizioni. Esempi. Proprietà. Cambiamento di rappresentazioni parametriche. Area di una superficie e integrali superficiali. Superfici con bordo. Il Secondo Teorema di Pappo-Guldino. Teorema della Divergenza. Formula di Stokes. 7 4 6 3 7 4 5 50 3 40 Testi di riferimento N. Fusco, P. Marcellini, C. Sbordone, Analisi Matematica due, Liguori editore C. D’Apice, T. Durante, R. Manzo, Verso l’esame di Matematica II, CUES (2008). Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. 133 MATEMATICA III CdL: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Abdelaziz Rhandi Semestre: I Propedeuticità: Matematica II SSD: MAT/05 Integrato: NO Codice: 0610400009 Crediti: 6 Tipologia: di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di Analisi Matematica e Analisi Complessa: funzioni olomorfe, serie di Fourier, trasformate di Fourier, trasformate di Laplace, equazioni alle derivate parziali. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Proprietà di funzioni nel campo complesso. Proprietà e principali applicazioni delle serie di Fourier. Concetti e proprietà delle trasformate. Concetti e proprietà delle equazioni alle derivate parziali. Capacità di: Calcolare integrali attraverso il teorema dei residui. Calcolare semplici trasformate. Risolvere semplici equazioni alle derivate parziali. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica, algebra lineare e geometria, conoscenza delle metodologie di dimostrazione, conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica, conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi complessa, conoscenza dei concetti fondamentali delle trasformazioni e delle PDE. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi Saper effettuare calcoli con limiti, derivate. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze relative al calcolo integrale, con particolare riferimento a: integrazione di funzioni di una o più variabili, lineare o curvilinea - conoscenze relative allo sviluppo in serie, con particolare riferimento a serie numeriche e di funzioni - conoscenze relative alle funzioni a più variabili, ed alle equazioni differenziali ordinarie 134 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Contenuti specifici Derivazione complessa, funzioni olomorfe e loro proprietà. Condizioni di Cauchy-Riemann. Funzioni elementari nel campo complesso. Punti singolari. Cenni sulla polidromia. Integrazione su curve complesse. Teorema e formula integrale di Cauchy. Proprietà di media e di massimo. Serie di potenze e analiticità delle funzioni olomorfe. Teorema del massimo modulo. Teorema di Liouville. Teorema fondamentale dell’algebra. Serie di Laurent e classificazione delle singolarità. Residui, teorema dei residui e applicazioni al calcolo di integrali. Definizioni. Esempi. Disuguaglianza di Bessel. Teorema di convergenza puntuale. Teorema sulla convergenza uniforme. Integrazione termine a termine. Derivazione termine a termine. Euristica per passaggio al limite dalle serie di Fourier, definizione e proprietà, relazione tra derivazione e moltiplicazione per monomi, trasformata di una convoluzione, formula di inversione. Definizione e proprietà, semipiano di convergenza, relazione tra derivazione e moltiplicazione per monomi, trasformata di una convoluzione, antitrasformata e formule di inversione, calcolo di trasformate e antitrasformate. Introduzione alle equazioni alle derivate parziali, problemi di Cauchy e di Dirichlet, equazioni del calore, delle onde e di Laplace. Soluzioni di equazioni lineari alle derivate parziali tramite trasformate e separazione di variabili. Applicazioni della trasformata di Laplace alle equazioni differenziali. Ore Lez. Ore Eserc. Funzioni olomorfe 10 8 Serie di Fourier 5 3 Trasformata di Fourier 5 5 Trasformata di Laplace Applicazioni delle trasformate di Laplace e di Fourier alle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali Totale Ore 5 5 6 8 31 29 Testi di riferimento Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. 135 METODOLOGIE DI CONTROLLI AUTOMATICI Docente: Ing. Francesco Basile Semestre: II Cds: Ingegneria Elettronica (LS) Anno: II Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/04 Crediti: 5 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento delle metodologie più moderne di progettazione di controllori per sistemi dinamici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Capacità di progettare controllori avanzati e valutarne le prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare e progettare controllori per sistemi dinamici lineari o nonlineari in retroazione. Saper implementare un controllore su sistemi a microprocessore. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per il controllo dei sistemi dinamici ad un ingresso ed una uscita. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai controlli automatici avanzati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’algebra lineare e all’analisi nel campo complesso, oltre alle conoscenze sui metodi classici di progetto di controllori per sistemi lineari. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un esercizio da risolvere mediante l’utilizzo di calcolatrice scientifica ed abachi. Nelle esercitazioni di laboratorio gli studenti utilizzano per lo svolgimento degli esercizi MATLAB, un ambiente professionale per la progettazione di controllori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta con ausilio del calcolatore ed un colloquio orale. 136 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Proprietà strutturali Controllo per retroazione dello stato Controllo non lineare Controllo digitale Totale Ore Contenuti specifici Panoramica sulle moderne tecniche di controllo e relative problematiche Raggiungibilità, osservabilità, scomposizione canonica Assegnamento dei poli. Schema di controllo con e senza osservatore dello stato e retroazione dell’uscita. Piano delle fasi. Esistenza di cicli limite e altri insiemi invarianti. Il metodo della funzione descrittiva. Progetto per sintesi diretta nel tempo discreto Ore Lez. 2 8 6 2 2 2 Ore Eserc. Ore Lab. 6 12 34 2 4 4 4 12 Testi di riferimento P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, “Fondamenti di Controlli Automatici 2/ed”, McGraw-Hill, 2004, ISBN 8838660999. Dispense integrative e problemi sulla pagina web del docente accessibile dal sito www.automatica.unisa.it 137 METODI DI PROGETTAZIONE ED ANALISI DEGLI ESPERIMENTI Laurea Specialistica: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Maurizio GUIDA Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: SECS-S/02 Crediti: 3 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire metodi e strumenti di base per la raccolta e l’analisi di dati di guasto di componenti e sistemi complessi; fornire metodi e strumenti di base per la valutazione previsionale dell’affidabilità e della disponibilità di sistemi complessi. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’affidabilità, della progettazione di un esperimento (DOE), dell’analisi della varianza (ANOVA) e dell’analisi di regressione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Conoscenza delle problematiche connesse alla realizzazione di un esperimento industriale in relazione al controllo dei fattori di disturbo e delle problematiche connesse alla interpretazione dei risultati sperimentali. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un esperimento industriale, ed analizzarne i risultati. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento legato all’analisi di dati sperimentali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’analisi matematica ed alla teoria della Probabilità. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 138 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Significato di “affidabilità” e sua definizione operativa. Funzione affidabilità e inaffidabilità. Vita media. Vita media residua. Funzione “tasso di guasto” e “tasso di guasto cumulato”. Curva a “vasca da bagno” e suo significato tecnologico. Modello esponenziale. Modello Weibull. Diagramma logico di un sistema. Strutture di tipo “serie” e di tipo “parallelo”. Struttura fisica e struttura logica di un sistema. Strutture di tipo parallelo parziale. Sistemi con ridondanza in attesa. Metodo delle probabilità condizionate. Alberi dei guasti. Analisi dell’affidabilità di unità riparabili. Processi di conteggio dei guasti. Tempi tra guasti e tempi di guasto. Numero atteso di guasti. Modelli di processi stacastici più comuni: Processo di Poisson Omogeneo. Processo di Rinnovo. Processo Non Omogeneo di Poisson.. Catene e processi di Markov. Funzione Disponibilità. Disponibilità a regime e disponibilità media. Disponibilità di un sistema. Definizioni e concetti di base: unità sperimentali, trattamenti, fattori. Il principio della “casualizzazione” e del “raggruppamento in blocchi”. Piani sperimentali elementari. Confronto tra medie di k popolazioni Normali: Analisi della Varianza ad una via e a due vie. Grado di associazione lineare tra variabili: il coefficiente di correlazione. Modello di Regressione Lineare Semplice. Stima ai minimi quadrati dei parametri del modello. Indici globali di accostamento: il coefficiente di determinazione. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Elementi di Teoria dell’Affidabilità 4 1 Analisi dell’Affidabilità di Sistemi 10 5 Elementi di Analisi della Varianza e di Analisi di Regressione 6 4 Totale Ore Testi di riferimento Appunti delle lezioni S. M. Ross, Probabilità e Statistica per l’Ingegneria e le Scienze, Apogeo. 20 10 139 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: MICROELETTRONICA 5 Prof. Salvatore Bellone Laurea Specialistica, Curriculum Microelettronica, II Anno - II Semestre Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Finalità del corso Il Corso intende far avanzare le competenze dell’allievo sullo sviluppo di hardware per trattamento dell’informazione, fornendo le metodologie di analisi e di progettazione, anche in forma integrata, delle diverse sezioni preposte alla ricezione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni. Il Corso è da ritenersi strettamente integrato agli altri insegnamenti inseriti nell’orientamento con i quali concorre a formare laureati specialisti con competenze nel campo della progettazione VLSI, sia analogica che digitale, e in grado inoltre di monitorare processi microelettronici, correlare l’elettronica interna dei circuiti alle proprietà fisiche dei materiali, gestire l’innovazione tecnologica nel settore della micro ed optoelettronica. Particolare rilievo viene dato nel Corso all’impiego di software dedicato per la progettazione VLSI assistita al calcolatore. Programma Elettronica per le telecomunicazioni; Trasformata Zeta; Analisi di filtri a capacità commutate; Oscillatori controllati; Moltiplicatori analogici; oscillatori ad aggancio di fase; Modulatori - Demodulatori AM-FM; ricevitori e trasmettitori integrati; amplificatori RF; Circuiti per controllo guadagno; Elettronica per l’elaborazione della informazione CAD di progettazione analogica e digitale; Circuiti di polarizzazione per IC: riferimenti di tensione e corrente; Circuiti operazionali per applicazioni specifiche; amplificatori a larga banda; Generatori di forma d’onda arbitrarie; Moltiplicatori di frequenza; Convertitori tensione-frequenza; Circuiti di sample-hold; Convertitori A/D e D/A; Convertitori per usi speciali; circuiti d’interfacciamento; Rumore. Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 30% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Elettronica per il trattamento e la elaborazione dei disegnare e progettare circuiti integrati analogici di segnali media complessità utilizzare strumenti CAD di progettazione elettronica Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede lo sviluppo di un elaborato tecnico ed una prova orale finale. Testi e materiale didattico di supporto A.B. Grebene “Bipolar and MOS I.C Design” J. Wiley & Sons. M.S.Ghausi, K.R. Laker “Modern Filter Design” Prentice Hall Halt, Rinehart, Soclof “Design and Application of analog IC’s” Prentice Hall 140 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: MICROONDE 5 Prof. Flaminio Ferrara Laurea I Livello, Curriculum Specialistico, III Anno Campi Elettromagnetici (II mod) Finalità del corso Il corso di Microonde rappresenta il naturale completamento degli argomenti trattati nei corsi di Campi Elettromagnetici riguardanti la propagazione in strutture guidanti (guide d'onda metalliche, cavo coassiale, linea di trasmissione a facce piane affacciate, stripline e microstrip). Considera, inoltre, le tecniche di analisi e sintesi di componenti e circuiti a microonde, basate sull’approccio a costanti distribuite (linee di trasmissione equivalenti) e la caratterizzazione dei componenti mediante le matrici d'impedenza, scattering e trasmissione. Affronta il problema dell'adattamento d'impedenza e usa la teoria delle piccole riflessioni per analizzare i trasformatori d'impedenza a microonde. Il corso affronta, inoltre, lo studio dei componenti passivi a microonde (terminazioni, attenuatori, variatore di fase, accoppiatori direzionali) e di quelli attivi (klystron e magnetron). Tratta dei risuonatori a microonde, in quanto vengono utilizzati in molte applicazioni come filtri, oscillatori, frequenzimetri e amplificatori accordati. Infine, analizza le proprietà di base delle strutture periodiche per introdurre la teoria dei filtri a microonde. Programma Strutture guidanti Propagazione in strutture guidanti. Modi TEM, TM, TE. Linea di trasmissione a facce piane affacciate. Cavo coassiale. Linea bifilare. Stripline. Microstrip. Guida d'onda rettangolare. Guida d'onda circolare. Perdite dielettriche ed ohmiche nelle strutture guidanti. Circuiti a microonde Tensioni e correnti equivalenti. Impedenza di una giunzione a una porta e sue proprietà. Giunzioni a N porte. Matrice di impedenza. Giunzioni a due porte. Matrice di scattering. Matrice di trasmissione. Eccitazione del campo elettromagnetico in guida. Adattamento Carta di Smith. Adattamento a uno, due e tre stubs. Trasformatore a λ/4. Lemma delle piccole riflessioni. Trasformatore binomiale. Trasformatore di Chebyshev. Linee rastremate. Dispositivi passivi a microonde Terminazioni. Attenuatore. Variatore di fase. Accoppiatori direzionali. T-magic. Anello ibrido. Divisore di potenza. Circolatore a 4 e 3 porte. Risuonatori a microonde Circuiti risonanti serie e parallelo. Risuonatori a linee di trasmissione. Cavità risonante rettangolare. Risuonatore di Fabry Perot. Eccitazione dei risuonatori. Accoppiamento critico. Filtri a microonde Strutture periodiche. Metodo del parametro immagine. Metodo di inserzione delle perdite. Trasformazione di Richard. Identità di Kuroda. Sorgenti ed amplificatori a microonde Klystron. Magnetron. TWT Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Teoria delle reti a microonde. Dispositivi a microonde attivi e passivi. Aspetti fondamentali delle misure a microonde. Capacità di: Analizzare e progettare circuiti e reti a microonde. Progettare adattatori di impedenza. 141 Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto F.Ferrara, Dispense di Microonde R.E.Collin, Foundations of Microwave Engineering, McGraw-Hill, New York,1992. R.S. Elliot, An Introduction to Guided Waves and Microwave Circuits, Prentice-Hall. D.M. Pozar, Microware Engineering, John Wiley, New York, 1998. 142 MISURE ALLE ALTE FREQUENZE Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Antonio Scaglione Alfredo Paolillo Semestre: Propedeuticità: Campi Elettromagnetici Misure Elettroniche SSD: ING-INF/02 ING-INF/07 Integrato: Crediti: 6 Tipologia: insegnamento professionalizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce gli elementi teorici di base caratterizzanti le misure alle alte frequenze consentendone una verifica in Laboratorio Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze dei fondamenti teorici delle misure alle alte frequenze e delle caratteristiche della strumentazione utilizzata Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di eseguire misure alle alte frequenze. Capacità di utilizzare correttamente strumentazione di misura nel dominio della frequenza. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie opportune ed i compenti necessari per eseguire una misura alle alte frequenze. Saper predisporre ed utilizzare correttamente la strumentazione di misura per alte frequenze. Abilità comunicative (communication skills) Acquisizione della terminologia e delle competenze necessarie per l’interazione con strutture tecniche di aziende operanti nel settore delle misure alle alte frequenze. Saper stilare relazioni tecniche ed esporre i risultati di una misura. Capacità di apprendere (learning skills) Capacità di consultare manuali tecnici della strumentazione impiegata nelle misure ad alta frequenza Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi che il corso intende perseguire sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenza degli aspetti teorici riguardanti la propagazione guidata e la radiazione del campo elettromagnetico - conoscenza delle caratteristiche statiche e dinamiche della strumentazione di misura - conoscenza delle basi teoriche della rappresentazione dei segnali nel dominio della frequenza 143 Contenuto del corso Argomenti Misure su componenti in guida d’onda Misure in spazio libero Tecniche di rivelazione Contenuti specifici Misure di potenza. Misura di lunghezza d’onda. Misure di ROS. Misure di insertion loss. Misure del coefficiente di riflessione. Ponte riflettometrico. Misure coefficienti di Fresnel. Analisi della polarizzazione. Analisi di fasci laser. Misura della direttività di un’antenna. Misure di sezione radar. Tecnica di rivelazione diretta e rivelazione coerente: principi e circuiti. Lock-in amplifier ed applicazione alle misure in presenza di elevato rumore. Analizzatore di spettro analogico: principi di funzionamento, schema con doppia conversione in frequenza, uso dei prodotti di intermodulazione per l’estensione del range di frequenza. Sonde per la misura di campi elettromagnetici. Strumentazione ed aspetti normativi per le misure di inquinamento elettromagnetico. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 13 5 10 4 4 Strumentazione per alte frequenze Misure per inquinamento elettromagnetico Totale Ore 6 6 6 23 4 37 Testi di riferimento Dispense predisposte dai docenti e scaricabili dal sito www.adinf.unisa.it alle pagine dei docenti. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni di laboratorio riguardanti lo svolgimento di misure alle alte frequenze caratterizzate da spiccata valenza didattica. A valle di ogni esercitazione di laboratorio è prevista la stesura di una relazione descrittiva. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio sulle relazioni stilate durante il corso. 144 MISURE ELETTRONICHE (6 CFU) Propedeuticità: Fondamenti di Misure, Elettrotecnica II, Fondamenti di Elettronica SSD: ING-INF/07 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Antonio Pietrosanto Semestre: I Integrato: Crediti: 6 Codice: Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di effettuare: misure di resistenza (piccole, medie ed elevate), corrente, tensione su circuiti e dispositivi elettronici; misure nel dominio del tempo su segnali transitori con oscilloscopio numerico; misure di periodo, frequenza ed intervallo di tempo con contatore numerico; uso delle “math function” (ad es. FFT) degli oscilloscopi numerici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia nell’ambito delle misure ed in particolare delle misure elettroniche, della strumentazione e dell’espressione delle loro caratteristiche metrologiche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper realizzare un circuito di misura, impiegare la strumentazione e valutare l’incertezza delle misure ottenute. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la strumentazione più adatto per la misura di interesse, definire modalità per la riduzione dell’incertezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente argomenti legato alle misure elettroniche e saper lavorare in gruppo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative allo studio di circuiti elettrici ed elettronici, all’analisi matematica. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato l’esecuzione di una misurazione con metodi diretti e/o indiretti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova di laboratorio e una prova orale. 145 Contenuto del corso Argomenti Oscilloscopi digitali Contenuti specifici Oscilloscopi digitali: architetture, modalità di funzionamento, predisposizione euso Contatore numerico, Convertitori D/A, Voltmetri numerici: flash, a semplice e doppia rampa, approssimazioni successive ed a contatore, FFT Analyzer Impedenzimetro numerico Sonde di corrente e tensione attive e passive; trasformatori di misura TA e TV Misure di resistenza, tensione, corrente, potenza, Ore Lez. 10 Ore Lab. 6 Strumentazione numerica 16 8 Trasduttori di tensione e corrente Metodi di misura delle principali grandezze elettriche Totale Ore 8 8 42 4 18 Testi di riferimento G. Zingales, “Metodi e Strumenti per le Misure Elettriche”, UTET Torino M.Savino, “Fondamenti di Scienze delle Misure”, la Nuova Italia Scientifica. L. Benetazzo, “Misure Elettroniche” CLEUP Padova; Van Putten A.F.P. “Electronic Measurement Systems”, Prentice Hall International (UK) Hemel Hempstead. Dispense integrative sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 146 MISURE ELETTRONICHE (12 CFU) Docente: Proff. Consolatina Liguori Antonio Pietrosanto Semestre: II Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/07 Crediti: 12 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso consente di introdurre lo studente alle problematiche relative alle misure elettroniche e all’uso di strumentazione di larga diffusione (multimetri oscilloscopi, contatori numerici, FFT-Analyzer) e di apprendere i metodi per la qualificazione delle misure in termini di incertezza ed errore deterministico. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia nell’ambito delle misure ed in particolare delle misure elettroniche, della strumentazione e dell’espressione delle loro caratteristiche metrologiche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper realizzare un circuito di misura, impiegare la strumentazione e valutare l’incertezza delle misure ottenute. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la strumentazione più adatto per la misura di interesse, definire modalità per la riduzione dell’incertezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente argomenti legato alle misure elettroniche e saper lavorare in gruppo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative allo studio di circuiti elettrici ed elettronici, all’analisi matematica. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato l’esecuzione di una misurazione con metodi diretti e/o indiretti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova di laboratorio e una prova orale. 147 Contenuto del corso Argomenti Teoria della misurazione e valutazione incertezza Caratteristiche della strumentazione Problematiche relative alle misurazioni Multimetro Contenuti specifici Metodi per il trattamento statistico dei dati, test statistici nelle misure, norma UNI-ENV 13005, Sistema Internazionale Caratteristiche statiche e dinamiche, uso delle specifiche degli strumenti Effetti di carico, le cause di influenza, rumore Architettura, modalità di funzionamento, uso per misure di corrente tensione e resistenza Oscilloscopi analogici e digitali: architetture, modalità di funzionamento, predisposizione euso Contatore numerico, Convertitori D/A, Voltmetri numerici: flash, a semplice e doppia rampa, approssimazioni successive ed a contatore, FFT Analyzer Impedenzimetro numerico Sonde di corrente e tensione attive e passive; trasformatori di misura TA e TV Misure di resistenza, tensione, corrente, potenza, Ore Lez. 8 4 6 4 4 Ore Eserc. 4 4 Ore Lab. Oscilloscopi 16 10 Strumentazione numerica 16 8 Trasduttori di tensione e corrente Metodi di misura delle principali grandezze elettriche Totale Ore 6 6 66 8 2 24 Testi di riferimento G. Zingales, “Metodi e Strumenti per le Misure Elettriche”, UTET Torino M.Savino, “Fondamenti di Scienze delle Misure”, la Nuova Italia Scientifica. L. Benetazzo, “Misure Elettroniche” CLEUP Padova; Van Putten A.F.P. “Electronic Measurement Systems”, Prentice Hall International (UK) Hemel Hempstead. Dispense integrative sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 148 MISURE PER L’AUTOMAZIONE E LA PRODUZIONE INDUSTRIALE Cds: Ingegneria Elettronica LS Anno: II Docente: Alfredo Paolillo Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/07 Crediti: 5 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il Corso si propone di trattare i temi di maggiore interesse nell’ambito dei metodi e sistemi di misura a servizio dell’automazione dei processi industriali. Oltre ai principi e criteri che guidano la scelta della sensoristica tradizionale, verranno descritti i sistemi ed i metodi per misure in linea e senza contatto (basate sulla elaborazione di immagini) di parametri dimensionali. Infine, gli algoritmi più diffusi verranno applicati e caratterizzati in funzione dell’influenza sul tempo di misura e sulla propagazione dell’incertezza. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della integrazione di sistemi di misura basati su elaborazione delle immagini, e dello sviluppo di software per applicazioni di misura. Conoscenza delle Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare opportunamente l’hardware di acquisizione di immagini e saper progettare e implementare, in un opportuno ambiente di sviluppo, uno strumento di misura basato su analisi di immagini. Saper elaborare un segnale di misura bidimensionale, al fine di estrarre le informazioni desiderate, saper valutare l’efficacia e le prestazioni, in particolare metrologiche, di uno strumento sviluppato. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente uno strumento di misura basato su analisi di segnali, ed essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche di uno strumento sviluppato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e saper esporre oralmente un argomento legato alla analisi di segnali di misura, monodimensionali o bidimensionali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, e relative alla valutazione dell’incertezza di misura;conoscenze sulla implementazione di algoritmi e sulle strutture dati. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono a chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Il progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di uno strumento di misura basato su analisi di segnali partendo dalle specifiche, e di sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante la parte finale corso. 149 Contenuto del corso Argomenti Introduzione Hardware di acquisizione delle immagini Tecniche di base di elaborazione delle immagini Calibrazione della telecamera Contenuti specifici Introduzione ai sistemi di misura basati su analisi di immagini. Telecamere e bus di interfaccia per applicazioni industriali. Formazione dell’immagine e modelli per la lente. Illuminatori. Frame grabber. Immagini digitali. Istogramma. Trasformazioni puntuali, locali e globali. Filtri lineari. Edge detection. Metodi per l’estrazione di informazioni di misura da immagini. Modello “pin hole”. Formulazione matriciale della formazione della immagine digitale. Principali tecniche per la determinazione dei parametri intrinseci ed estrinseci (calibrazione). Sistemi di misura stereoscopici: il problema delle corrispondenze, algoritmi per la stima delle coordinate 3-D. Sistemi di misura 3-D di tipo attivo: sistemi a pattern di frange e scanner laser, principi di funzionamento ed esempi. Caratterizzazione metrologica del software di misura. Propagazione dell’incertezza negli algoritmi di elaborazione. Gestione della strumentazione in una organizzazione secondo i principi delle principali norme tecniche sulla gestione dei sistemi qualità. Ore Lez. 2 Ore Lab. 6 3 6 3 5 Ricostruzione 3-D 5 Metrologia e qualità 5 Progetti di fine corso Totale Ore 28 16 22 Testi e materiale didattico di supporto John Brignell, Neil White, “Intelligent Sensor Systems”, Institute of Physics Publishing. Lawrence T. Amy, “Automation Systems for Control and Data Acquisition”, Instrument Society of America. Brendan Davis, “The Economics of Automatic Testing”, Mac Graw Hill. Dispense integrative sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 150 MISURE SULLE MACCHINE E SUGLI IMPIANTI Docente: Antonio Pietrosanto Semestre: II Propedeuticità: Misure Elettroniche, Macchine ed Impianti Elettrici SSD: ING-INF/07 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Integrato: Crediti: 5 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo é conferire allo studente la capacità di sviluppare autonomamente sistemi di misura per la verifica e la gestione di macchine ed impianti elettrici. Lo studente apprende e sperimenta le procedure per la verifica di macchine elettriche e per la sicurezza di impianti elettrici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia nell’ambito delle misure ed in particolare delle misure sulle macchine e sugli impianti. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper realizzare un circuito di misura, impiegare la strumentazione e valutare l’incertezza delle misure ottenute. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la strumentazione più adatto per la misura di interesse, definire modalità per la riduzione dell’incertezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente argomenti legato alle misure sulle macchine e saper lavorare in gruppo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative allo studio di circuiti elettrici ed elettronici, all’analisi matematica alle misure elettroniche agli impianti elettrici. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato l’esecuzione di una verifica su una macchina elettrica. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale. 151 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Determinazione del rendimento; metodi di carico; prove di riscaldamento; misura della resistenza degli avvolgimenti; determinazione delle perdite; metodi di rallentamento ed accelerazione; separazione delle perdite; metodi calorimetrici; determinazione dell'affidabilità mediante misure Metodi e strumenti per la misura della potenza prove di cortocircuito reali; prove di cortocircuito sintetiche. Misure per verifica e la sicurezza degli impianti Sistemi di misura manuali ed automatici per la verifica di macchine ed impianti elettrici 33 Ore Lez. Ore Lab. Prove di interesse generale sulle macchine elettriche 18 Misura della potenza meccanica Prove ad alta corrente Misure sugli ompianti Progetti di fine corso Totale Ore 5 5 5 2 15 17 Testi e materiale didattico di supporto N. POLESE – M. D'APUZZO, Sistemi e metodi di misura per applicazioni industriali, Opera Universitaria, Napoli. Dispense distribuite a lezione. 152 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso NANOELETTRONICA 5 Proff. A. Rubino, S. Bellone Laurea Specialistica, Orientamento: Microelettronica , II Anno - II semestre Elettronica dei sistemi analogici, Elettronica dei sistemi digitali Il Corso intende fornire una prospettiva ampia dell’evoluzione dei dispositivi elettronici ed optoelettronici a partire dall’evoluzione delle tecnologia microelettronica. In particolare saranno forniti gli strumenti matematici e fisici necessari alla comprensione dei fenomeni quantistici alla base del loro funzionamento, le loro applicazioni e le metodologie di fabbricazione. Il corso affronterà due temi: i dispositivi nanoelettronici come limite della legge di Moore alla tecnologia del silicio ed i dispositivi basati su materiali organici. Programma I. Fenomeni quantisitici nei dispositivi elettronici Roadmap dell’industrie di semiconduttori (International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)); elementi di Meccanica Quantistica; Sistemi a bassa dimensionalità e strutture quantiche: densità degli stati, pozzi quantici, fili quantici, punti quantici; Principi della riduzione di scala per i dispositivi MOSFET; riduzione di scala a campo costante e generalizzata; effetti di canale corto nei MOSFET: effetto sulla corrente di sottosoglia, resistenze di source/drain; limiti del modello deriva-diffusione e trasporto balistico nei MOSFET; effetti di campo elevato negli ossidi (tunnelling); effetti quantistici sulla tensione di soglia; effetti di discretizzazione del drogaggio. II. Nuovi materiali e nuove architetture di dispositivi. Tecniche di deposizioni di dispositivi su scala nanometrica; Nuovi materiali: SiGe e silicio deformato (strained silicon); Tecnologia SOI (silicon on insulator): dispositivi MOSFET parzialmente svuotati e completamente svuotati; Mosfet e doppia porta e multiporta; Coulomb blockade e transistori a singolo elettrone. III. Elettronica Organica: proprietà elettroniche dei materiali. Polimeri semiconduttori e polimeri coniugati; Struttura elettronica delle interfacce nei polimeri coniugati; fenomeni ottici nei polimeri semiconduttori; trasporto e iniezione di carica nei polimeri coniugati; nanotubi di carbonio.: proprietà di trasporto elettronico e applicazioni. III. Elettronica Organica: i dispositivi. Dispositivi elettronici : transistori a film sottile e memorie I dispositivi MISFET e transistori organici; struttura e modi di funzionamento, calcolo della corrente di drain, parametri fondamentali: tensione di soglia, resistenza di contatto; meccanismi di trasporto di carica: trasporto in banda, trasporto di poltroni, hopping: meccanismi di conduzione e di commutazione nelle memorie organiche: effettti di trasferimento di carica indotta da campo elettrico, effetti di diffusione ionica, strutture con inclusioni di nanoparticelle. Dispositivi optoelettronici OLED( Diodi emettitori di luce organici), PLED (Diodi emettitori di luce polimerici), celle solari. Proprietà ottiche e di trasporto elettrico dispositivi a singolo strato, miscele; dispositivi multistrato. Tecniche di fabbricazione e di stampa diretta. Cenni su dispostivi molecolari. Percentuale di esercitazioni (numeriche e di laboratorio): 30% 153 Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Fisica, tecnologia e dispositivi nanoelettronici - Dimensionamento di circuiti nanoelettronici - Interpretare, caratterizzare e modellizzare i fenomeni fisici alla base del funzionamento di dispositivi nanoelettronici Modalità di svolgimento dell’esame L’esame prevede lo sviluppo di un elaborato tecnico ed una prova orale finale. Testi e materiale didattico di supporto appunti forniti durante il corso. Yuan Taur, Tak H. Ning:”Fundaments of modern VLSI devices”, Cambridge, University Press G.Hadziioannou, G.G. Malliaras “Semiconducting Polymers” ed. Wiley-VCH 154 OTTICA E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II L.S. Docente: Prof. Antonio Scaglione Prof. Francesco D’Agostino Semestre: Propedeuticità: Campi Elettromagnetici SSD: ING-INF/02 Integrato: Crediti: 10 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce gli elementi teorici necessari per lo studio della propagazione di un campo elettromagnetico a frequenze ottiche e le metodologie generali per affrontare le problematiche connesse alla presenza di disturbi elettromagnetici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze dei fondamenti teorici dell’ottica di volume, delle approssimazioni ottiche e delle principali sorgenti di interferenza. Caratterizzazione delle principali sorgenti di interferenza e capacità di individuare soluzioni efficienti, dal punto di vista della Compatibilità Elettromagnetica, nel progetto di sistemi elettronici ad alta frequenza. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analisi di sistemi ottici lineari e dei fenomeni ottici di rilevanza applicativa. Normative e metodologie di misura in Compatibilità Elettromagnetica. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare gli elementi di base sui quali basare il progetto efficiente di un circuito operante a frequenze ottiche o alle microonde. Abilità comunicative (communication skills) Acquisizione della terminologia e delle competenze necessarie per l’interazione con strutture tecniche di aziende operanti nel settore delle telecomunicazioni. Saper esporre oralmente un argomento di natura tecnica. Capacità di apprendere (learning skills) Capacità di consultare criticamente letteratura tecnica specifica nel settore. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi che il corso intende perseguire sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenza degli aspetti teorici riguardanti i teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo e la rappresentazione e la propagazione del campo elettromagnetico nello spazio libero Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche e di laboratorio finalizzate al consolidamento degli argomenti teorici svolti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio e discussione delle relazioni relative all’attività di laboratorio. 155 Contenuto del corso Argomenti Ottica geometrica Ottica di Fourier Mezzi materiali reali Sorgenti di interferenza Schermi elettromagnetici Normative e metodologie di misura Aspetti sistemistici e metodi di simulazione Contenuti specifici Equazioni dell’ottica geometrica. Raggi ottici. Mezzi stratificati. Ottica matriciale Trasformata spaziale di Fourier. Risposta impulsiva ottica. Integrali di diffrazione. Fenomeni diffrattivi. Fasci Gaussiani. Modello di Lorentz. Dispersione. Impulso Gaussiano. Mezzi anisotropi. Cristalli uniassici. Caratterizzazione delle principali sorgenti di interferenza condotta e radiata. Valutazione dell’efficacia schermante di schermi metallici. Principali normative civili e militari. Strumenti e misure di disturbi condotti e radiati. Configurazioni circuitali robuste e principali metodi per la simulazione elettromagnetica di ambienti complessi in bassa ed alta frequenza. Ore Lez. 15 10 10 5 10 10 5 5 5 5 5 Ore Eserc. 5 5 5 Ore Lab. Totale Ore 65 30 5 Testi di riferimento P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini: “Propagazione ottica libera e guidata”, Ed. CLUEB Bologna W. Goodman: Introduction to Fourier Optics, McGraw-Hill C.R. Paul, Compatibilità Elettromagnetica, HOEPLI, 1999. Bochicchio, Giambartolomei, Lezioni di Compatibilità Elettromagnetica, Ed. Pitagora, 1993. 156 PROGETTAZIONE DI SISTEMI INTEGRATI Cds: L.M. Ingegneria Elettronica Anno: II LM Docente: Prof. Salvatore Bellone Giandomenico Licciardo Semestre: II Integrato: Propedeuticità: Elettronica di potenza Fotovoltaico ed optoelettronica SSD: ING-INF/01 Crediti: 10 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il Corso intende trasferire all’allievo competenze sulla progettazione dei sistemi integrati sia digitali che analogici, fornendo le metodologie di analisi per il dimensionamento delle parti che presiedono al processamento dei segnali. • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Il Corso intende dotare l’allievo delle conoscenze fondamentali sui blocchi funzionali per il trattamento dei segnali ed abituarlo ad una vista unitaria dell’architettura hardware di un sistema elettronico completo. Particolare rilievo viene dato nel Corso all’impiego di software dedicato per la progettazione di un sistema completo VLSI. • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Lo studente sarà in grado di analizzare, dimensionare e realizzare circuiti di elevata complessità il cui funzionamento richieda l’impiego di una elettronica lineare, digitale o mista; • Autonomia di giudizio (making judgements) Sarà in grado di individuare i metodi più appropriati per l’analisi e sintesi di circuiti di elevata complessità, sia analogici che digitali, e giudicare l’azione dei diversi parametri sulle loro prestazioni. • Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper lavorare in gruppo e fare uso di un appropriato gergo tecnico sia nella comunicazione scritta che orale • Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente sarà in grado di impiegare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenza della fisica dei dispositivi elettronici e dei modelli che descrivono il loro comportamento all’interno dei circuiti. - conoscenza dei fondamenti dell’elettronica digitale e della conversione analogico- digitale. Metodi didattici L’insegnamento comprende lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle ore di esercitazione in aula gli studenti saranno chiamati a svolgere degli esercizi numerici su argomenti oggetto del corso, mentre le attività di laboratorio saranno finalizzate allo svolgimento di un progetto comune, ripartito tra vari gruppi di studenti in modo da sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione 157 La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Sistemi integrati digitali Sistemi integrati analogici CAD di progettazione Totale Ore Testi di riferimento D. Sedra-Smith “Circuiti per la Microelettronica” Edizioni Ingegneria 2000 A.B. Grebene “Bipolar and MOS I.C Design” J. Wiley & Sons. Contenuti specifici Circuiti sequenziali; memorie; circuiti d’interfacciamento; Amplificatori; Filtri; VCO; PLL; Modulatori e demodulatori; amplificatori RF; Impiego di CAD avanzato Ore Lezione 20 30 Ore Esercitaz. 10 10 20 50 50 158 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: PROGETTI ELETTRONICI 5 Prof. Heinz-Christoph Neitzert Laurea Specialistica, Curriculum Microelettronica - II Anno - II Semestre Elettronica dei Sistemi Analogici, Elettronica dei Sistemi Digitali Finalità del corso Il Corso si pone l’obiettivo di completare l’informazione sugli argomenti fondamentali dell’elettronica analogica e digitale e sugli aspetti progettuali. Gli argomenti trattati possono inquadrarsi in quadro sezioni. Una prima è dedicata al sviluppo di aspetti riguardanti l’elettronica di sistemi ibridi complessi. Una seconda è dedicata a nuovi concetti per l’elettronica analogica, indirizzata per applicazioni ad alta frequenza e a basso consumo d’energia. Il corso prevede lo svolgimento di attività esercitative sia numeriche che applicative di laboratorio e la realizzazione di una scheda elettronica complessa. Programma Elettronica ibrida: digitale/analogica (15h): Circuiti di sintesi di frequenza, Convertitori A/D e D/A, Circuiti Sample and Hold, Digital Signal Processing (DSP) Nuovi concetti di elettronica analogica (15h): circuiti a trasferimento di carica: filtri a capacita commutate, amplificatori operazionali con retroazione in corrente, elettronica a basso consumo, amplificatori CMOS Circuiti di interfacciamento per l’optoelettronica (10h): Interfacciamento tra sensori ottici ed circuiti elettronici, interfacciamento ottico tra schede elettroniche, elettronica ultraveloce per trasmissione dati via fibra-ottica Alimentatori (10h) Alimentatori lineari, DC/DC switching converter, switched capacitor converter Percentuale di lezioni destinate ad esercitazioni: 40% Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: - Nuove concetti di elettronica analogica - Progettare, simulare e realizzare sistemi elettronici - Circuiti elettronici “mixed signal” complessi - Circuiti d’interfacciamento - Caratterizzare il sistema realizzato, variando parametri esterni (temperatura, alimentazione) - Sviluppare una scheda tecnica del sistema realizzato Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un elaborato e di una prova orale. Testi e materiale didattico di supporto C. Toumazou, G. Moschytz and B. Gilbert: “Trade-Offs in Analog Circuit Design”, Kluwer S. Franco: ”Amplificatori Operazionali e Circuiti Integrati Analogici”, Hoepli 159 PROGRAMMAZIONE IN RETE Cds: Ingegneria Elettronica Specialistica Anno: II Docente: Prof. Mario VENTO Semestre: II Insegnamento non integrato Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 5 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento delle tecniche per la programmazione di sistemi software in Java, partendo dal progetto dell’applicazione. Il corso è pertanto mirato a sviluppare negli studenti, in una prima fase, le competenze necessarie alla interpretazione dei documenti di progetto di un’applicazione software (usando l’UML) e successivamente alle competenze di programmazione necessarie alla realizzazione di applicazioni distribuite. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della programmazione ad oggetti, con particolare riferimento ai diagrammi UML e, allo standard Javadoc, ed al codice sorgente Java. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper implementare in Java un sistema software già progettato in termini di diagrammi delle classi, e descritto in UML. Saper impiegare le classi definite nei packages standard di Java, e saper progettare i diagramma UML per semplici applicazioni. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un’applicazione Java utilizzando al meglio i packages già disponibili in Java. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e commentare oralmente un programma scritto in Java, o esporre le relative scelte progettuali e realizzative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto, oltre alle conoscenze incluse negli insegnamenti propedeutici, una buona pratica di programmazione in C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano un progetto di un’applicazione Java in tutte le sue parti, partendo dai documenti di progetto. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 160 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Presentazione del corso. Il ruolo della programmazione ad oggetti nella produzione del software. Cenni di Ingegneria del software. Il Modello ad oggetti: Incapsulamento, Classi ed Oggetti. Costruttori e Distruttori. Metodi di accesso. Riferimenti ad oggetti. Classi e funzioni amiche. Overloading degli operatori. Gestione della memoria e creazione dinamica di oggetti. Composizione ed ereditarietà. Classi derivate e regole di visibilità. Il polimorfismo. Metodi virtuali e classi astratte. Genericità e templates. Il linguaggio UML. Il sistema dei tipi, gli operatori e le strutture per il controllo del flusso in Java. Concetti di classe, oggetto e metodi. Ereditarietà e polimorfismo in Java. Controllo della visibilità di attributi e metodi. Classi astratte ed interfacce. Packages. La gestione dell’I/O. Il modello per la gestione delle eccezioni in Java. Eccezioni controllate e non-controllate. Le classi del JDK per la gestione delle eccezioni, la generazione di eccezioni. Eccezioni per la gestione dell’I/O. Fondamenti di programmazione concorrente e multithread. Sincronizzazione dei thread, condivisione delle risorse, gestione delle priorità. Programmazione multithread in Java. Componenti principali per la progettazione di Graphical User Interface (GUI). I packages AWT e SWING. Gestione degli eventi nel JDK 1.2. Gestione del Layout. Cenni sulla progettazione di componenti: Java Beans. Il package java.net. Le socket. La comunicazione su rete tramite Java. Sviluppo di applicativi distribuiti. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Il modello ad Oggetti. 4 2 Il linguaggio Java 8 8 6 Gestione degli errori in Java Programmazione concorrente in Java Progetto delle Interfacce grafiche Programmazione su rete con Java Totale Ore 2 2 3 4 2 3 4 2 3 4 26 2 16 3 8 Testi di riferimento “Introduction to Object Oriented Programming using C++”, Peter Muller, disponibili in Internet. “Java – la guida completa”, P. Naughton, H. Schildt, Mc Graw Hill. 161 PROPAGAZIONE GUIDATA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Antonio Scaglione Prof. Flaminio Ferrara Semestre: II Integrato: Propedeuticità: Campi Elettromagnetici SSD: ING-INF/02 Crediti: 12 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce le basi della propagazione elettromagnetica guidata a microonde e a frequenze ottiche e analizza in dettaglio il funzionamento dei componenti e dei circuiti di reti operanti a microonde. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze dei fondamenti teorici che regolano la propagazione del campo elettromagnetico nelle guide metalliche e nelle fibre ottiche Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Conoscenza delle guide, dei dispositivi e dei componenti di un circuito a microonde e delle fibre ottiche utilizzate per la trasmissione di segnali su corta e lunga distanza; capacità di progettare ed implementare alcune semplici misure su componenti a microonde e componenti ottici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare gli elementi di base sui quali basare il progetto efficiente di un circuito a microonde e di un sistema di TLC in fibra ottica; Abilità comunicative (communication skills) Acquisizione della terminologia e delle competenze necessarie per l’interazione con strutture tecniche di aziende e/o enti operanti nei settori delle microonde e delle fibre ottiche; saper esporre oralmente un argomento di natura tecnica. Capacità di apprendere (learning skills) Capacità di consultare criticamente letteratura tecnica nei settori delle microonde e delle fibre ottiche Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi che il corso intende perseguire sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze acquisite nei corsi di matematica e fisica di base; - conoscenza degli aspetti teorici riguardanti i teoremi fondamentali dell’elettromagnetismo e la rappresentazione e la propagazione del campo elettromagnetico nello spazio libero Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni numeriche ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti, divisi per gruppi di lavoro, implementano un circuito a microonde ed eseguono le misure dei parametri caratteristici del circuito. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 162 Contenuto del corso Argomenti Strutture guidanti Circuiti a microonde Adattamento Dispositivi passivi e risuonatori Filtri a microonde Guide dielettriche Guida Ottica Planare Fibra ottica Aspetti tecnologici e sistemistici Totale Ore Contenuti specifici Linea di trasmissione a facce piane affacciate. Linea bifilare. Stripline. Microstrip. Guida d'onda rettangolare. Guida d'onda circolare. Tensioni e correnti equivalenti. Matrice di impedenza e di scattering di una giunzione a N porte. Carta di Smith. Adattamento a stub. Trasformatore a λ/4. Lemma delle piccole riflessioni. Trasformatore binomiale e di Chebyshev. Terminazioni. Attenuatore e variatore di fase. Circolatori. Accoppiatori direzionali. Divisore di potenza. Risuonatori a linee di trasmissione. Cavità risonanti chiuse ed aperte. Accoppiamento critico. Strutture periodiche. Metodo del parametro immagine. Metodo di inserzione delle perdite Espansione modale in guida dielettrica. Guida planare omogenea. Guida planare a gradiente d’indice. Guida a canale. Analisi numerica Fibra omogenea. Fibra debolmente guidante. Fibra non omogenea. Approssimazione gaussiana. Analisi numerica. Parametri trasmessivi delle fibre ottiche. Tecnologie di fabbricazione di guide e fibre ottiche. Sistemi di telecomunicazione in fibra ottica Ore Lez. 10 10 6 4 6 Ore Eserc. Ore Lab. 8 2 8 6 6 8 20 4 4 4 8 6 80 20 20 Testi di riferimento R.E.Collin, Foundations of Microwave Engineering, McGraw-Hill, New York,1992. D.M. Pozar, Microware Engineering, John Wiley, New York, 1998. P. Bassi, G. Bellanca, G. Tartarini: “Propagazione ottica libera e guidata”, Ed. CLUEB Bologna G. Vespasiano (a cura di): “Le fibre ottiche per telecomunicazioni”, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, L’Aquila 163 RADIOPROPAGAZIONE ED IMPATTO AMBIENTALE (5CFU) CdS: Laurea in Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Giovanni RICCIO Semestre: II Propedeuticità: Campi Elettromagnetici II SSD: ING-INF/02 Integrato: NO Codice: 610400121 Crediti: 5 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Scopo del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti matematici e metodologici necessari alla caratterizzazione delle antenne, all’analisi della propagazione del campo elettromagnetico ed alla valutazione del loro impatto ambientale. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Al termine del corso, lo studente possiederà nel suo bagaglio culturale quelle conoscenze utili alla risoluzione di problemi di collegamento radio ed alla individuazione del corrispondente impatto ambientale. Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Al fine di pianificare collegamenti wireless sia indoor che outdoor, e ridurre a conformità il corrispondente impatto ambientale, lo studente avrà acquisito conoscenze e capacità per caratterizzare tipiche sorgenti intenzionali di campo elettromagnetico, descrivere la sua propagazione e le perdite ad essa connesse. Autonomia di giudizio (making judgements) Lo studente dovrà essere in grado di discriminare i meccanismi propagativi del campo elettromagnetico, selezionare i sistemi di antenna in base alle specifiche richieste e scegliere il modello propagativo idoneo al contesto considerato. Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper esporre correttamente, e con proprietà di linguaggio, temi ed argomenti incontrati durante lo svolgimento del corso. Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente dovrà essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati nel corso, ricorrendo anche a supporti diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base relative ai campi elettromagnetici. Metodi didattici Lo svolgimento del corso prevede lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. 164 Contenuto del corso Argomenti Introduzione Contenuti specifici Presentazione del corso e richiami utili Caratterizzazione di antenne in trasmissione e ricezione. Antenne a dipolo. Antenne a guide d’onda ed a tromba. Antenne a riflettore. Antenne integrate. Schiere lineari di antenne. Antenne per sistemi cellulari. Formula del collegamento. Riflessione e trasmissione di onde piane in corrispondenza di superfici di separazione lisce o scabre. Diffrazione. Cammini multipli. Fading e tecniche di diversità. Valutazione del path loss nei collegamenti wireless. Link budget. Modelli deterministici ed empirici per la propagazione indoor ed outdoor. Principali sorgenti non intenzionali di campo elettromagnetico. Normativa vigente. Tecniche di riduzione a conformità Strumentazione e tecniche di misura del campo elettromagnetico. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Antenne 10 6 Meccanismi di propagazione Modelli di propagazione Impatto ambientale Misure Totale Ore 6 4 8 4 4 2 32 2 2 16 2 Testi di riferimento G. Riccio, Appunti di antenne e propagazione nei collegamenti wireless F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill, 2006 165 RADIOPROPAGAZIONE ED IMPATTO AMBIENTALE (6CFU) CdS: Laurea in Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Giovanni RICCIO Semestre: II Propedeuticità: Campi Elettromagnetici SSD: ING-INF/02 Integrato: NO Codice: Crediti: 6 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Scopo del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti matematici e metodologici necessari alla caratterizzazione delle antenne, all’analisi della propagazione del campo elettromagnetico ed alla valutazione del loro impatto ambientale. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Al termine del corso, lo studente possiederà nel suo bagaglio culturale quelle conoscenze utili alla risoluzione di problemi di collegamento radio ed alla individuazione del corrispondente impatto ambientale. Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Al fine di pianificare collegamenti wireless sia indoor che outdoor, e ridurre a conformità il corrispondente impatto ambientale, lo studente avrà acquisito conoscenze e capacità per caratterizzare tipiche sorgenti intenzionali di campo elettromagnetico, descrivere la sua propagazione e le perdite ad essa connesse. Autonomia di giudizio (making judgements) Lo studente dovrà essere in grado di discriminare i meccanismi propagativi del campo elettromagnetico, selezionare i sistemi di antenna in base alle specifiche richieste e scegliere il modello propagativo idoneo al contesto considerato. Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper esporre correttamente, e con proprietà di linguaggio, temi ed argomenti incontrati durante lo svolgimento del corso. Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente dovrà essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati nel corso, ricorrendo anche a supporti diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base relative ai campi elettromagnetici. Metodi didattici Lo svolgimento del corso prevede lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. 166 Contenuto del corso Argomenti Introduzione Contenuti specifici Presentazione del corso ed alcuni richiami utili Caratterizzazione di antenne in trasmissione e ricezione. Antenne a dipolo. Antenne a guide d’onda ed a tromba. Antenne a riflettore. Antenne integrate. Schiere lineari di antenne. Antenne per sistemi cellulari. Formula del collegamento. Riflessione e trasmissione di onde piane in corrispondenza di superfici di separazione lisce o scabre. Diffrazione. Cammini multipli. Fading e tecniche di diversità. Valutazione del path loss nei collegamenti wireless. Link budget. Modelli deterministici ed empirici per la propagazione indoor ed outdoor. Principali sorgenti non intenzionali di campo elettromagnetico. Normativa vigente. Tecniche di riduzione a conformità Strumentazione e tecniche di misura del campo elettromagnetico. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Antenne 10 8 Meccanismi di propagazione Modelli di propagazione Impatto ambientale Misure Totale Ore 8 4 10 8 4 2 36 2 2 22 2 Testi di riferimento G. Riccio, Appunti di antenne e propagazione nei collegamenti wireless F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill, 2006 167 RETI DI TELECOMUNICAZIONE Cds: Ingegneria Elettronica (Laurea Specialistica) Anno: II Docente: Anton Luca ROBUSTELLI Semestre: I Integrato: N Codice: Propedeuticità: Crediti: 6 SSD: ING-INF/03 Tipologia:Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di conoscenze sistemistiche nell’ambito delle reti di telecomunicazioni sia fisse che mobili e sia a commutazione di circuito che a commutazione di pacchetto, in grado di consentire attività di analisi e progettazione nell’ambito di architetture di reti di TLC anche complesse. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di telecomunicazioni fisse e mobili, delle architetture di riferimento per la commutazione a circuito e a pacchetto, dei protocolli standard, dei parametri di qualità, delle metodologie di progettazione e dimensionamento. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare le caratteristiche di una specifica architettura di rete per TLC, progettare e dimensionare una sezione di rete di TLC per utenza fissa o mobile in base a determinati requisiti di volumi di traffico, qualità del servizio, costi. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e dimensionare una sezione di rete di telecomunicazioni, ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle reti di telecomunicazioni Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di telecomunicazioni e reti dati. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche e esercitazioni di laboratorio durante le quali vengono assegnate agli studenti, divisi in gruppi di lavoro, delle attività di simulazione da realizzare durante tutto lo svolgimento del corso in riferimento a specifiche configurazioni di rete. Tali attività tendono tra l’altro a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante valutazione di un elaborato progettuale e colloquio orale. 168 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Principi di telefonia a commutazione di circuito Contenuti specifici Storia delle reti di telecomunicazione. Principi e cenni sul mercato delle tlc. Trend futuri. Applicazioni. Gerarchia della rete telefonica. Conversioni analogico/digitali e reti telefoniche digitali. Trasmissione analogica. Concentrazione e multiplazione. Segnalazione su reti PSTN a canale comune e a canale associato. Accesso analogico. Digitalizzazione della voce. Telefonia numerica asincrona (gerarchia PDH) e sincrona (SONET, gerarchia SDH, apparati e reti SDH). Commutazione a divisione di spazio e a divisione di tempo. Telefonia su IP. Tempi di ritardo/latenza. Jitter. Perdita di pacchetti. Attivita’ vocale. Cenni ai protocolli di trasporto TCP, UDP, RTP. Qualita’ del servizio. Reti backbone. Segnalazione su IP. Il protocollo SIP.. Il processo di standardizzazione 3G. Architettura di rete 3G. Gestione delle risorse. Accesso radio. Elementi di propagazione. Interferenza. Modellazione del canale. Interfaccia aria. Canali downlink e uplink. Procedure di accesso casuale. Strategie di handover. Tecniche di diversità. Controllo della potenza. Core network UMTS: architettura, entità di rete (MSC/VLR, HLR/AUC/EIR, SGSN, GGSN). Gestione della mobilità. Gestione dI sessioni a commutazione di circuito. Gestione di sessioni a commutazione di pacchetto: modelli a stati. L’accesso WCDMA. Core Network. Strategie di soft handover. Elementi di codifica in UMTS. Evoluzione da GSM ad UMTS. Comunicazione radio UMTS. Principi di VoIP e descrizione del sottosistema IMS. Introduzione alla sicurezza nelle reti di TLC Protocollo SIP. Protocollo SDP. Architettura IMS. Sip Application Server. Modello di instaurazione della sessione. Qualità di servizio. Scenari di chiamata. Registrazione a livello applicativo. Interlavoro IMS- reti tradizionali. Criteri di filtraggio. Servizi di Presence e Instant Messaging. Sicurezza. Ore Lez. 2 Ore Lab. 8 2 Reti di telefonia su IP 6 2 Reti mobili di seconda generazione 10 2 Reti mobili di terza generazione 12 4 Sottosistema IP multimedia Totale Ore 10 2 48 12 Testi di riferimento Bellamy – Digital Telephony – ed. John Wiley & Sons Inc J. Walrand, P. Varaiya, High Performance Communication Networks, Second Edition, ed. Morgan- Kaufmann, 2000. M. Mouley, M.B. Pautet, The GSM System for Mobile Communications, Telecom Publishing, 1992 H. Kaaranen et al. - UMTS Networks, Architecture, mobility and services, ed. Wiley G. Camarillo et al. - The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, ed. Wiley 169 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: RETI LOGICHE 3 Prof. Antonio Della Cioppa Laurea I Livello, III Anno - I semestre Fondamenti di Informatica Finalità del corso Il corso riprende gli argomenti relativi alle reti logiche trattati nel corso di calcolatori elettronici e li inserisce nell’ambito della teoria della commutazione e fornisce le metodologie e gli strumenti per l’analisi e la progettazione delle reti logiche. Le lezioni sono accompagnate da una attivita’ di laboratorio finalizzata alla realizzazione di una sistema logico - le cui specifiche sono proposte dagli/dalle allievi/e – mediante l’uso di strumenti CAD di ausilio alla progettazione. Programma Algebra di Boole (4 h) esercitazioni (25%) Concetti fondamentali, definizioni, proprieta' ed operatori fondamentali- Funzioni booleane - Insiemi funzionalmente completi - Forme canoniche di una funzione Macchine combinatorie (2 h) esercitazioni (0%) Generalita' - - Reti unilaterali. Porte elementari - Struttura delle reti bilaterali - Progetto logico di reti combinatorie - Effetto della tempificazione sul progetto logico - Alee combinatorie Macchine sequenziali (6h) esercitazioni (0%) Modelli matematici di macchine sequenziali - Modello a blocchi fondamentale – Macchine asincrone Alee essenziali - Macchine ad ingressi impulsivi - Modelli sequenziali di registri - Tempificazione nel caricamento dei registri Progetto di reti combinatorie (4h) esercitazioni (80%) Costruzione della tabella di verita’ - Minimizzazione - Codifica e sintesi della rete - Codificatori e decodificatori - Multiplexer e demultiplexer - Addizionatori Progetto di reti sequenziali (6h) esercitazioni (70%) Costruzione della tabella di flusso - Minimizzazione degli stati - Assegnazione degli stati e scelta degli elementi di memoria - Sintesi combinatoria - Flip-Flop - Contatori - Registri a scorrimento Progetto di sistemi logici (8h) esercitazioni (75%) Connessione tra reti – Sincronizzazione – Sintesi con macchine elementari Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Metodologie di progettazione di reti logiche Tecniche di sintesi di sistemi logici Aspetti fondamentali della teoria della commutazione Capacità di: Progettare circuiti logici Valutare le caratteristiche dei principali circuiti logici disponibili in commercio Uso di sistemi CAD per il disegno e la simulazione di circuiti e sistemi logici Modalità di svolgimento dell’esame L’esame si articola in un colloquio orale e nella valutazione dell’elaborato di progetto. Testi e materiale didattico di supporto B. Fadini, A. Esposito, Teoria e progetto delle reti logiche, Liguori, 1996 B. Fadini, N. Mazzocca, Reti logiche: complementi ed esercizi, Liguori 1996 AA.VV., LogicWorks – Interactive Circuit Design Software, Addison-Wesley, 1999 Manuali disponibili sul server del laboratorio T25. 170 ROBOTICA INDUSTRIALE Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 5 Prof. Pasquale Chiacchio Laurea Specialistica, Curriculum Elettronica Industriale, II Anno – II semestre Controlli Automatici II Finalità del corso Fornire gli elementi per la modellistica e il controllo di robot industriali. Programma Struttura e componenti di un robot industriale (2h) esercitazioni 10% Il robot industriale. Struttura dei manipolatori. Cinematica (16h) esercitazioni 20% Matrice di rotazione. Angoli di Eulero. Trasformazioni omogenee. Cinematica diretta. Cinematica di strutture tipiche di manipolazione. Problema cinematico inverso. Cinematica differenziale. Jacobiano. Dinamica (6h) esercitazioni 20% Formulazione di Lagrange. Dinamica diretta e dinamica inversa. Controllo (20h) esercitazioni 40% Controllo nello spazio dei giunti. Controllo indipendente ai giunti. Compensazione in avanti a coppia precalcolata. Controllo centralizzato. Controllo nello spazio operativo. Controllo dell’interazione con lámbiente Unità di governo (4h) esercitazioni 10% Architettura funzionale. Ambiente di programmazione. Architettura hardware. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Caratteristiche dei robot industriali Sviluppare tecniche di modellistica e Modelli e componenti di un robot controllo per robot manipolatori Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto L. Sciavicco, B. Siciliano, “Robotica Industriale”, Seconda Edizione, McGraw-Hill, Milano, 2000. 171 SENSORI E RIVELATORI Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 5 Prof. Nicola Lamberti Laurea Specialistica, II anno - I Semestre Elettronica dei Sistemi Analogici Finalità del corso Lo scopo del corso è quello di descrivere i principi di funzionamento dei principali sensori fisici. In particolare saranno trattati i microsensori, che rappresentano lo stato dell’arte sia per le ridotte dimensioni, che ben si sposano con la microelettronica, che per il basso costo. Saranno inoltre approfonditi i trasduttori i sensori e gli attuatori piezoelettrici. Programma Introduzione (3 h). Classificazione dei sensori. Sensori ideali e limitazioni reali Sensori termici (10 h). Considerazioni di base e definizioni. Termocoppie. Termoresistori, Termodiodi, Termotransistori. Sensori meccanici (10 h). Principi di funzionamento. Sensori di spostamento. Sensori di velocità e di flusso. Accelerometri. Sensori di forza, pressione e deformazione. Altri sensori meccanici Sensori magnetici (5 h). Considerazioni di base e definizioni. Sensori ad effetto Hall. Magnetoresistori, Magnetodiodi, Magnetotransistori Sensori Piezoelettrici (14 h). La piezoelettricità. Modelli matematici dei sensori. Criteri di progetto. Trasduttori ecografici. Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico statico e dinamico. Esercitazioni. (8 h) Esercitazioni di laboratorio per illustrare l’utilizzo pratico dei sensori studiati durante il corso. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Principi di funzionamento dei principali tipi di Scelta e dimensionamento dei sensori. Progetto e sensori fisico-chimici. Circuiti elettronici di realizzazione dei circuiti elettronici di pilotaggio. pilotaggio dei dispositivi. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto J. W. Gardner: “Microsensors: Principles and applications”, J. Wiley & Sons. Dispense sui sensori piezoelettrici 172 SENSORI E SISTEMI DI ACQUISIZIONE Docente: Nicola Lamberti Consolatina Liguori Semestre: Propedeuticità: Strumentazione e sistemi automatici di misura SSD: ING-INF/07 ING-INF/01 Cds: Ingegneria Elettronica II livello Anno: II Integrato: Crediti: 10 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso consente di approfondire le conoscenze riguardo i sensori, gli attuatori, i trasduttori e i sistemi di acquisizione dati e di misura automatici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dei sensori attuatori e trasduttori, dei sistemi di condizionamento e dell’acquisizione dei dati. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare, implementare e caratterizzare un sistema di in grado di acquisire ed elaborare i segnali provenienti da sensori di vario tipo. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i sensori più appropriati per progettare e realizzare un sistema di misura e di controllo che consente di acquisire più grandezza di diversa natura. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, saper esporre oralmente un argomento legato ai sensori e ai sistemi di acquisizione. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative alla fisica dei materiali e dei dispositivi a semiconduttore, all’elettronica di base e al campionamento dei segnali; conoscenza delle problematiche inerenti le misure. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in aula ed in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante il corso. 173 Contenuto del corso Argomenti Classificazione dei sensori. Sensori termici Sensori meccanici Sensori magnetici Contenuti specifici Sensori ideali e limitazioni reali Termocoppie. Termoresistori, Termodiodi, Termotransistori. Sensori di spostamento, velocità e flusso. Accelerometri. Sensori di forza, pressione e deformazione. Sensori ad effetto Hall. Magnetoresistori, Magnetodiodi, Magnetotransistori Modelli matematici dei sensori. Criteri di progetto. Trasduttori ecografici. Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico. Caratteristiche dei sensori, classificazione, valutazione delle prestazioni, taratura Architetture dei sistemi di acquisizione dati su schede. Data logger. Sistemi di acquisizione e memorizzazione. Dimensionamento del sistema di acquisizione, specifiche e valutazione delle prestazioni. Progetto, realizzazione e caratterizzazione di un sistema di acquisizione di grandezze di diversa natura Ore Lez. 3 10 10 5 2 2 1 Ore Eserc. Ore Lab. Sensori Piezoelettrici 14 3 Caratterizzazione di sensori 8 2 Sistemi di acquisizione dati 15 3 Progetto in laboratorio Totale Ore 2 67 8 20 25 Testi di riferimento J. W. Gardner: “Microsensors: Principles and applications”, J. Wiley & Sons. Clyde F. Coombs, Jr “Electronic Instrument Handbook”, Second Edition McGraw-Hill, Inc. W. Bolton “Electrical and Electronic Measurement and Testing” Longman Scientific & Technical. Dispense predisposte dai docenti, disponibili sul sito www.adinf.unisa.it alle pagine dei docenti. 174 SISTEMI DI ELABORAZIONE Cds: Ingegneria Elettronica Specialistica Anno: II Docente: Prof. Angelo MARCELLI Semestre: II Integrato: No Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 5 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso presenta aspetti avanzati delle soluzioni architetturali utilizzate in processori commercialmente disponibili per migliorarne le prestazioni. L’analisi e’ condotta mediante il confronto sistematico tra i modelli e le diverse implementazioni proposte dai costruttori. Particolare enfasi e’ data alle scelte architetturali di supporto al sistema operativo. Il corso e’ completato da una parte seminariale nella quale vengono presentati i principi fondamentali di organizzazione dei sistemi di elaborazione biologici, con particolare riferimento al cervello. . Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli aspetti avanzati delle architetture dei calcolatori, dell’interfaccia hardware/software, del supporto architetturale al sistema operativo, dell’impatto delle soluzioni architetturali sulle prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper valutare l’impatto delle diverse soluzioni architetturali sulle prestazioni dei sistemi di elaborazione, saper formulare modelli computazionali dei sistemi di elaborazione biologici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere ed integrare soluzioni tecnologiche proposte in letteratura per ottenere sistemi di prestazioni assegnate. Individuare i trend metodologici e tecnologici delle architetture dei sistemi di elaborazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, documentare il lavoro svolto in forma scritta e comunicare oralmente i risultati della propria attività Capacità di apprendere (learning skills) Saper valutare le soluzioni tecnologiche proposte nella letteratura specializzata. Prerequisiti Organizzazione di un sistema di elaborazione, parametri prestazionali delle unita’ componenti, metodologie di progettazione dei circuiti logici. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità specifiche, delle capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti progettano e realizzano soluzioni architetturali attraverso l’uso di simulatori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avviene mediante un colloquio orale e la valutazione dell’elaborato di progetto svolto in laboratorio. nel corso del quale errà mediante una prova 175 scritta e la valutazione dell’elaborato di progetto. Nel corso del colloquio l’allievo/a dovra’ presentare e discutere un articolo scientifico su tematiche attinenti gli aspetti avanzati dei sistemi di elaborazione o i modelli computazionali di sistemi biologici. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Pipeline Contenuti specifici Computazione direttiva e computazione biologica: analogie e differenze – Complessita’ computazionale e architettura del sistema di elaborazione – Ridondanza e parallelismo. Prestazioni – Esecuzione in pipeline – Conflitti – Gestione dei salti – Interruzioni ed eccezioni - Pipeline con unita multiciclo –Conflitti di controllo in pipeline multiciclo La memoria cache: metodi di mapping, algoritmi di rimpiazzamento, coerenza, prestazioni – La memoria virtuale: paginazione e segmentazione, gestione della pagine e dei segmenti, algoritmi di rimpiazzamento, tabella delle pagine e TLB, prestazioni – Memory Management Unit Processori superscalari – Esecuzione fuori ordine: il completamento. – Completamento in ordine. Metodo del Reordering Buffer – Metodo dell’History Buffer Cenni storici – Allocazione dei bus – Il chipset – Standardizzazione dei bus: SCSI, PCI, USB. Cenni storici - Classificazione della architetture parallele Reti di interconnessione – Organizzazione della memoria – Coerenza delle cache – Valutazione delle prestazioni: legge di Amdhal – Cenni sulla programmazione parallela Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 6 4 2 Gerarchia di memoria 6 4 4 CPU Bus Sistemi di grandi dimensioni Totale Ore 4 4 2 8 30 2 10 2 10 Testi di riferimento D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer organization and designe, Morgan Kaufmann, 2001 Materiali disponibili sul sito del docente accessibile dall’indirizzo http://nclab.diiie.unisa.it 176 SISTEMI DI MISURA IN TEMPO REALE Docente: Consolatina Liguori Semestre: II Propedeuticità: Strumentazione e Sistemi Automatici di Misura SSD: ING-INF/07 Cds: Ingegneria Elettronica LS Anno: II Integrato: Crediti: 5 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di sviluppare autonomamente sistemi di misura basati sulla elaborazione numerica di segnali, con riferimento sia alle diverse architetture hardware che allo sviluppo del software di misura. In particolare, si farà riferimento alle architetture delle macchine DSP e dei microcontrollori più diffusi per applicazioni di misuraSi tratteranno le tecniche di programmazione più idonee al raggiungimento degli obiettivi di progetto sia in termini di affidabilità del risultato, sia in termini di capacità operativa. Il corso si completa con un approfondimento dei temi della qualificazione dei risultati di misura, in relazione a sistemi messi a punto. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della integrazione di sistemi di misura basati su elaborazione dei segnali, e dello sviluppo di software per applicazioni di misura. Conoscenza delle problematiche relative alle caratteristiche delle macchine dedicate all’elaborazione dei segnali, quali i DSP e i microcontrollori. Conoscenza dei concetti fondamentali degli ambienti di sviluppo software per applicazioni di misura basati su analisi di segnali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare i parametri principali della acquisizione di un segnale, saper utilizzare le risorse messe a disposizione da un DSP o un microcontrollore. Saper elaborare un segnale di misura al fine di estrarre le informazioni desiderate, saper valutare l’efficacia e le prestazioni, in particolare metrologiche, di uno strumento sviluppato. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente uno strumento di misura basato su analisi di segnali, ed essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche di uno strumento sviluppato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e saper esporre oralmente un argomento legato alla analisi di segnali di misura, monodimensionali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, e relative alla valutazione dell’incertezza di misura;conoscenze sulla implementazione di algoritmi e sulle strutture dati. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono a chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Il progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire 177 le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di uno strumento di misura basato su analisi di segnali partendo dalle specifiche, e di sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante la parte finale corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione Hardware dei sistemi di misura in tempo reale Software per l’estrazione delle misure Metrologia e qualità Progetti di fine corso Totale Ore 22 Contenuti specifici Architetture di sistemi di misura in tempo reale.. Architetture dei DSP e dei microcontrollori. Criteri di valutazione e scelta dei blocchi di condizionamento, conversione ed elaborazione dei segnali. Tecniche di programmazione di DSP e microcontrollori per elaborazione dei segnali in tempo reale Algoritmi di elaborazione dei segnali per sistemi di misura in tempo reale Caratterizzazione metrologica del software di misura. Propagazione dell’incertezza negli algoritmi di elaborazione.. Ore Lez. 3 Ore Lab. 12 10 5 2 3 15 28 178 SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE Propedeuticità: Fondamenti di Analisi dei segnali e trasm. 2 SSD:ING.INF03 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Integrato: No Codice: Crediti: 5 Tipologia: Afffine Semestre: II Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire elementi di base utili come supporto alle decisioni relative ad acquisizioni di servizi e sistemi di telecomunicazione in ambiti aziendali. Il corso ha carattere essenzialmente informativo. Sono programmate attività esercitative e di familiarizzazione (visite ad aziende ed impianti) nella percentuale del 20%. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle tecniche e familiarizzazione con le terminologie utilizzate nell’ambito delle telecomunicazioni, dei sistemi, dei protocolli e degli scenari di rete. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare sistemi di telecomunicazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sistema di telecomunicazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle telecomunicazioni. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base sulle comunicazioni elettriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula per familiarizzare con i metodi di analisi e valutazione dei sistemi di telecomunicazione. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 179 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Architettura. Sistemi di commutazione a divisione di spazio. Switch multistadio. Complessita’ dello switch, Condizione di non blocco. Minimizzazione dello switch. Time-Division switching. Time switching puro. Switch bidimensionale spazio-tempo. Complessita’ degli elementi di commutazione. Switch multistadio Spazio-Tempo. Esempi di switch spazio-temporali. Trattamento della chiamata. Scenario di una chiamata entrante, uscente, terminale. Tassazione. Misure. Manutenzione dell’autocommutatore. Segnalazione a canale comune (CCS). ISDN: Accesso Base, Accesso Primario, Customer Premises Network e modello di riferimento, TA, TE, NT1, NT2. Rete intelligente: Motivazione e architettura. Protocolli. Scenari di chiamata. Servizi. Numero verde. Centrex. Chiamata con carta di credito. Number Portability. Hot Billing. Internet Call Waiting. Protocollo IP e TCP. Servizio CO e CL. Rete Internet. Motivazione. Architettura. Codifica vocale. Tempi di latenza. Il problema dell’eco. Perdita dei pacchetti. Funzioni del Gateway e del Gatekeeper. Protocolli H323 e SIP. Interlavoro con SS7. Scenari di chiamata. Decomposizione del Gateway. Architettura del sistema radiomobile GSM. MSC, VLR, HLR, BSS e BTS. Scenario di chiamata. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Telefonia a commutazione di circuito 23 Telefonia a commutazione di pacchetto 19 Sistemi radiomobili Totale Ore 8 50 0 0 Testi di riferimento John Bellamy, Digital Telephony, 2nd edition, John Wiley & Sons Inc. G. Kessler, P. Southwick, Guida a ISDN, Mc Graw Hill Italia Achille Pattavina, Reti di Telecomunicazioni, McGraw-Hill, per le reti a pacchetto e ATM. U. Black, Voice Over IP, Prentice Hall PTR Dispense di formazione e addestramento interno di industrie manifatturiere. F. Grimaldi, V. Zingarelli, Sistemi radiomobili cellulari, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, per la rete radiomobile e GSM 180 SISTEMI ELETTRICI PER L’ENERGIA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-IND/33 Crediti: 10 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la programmazione e la gestione dei sistemi elettrici per l’energia basati su mercati liberalizzati dell’energia elettrica, per la valutazione degli investimenti in sistemi di generazione elettrica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie di gestione dei sistemi elettrici per la produzione di energia. Capacità di effettuare studi di fattibilità per la realizzazione di sistemi di produzione dell’energia elettrica. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper valutare e progettare gli investimenti in nuovi impianti di generazione in base a considerazioni di tipo tecnico, economico e regolatorio. Saper analizzare il funzionamento di un sistema elettrico basato sul mercato liberalizzato dell’energia elettrica e saper pianificare gli interventi per il suo potenziamento. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per la valutazione e la realizzazione di nuovi investimenti in generazione elettrica ed ottimizzare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alla liberalizzazione del mercato elettrico ed alle tecnologie per la generazione elettrica. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di fisica e di matematica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per lo studio dei sistemi elettrici. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di programmare i sistemi elettrici liberalizzati e di valutare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. 181 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Ottimizzazione della produzione dell’energia elettrica. Circuiti elettrici delle centrali e loro protezione Elementi impiantistici di diversi tipi di centrale e loro regolatori di velocità e potenza Generatori sincroni e regolazione della tensione nelle centrali elettriche Contenuti specifici Generalità sugli impianti di produzione dell’energia elettrica che alimentano la rete di trasmissione nazionale. Programmazione giornaliera delle generazioni di potenza attiva: dispacciamento ottimo delle potenze generate - Dispacciamento a eguali costi incrementali o eguali costi incrementali corretti con fattori di penalità delle perdite. Connessione dell’impianto di produzione alla rete di trasmissione nazionale - Stazioni elettriche: caratteristiche generali; schemi a semplice sistema di sbarre; schemi a sbarre multiple; schemi ad anello. - Inserimento in rete e punto di consegna: inserimento su stazioni esistenti; inserimento su linee esistenti. Centrali idroelettriche e centrali di pompaggio -Centrali termoelettriche a vapore -Centrali con turbine a gas. - Cenni sul modello dinamico di un gruppo turbogas. Centrali geotermoelettriche: schemi tipici delle centrali italiane. Inquinamento prodotto dalle centrali. Problemi connessi con la produzione dell’energia elettrica: danni e pericoli causati all’ambiente ed alle persone. Richiami della teoria delle macchine sincrone in regime dinamico: parametri subtransitori e transitori; modelli dinamici per la simulazione dei transitori elettromeccanici. Regolazione della tensione e della potenza reattiva. Sistemi di eccitazione degli alternatori e loro caratteristiche. Asservimento del regolatore di tensione al carico dell’alternatore. Ripartizione della potenza reattiva tra gli alternatori di una centrale Impianti di produzione di energia elettrica, anche da fonte rinnovabile (eolica e solare), connessi a reti di distribuzione di media e bassa tensione. Impianti di produzione di energia elettrica di piccola taglia. Problematiche legate alla connessione a reti di distribuzione di media e bassa tensione. Ore Lez. 4 Ore Eser. Ore Lab. 10 20 4 3 15 4 3 8 4 5 Generazione distribuita Totale Ore 13 4 3 70 16 14 Testi di riferimento Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. Dino Zanobetti, Centrali E Generatori Elettrici, Patron, Bologna, 1952 Corrado Genesio, Ezio Volta, Produzione Dell'energia Elettrica, II Vol. di Impianti Ele., Patron 1954. Mario Mainardis, Centrali Elettriche, Ulrico Hoepli, Milano, 1957 Giorgio Quazza, Controllo Dei Processi, Clup, Milano, 1973 Renzo Rova, Centrali Elettriche, Cleup, Padova, 1978 Camillo Zanchi, Centrali Elettriche - Elementi Di Economia Sulla Produzione Dell'energia Elettrica, Parte Prima, Masson Italia, Milano, 1977 Camillo Zanchi - Francesco Lionetti, Centrali Elettriche - Centrali Idroelettriche, Parte Seconda, Tamburini, Milano, 1976 Camillo Zanchi, Centrali Elettriche - Centrali Termoelettriche, Parte Terza, Masson Italia, Milano, 1979 Francesco Gagliardi, Valerio Mangoni, Produzione Della Energia Elettrica, L’ateneo, Napoli, 1984 182 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: SISTEMI ELETTRICI INDUSTRIALI 5 Prof. Lucio Ippolito Laurea Specialistica, Curriculum Elettronica Industriale, II Anno - II Semestre Nessuna Finalità del corso Il corso vuole fornire allo studente conoscenze utili ad una progettazione compiuta di sistemi per azionamenti elettrici destinati all’impiego nelle macchine utensili, nella robotica, nel posizionamento, nella movimentazione e nell’automazione industriale in genere. All’interno del corso, durante il quale verranno utilizzati intensivamente strumenti per la progettazione di sistemi di controllo, anche di tipo innovativo, uno spazio significativo viene riservato allo studio delle problematiche derivanti dall’impiego di sistemi a microprocessore negli azionamenti e nella robotica industriale. La parte finale del corso è dedicata alla analisi delle problematiche di sicurezza elettrica connesse all’uso di macchine e azionamenti elettrici in ambiente industriale. Programma Introduzione allo studio degli azionamenti elettrici (6h) esercitazioni (10%) Richiami di macchine elettriche. Richiami sulla conversione statica dell’energia. Rassegna delle topologie di convertitori per azionamenti. Azionamenti elettrici (6h) esercitazioni (30%) Generalità. Criteri per la scelta dei componenti. Accoppiamento motore-convertitore di potenza. Tecniche di controllo di azionamenti elettrici. Azionamenti con macchine a corrente continua (6h) esercitazioni (30%) Generalità. Regolazione di coppia e velocità. Fattore di potenza della corrente di linea negli azionamenti a velocità variabile. Azionamenti con motori cc ad alte prestazioni. Servomotori a magneti permanenti: strutture costruttive diverse e loro impatto sui parametri di controllo. Azionamenti con motori asincroni (6h) esercitazioni (30%) Generalità. Alimentazione mediante inverter. Problematiche all’avviamento. Regolazione della velocità variando tensione e frequenza statorica. Controllo di coppia. Frenatura. Principio del controllo a orientamento di campo. Controllo diretto e indiretto, impiego di osservatori di flusso. Implementazione del controllo vettoriale e prerogative di deflussaggio. Controllo fuzzy. Azionamenti con motori brushless (6h) esercitazioni (30%) Generalità sul motore brushless a commutazione elettronica: cenni costruttivi e parametri caratteristici. Equazioni di funzionamento e caratteristiche esterne. Modalità di regolazione. Azionamenti con motori passo-passo (6h) esercitazioni (30%) Generalità sul motore passo-passo. Equazioni di funzionamento e caratteristiche esterne. Modalità di regolazione. Utilizzo di sistemi a microprocessore negli azionamenti e esercitazioni (30%) nella robotica industriale (10h) Cenni di controllo predittivo, adattativo, neuronale e fuzzy. Osservatori di velocità e coppia. Implementazione software su microcontrollore. Specifiche di progetto per moduli di acquisizione dati e interfacce per il controllo in ambiente industriale. Sicurezza Elettrica in ambiente industriale (10h) esercitazioni (30%) Generalità. Rischio elettrico. Contatti diretti e indiretti. Corrente elettrica e corpo umano. Alimentazione e sezionamento. Circuiti di comando e regolazione. Marcatura e documentazione tecnica. 183 Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Caratteristiche degli azionamenti elettriciMetodologie di dimensionamento e di progettazione di azionamenti elettrici-Progettazione di sistemi di regolazione per azionamenti elettrici Capacità di: Dimensionare azionamenti elettriciSviluppare tecniche di controllo per azionamenti elettrici su µcontrollerSeguire l’iter di marcatura di macchine operatrici Modalità di svolgimento dell’esame Durante il corso gli allievi, organizzati in gruppi di lavoro, sviluppano una tesina avente per oggetto una delle tematiche trattate. L’esame consta del solo colloquio orale durante il quale viene anche discussa la tesina di fine corso. Testi e materiale didattico di supporto G. Figini, U. Torelli, Impianti Elettrici per l’industria e le macchine operatrici, Hoepli, Milano V. Carrescia, Sicurezza Elettrica, Ediz. Hoepli, Milano F. Profumo, G. Griva, Azionamenti elettrici, Pitagora Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. 184 SISTEMI ELETTRONICI DI POTENZA Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Vincenzo GALDI Semestre: Integrato: Propedeuticità: SSD: ING-IND/33 Crediti: 9 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per progettazione di sistemi di controllo e misura per l’automazione industriale e per il controllo degli azionamenti elettrici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie per l’analisi e la sintesi di convertitori di potenza per applicazioni industriali, domestiche e per reti elettriche. Sintesi di circuiti di protezione per dispositivi elettronici di potenza. Sensibilità ai problemi di compatibilità elettromagnetica legata alla conversione statica dell’energia. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare sistemi switching in condizioni reali di funzionamento. Interfacciare convertitori elettronici ad azionamenti in cc e in ca. Interfacciare convertitori elettronici alle reti elettriche. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i dispositivi, i metodi e i tools software di supporto più appropriati per la gestione e la realizzazione di convertitori elettronici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato sistemi elettronici di potenza. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di elettrotecnica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per la programmazione. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di realizzazione di convertitori elettronici, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Conversione Contenuti specifici Richiami sui componenti dell’Elettronica di Potenza e sui loro dispositivi di comando e protezione. Generalità sui circuiti di conversione ca/cc. Raddrizzatori a diodi, 185 Ore Lez. 4 10 Ore Eserc. Ore Lab. ca/cc Conversione cc/cc Conversione cc/ca Convertitori risonanti Applicazioni per l’industria e per i trasporti Applicazioni per reti elettriche Applicazioni per la building automation e la domotica Totale Ore raddrizzatori monofase a semionda e ad onda intera. Raddrizzatori trifase e polifase. Convertitori a tiristori. Convertitori monofase. Convertitori trifase e polifase. Raddrizzatori e convertitori in condizioni reali di funzionamento. Ponti semicontrollati. Esempi di dimensionamento. Simulazioni con PSIM/Matlab. Richiami sui convertitori cc/cc. Full Bridge DC-DC: modulazione PWM, modulazione unipolare e bipolare. circuiti di comando per tiristori. Metodi di analisi per convertitori cc/cc: metodo di rappresentazione State-space Averaging. Circuiti di spegnimento in corrente e tensione. Convertitori cc/ca: principio di funzionamento. Convertitore di tensione monofase e trifase. Convertitore di corrente trifase. Tecniche di controllo per inverter. Alimentazione di un azionamento in corrente alternata attraverso inverter. Progetto di un inverter con controlli di tipo square wave, PWM, a cancellazione di armoniche e implementazione in laboratorio. Simulazioni con PSIM/Matlab. Generalità sui convertitori risonanti. Convertitori con carico risonante. Convertitori ad interruttore risonante. Topologie Zero voltage switching e Clamped voltage. Convertitori Classe E. Cicloconvertitori. Generalità sugli azionamenti elettrici. Tecniche di controllo di azionamenti elettrici. Azionamenti con macchine a corrente continua. Regolazione di coppia e velocità. Azionamenti con motori cc ad alte prestazioni. Azionamenti con motori asincroni Azionamenti con motori brushless. Azionamenti con motori passo-passo. Convertitori per generatori da fonti rinnovabili: convertitori per generatori eolici e fotovoltaici. Tecniche di controllo per sistemi connessi alla rete o isolati. Generatori ed elettronica per le turbine eoliche. Convertitori di potenza per impianti fotovoltaico. Sistemi per reti di trasmissione: sistemi ad alta tensione in corrente continua e sistemi per la trasmissione flessibile in corrente alternata (FACTS). L’elettronica di potenza per la building automation e la domotica. Gruppi di continuità: raddrizzatore, batterie, inverter, commutatore statico di bypass. 8 4 2 8 4 2 8 4 2 8 4 2 8 4 2 6 60 20 10 Testi di riferimento Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics, J. Wiley & Sons, NY. Hans Groß, Azionamenti elettrici di avanzamento per macchine utensili, Tecniche Nuove. R.S. Rasmshaw, Power Electronics Semiconductor switches, Second Edition, Chapmall & Hall, London. Pressman, Switching power supply design – ed II, Mc Graw Hill. M.H. Rashid, Power Electronics: Circuits, Devices and Applications, Prentice Hall. R. Marconato, Sistemi elettrici di potenza, Ediz. CLUP, Milano E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko, Macchine Elettriche, Ediz. Franco-Angeli, Milano N. Jenkins, R. Allan, P. Crossley, D. Kirschen, G. Strbac, “Embedded Generation”, IEE. T. Ackermann, “Wind Power in Power Systems”, Wiley. 186 SISTEMI E MISURE PER L’AUTOMAZIONE Cds: Ingegneria Elettronica – II liv. Anno: II Docente: Consolatina Liguori Alfredo Paolillo Semestre: Propedeuticità: Strumentazione e Sistemi Automatici di Misura SSD: ING-INF/07 Integrato: Crediti: 10 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di sviluppare autonomamente sistemi di misura basati sulla elaborazione numerica di segnali monodimensionali e bidimensionali (immagini), con riferimento sia alle diverse architetture hardware che allo sviluppo del software di misura. In particolare, si farà riferimento alle architetture delle macchine DSP e dei microcontrollori più diffusi per applicazioni di misura, ed ai diversi dispositivi utilizzati in ambito industriale per l’acquisizione di immagini. Si tratteranno le tecniche di programmazione più idonee al raggiungimento degli obiettivi di progetto sia in termini di affidabilità del risultato, sia in termini di capacità operativa. Il corso si completa con un approfondimento dei temi della qualificazione dei risultati di misura, in relazione a sistemi messi a punto. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della integrazione di sistemi di misura basati su elaborazione dei segnali o delle immagini, e dello sviluppo di software per applicazioni di misura. Conoscenza delle problematiche relative alle caratteristiche delle macchine dedicate all’elaborazione dei segnali, quali i DSP e i microcontrollori, delle metodologie di dimensionamento dei dispositivi per l’acquisizione delle immagini (illuminatori, lenti, telecamere), e dei criteri di progetto e sviluppo di software per l’analisi di segnali e immagini. Conoscenza dei concetti fondamentali degli ambienti di sviluppo software per applicazioni di misura basati su analisi di segnali e/o immagini. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare i parametri principali della acquisizione di un segnale, saper utilizzare le risorse messe a disposizione da un DSP o un microcontrollore, saper dimensionare opportunamente l’hardware di acquisizione di immagini e saper progettare e implementare, in un opportuno ambiente di sviluppo, uno strumento di misura basato su analisi di segnali o immagini. Saper elaborare un segnale di misura, monodimensionale o bidimensionale, al fine di estrarre le informazioni desiderate, saper valutare l’efficacia e le prestazioni, in particolare metrologiche, di uno strumento sviluppato. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente uno strumento di misura basato su analisi di segnali, ed essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche di uno strumento sviluppato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e saper esporre oralmente un argomento legato alla analisi di segnali di misura, monodimensionali o bidimensionali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, e relative alla valutazione dell’incertezza di misura;conoscenze sulla implementazione di algoritmi e sulle strutture dati. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono a chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Il 187 progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di uno strumento di misura basato su analisi di segnali partendo dalle specifiche, e di sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante la parte finale corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione Contenuti specifici Architetture di sistemi di misura in tempo reale. Introduzione ai sistemi di misura basati su analisi di immagini. Architetture dei DSP e dei microcontrollori. Criteri di valutazione e scelta dei blocchi di condizionamento, conversione ed elaborazione dei segnali. Tecniche di programmazione di DSP e microcontrollori per elaborazione dei segnali in tempo reale Algoritmi di elaborazione dei segnali per sistemi di misura in tempo reale Telecamere e bus di interfaccia per applicazioni industriali. Formazione dell’immagine e modelli per la lente. Illuminatori. Frame grabber. Immagini digitali. Istogramma. Trasformazioni puntuali, locali e globali. Filtri lineari. Edge detection. Metodi per l’estrazione di informazioni di misura da immagini. Modello “pin hole”. Formulazione matriciale della formazione della immagine digitale. Principali tecniche per la determinazione dei parametri intrinseci ed estrinseci (calibrazione). Sistemi di misura stereoscopici: il problema delle corrispondenze, algoritmi per la stima delle coordinate 3-D. Sistemi di misura 3-D di tipo attivo: sistemi a pattern di frange e scanner laser, principi di funzionamento ed esempi. Caratterizzazione metrologica del software di misura. Propagazione dell’incertezza negli algoritmi di elaborazione. Gestione della strumentazione in una organizzazione secondo i principi delle principali norme tecniche sulla gestione dei sistemi qualità. Ore Lez. 5 Ore Lab. Hardware dei sistemi di misura in tempo reale Software per l’estrazione delle misure Hardware di acquisizione delle immagini Tecniche di base di elaborazione delle immagini Calibrazione della telecamera 8 6 5 6 3 3 6 3 5 Ricostruzione 3-D 5 Metrologia e qualità Progetti di fine corso Totale Ore 5 40 45 55 Testi di riferimento David J. Malcome-Lawes, “Microcomputers and Laboratori Instrumentation”, Plenum Publishing Corporation. Frank Op’t Eynde, Willy Sansen, “Analog Interfaces for Digital Signal Processing Systems”, Kluwer Academic Publishers. Texas Instruments, “TMS320C6000 Peripherals - Reference Guide”, 2001. Texas Instruments, “TMS320C6000: CPU and Instruction Set - Reference Guide, 2000. Dispense predisposte dal docente, disponibili sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 188 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: SISTEMI VLSI (5 CFU) 5 Prof. Giandomenico Licciardo Laurea I Livello, Curriculum Professionalizzante Hardware, III anno, II semestre Elettronica Digitale, Fondamenti di Misure Finalità del corso Il corso intende dotare l’allievo delle conoscenze teoriche e pratiche sulle moderne tecniche di progetto e sviluppo dei circuiti integrati VLSI. A tal fine sono affrontate le problematiche relative alla realizzazione full-custom e semi-custom dei dispositivi VLSI, con riferimento particolare alle logiche CMOS e al loro utilizzo nella progettazione digitale. Rilevante enfasi nel corso è data alla parte applicativa in cui si affronta lo studio del linguaggio di descrizione circuitale VHDL, di CAD per layout di dispositivi integrati e simulatori switch-level per il testing dei circuiti. Con l’ausilio di tali strumenti sono progettati e realizzati strutture circuitali di impiego diffuso nell’ambito dell’elaborazione digitale come addizionatori e moltiplicatori, nelle loro molteplici tipologie. Per dotare l’allievo delle conoscenze teoriche e pratiche sulle moderne tecniche di realizzazione dei circuiti integrati VLSI e sulle metodologie di lavoro in azienda, una parte delle attività didattiche saranno svolte presso lo Stabilimento MICRON Italia in Avezzano. In questo ambito lo studente potrà apprendere “sul campo” le problematiche relative alle diverse fasi di lavorazione del silicio, della caratterizzazione dei materiali e del testing dei circuiti integrati e acquisire, allo stesso tempo, familiarità con le apparecchiature e le metodologie di lavoro utilizzate. Programma Progettazione di circuiti VLSI in logica CMOS: Caratteristiche elettriche del transistore MOSFET; processo tecnologico; parametri caratteristici della logica CMOS; parametri parassiti, interconnessioni e stima delle prestazioni; circuiti combinatori; progetto delle porte logiche; latch e flip-flop; memorie RAM, ROM, E2PROM; temporizzazioni delle memorie; ROM MOS realizzazione NOR e NAND; decodificatori di riga e colonna; amplificatori di lettura. latch e flip-flop; memorie volatili e non volatili; circuiti sequenziali. Progettazione full-custom: Programmi CAD per la progettazione di circuiti VLSI. Layout di porte logiche. Regole di progetto. Circuiti aritmetici VLSI. Logiche Programmabili: Linguaggio VHDL; sistemi full-custom e semi-custom; PLD, CPLD e FPGA struttura interna e utilizzo; progettazione basata su standard cell; interconnessioni ed interfacciamento; floorplanning; systems on chip. Simulazione e Test dei circuiti VLSI: Simulazione funzionale e simulazione circuitale; testbench; simulatori switch-level; circuit failure analysis; tecniche di design scan. Elementi di Microelettronica: Company overview; project management; teamwork; products overview; Chemical Vapor Deposition; material characterization; failure analysis lab; process control overview; photolithography; dry etch; implant; Physical Vapor Deposition; Chemical Mechanical Polishing; Wet Etch; CFA; diffusion and thin film; test game. Percentuale di lezioni dedicate alle esercitazioni 50%. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relativa a: Capacità di - Design dei circuiti CMOS - Progettare e realizzare circuiti VLSI con tecniche full- CAD circuitali e simulatori switch-level custom e semi-custom. - Logiche programmabili - Testing dei circuiti integrati - Linguaggi di progettazione elettronica - Realizzare circuiti integrati VLSI - Caratterizzazione dei materiali - Utilizzare apparecchiature per la lavorazione del Silicio - Processi Tecnologici del Silicio - Test dei circuiti integrati - Test dei circuiti integrati 189 Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consiste di una prova pratica ed una prova orale. Il test game consiste di domande a risposta multipla sugli argomenti trattati in “Elementi di Microeletronica”. Testi e materiale didattico di supporto Appunti dalle lezioni Richard C. Jaeger, “Microelettronica”, McGraw-Hill W. Wolf, “Modern VLSI Design: System-on-Chip Design, 3/e”, Prentice-Hall W. Wolf, “FPGA-Based System Design, 1/e”, Prentice-Hall Appunti dalle lezioni Copia degli argomenti esposti nei seminari 190 SISTEMI VLSI (6 CFU) Docente: ing. Gian Domenico LICCIARDO Semestre: II Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Integrato: -Codice: -- Propedeuticità: Elettronica SSD: ING-INF/01 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso intende dotare l’allievo delle conoscenze teoriche e pratiche sulle moderne tecniche di progetto dei circuiti e dei sistemi elettronici a larga scala di integrazione. A tal fine sono affrontate le problematiche relative alla realizzazione full-custom e semi-custom di sistemi elettronici VLSI, con riferimento particolare alle logiche CMOS e al loro utilizzo nella progettazione circuitale. Parte del corso sarà rivolto allo studio del linguaggio di descrizione dell’hardware VHDL in quanto strumento indispensabile per l’implementazioni di sistemi digitali di elevata complessità. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione del funzionamento dei sistemi digitali e dei modelli per la stima delle prestazioni. Conoscenza delle metodologie di progetto di circuiti integrati CMOS e delle logiche programmabili di tipo FPGA. Conoscenza del linguaggio di descrizione dell’hardware VHDL e dei tool per la progettazione, la sintesi ed il test di circuiti integrati assistiti dal calcolatore. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Essere in grado di progettare un circuito in logica CMOS di bassa e media complessità con tecniche semi-custom e full-custom. Saper realizzare il layout di circuiti CMOS di bassa e media complessità. Saper realizzare sistemi di media complessità mediante VHDL. Essere in grado di utilizzare tool commerciali per implementare e testare circuiti e sistemi elettronici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere la metodologia più opportuna per realizzare un sistema digitale. Saper dimensionare una logica programmabile in funzione del progetto da realizzare. Saper scegliere i tool più opportuni per realizzare un progetto assegnato. Saper ottimizzare un circuito in funzione delle specifiche assegnate. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente ed in forma scritta un argomento legato ai sistemi a larga scala d’integrazione. Saper relazionare in forma scritta e orale su un progetto assegnato. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze dei fondamenti dell’elettronica e dell’elettronica digitale con particolare riferimento alla logica CMOS. Metodi didattici 191 L’insegnamento prevede l’erogazione di lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Le esercitazioni coinvolgono diverse problematiche affrontate nelle lezioni teoriche e sono strutturate in modo da favorire l’apprendimento di tecniche e metodi per la risoluzione dei problemi di base della progettazione VLSI. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova pratica ed un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Cenni sulla tecnologia CMOS; richiami sull’algebra di Boole ; flusso di progetto fullcustom e semi-custom. Tabelle di verità e minimizzazione di funzioni binarie; porte logiche CMOS complesse; porte di trasmissione. Modello switch-level del mosfet; parametri parassiti; Stima dei ritardi e della potenza dissipata di un circuito CMOS Layout di circuiti CMOS; strumenti CAD per il disegno e l’estrazione dei parametri parassiti; tool di simulazione circuitale; elementi circuitali di uso generale. Addizionatori e moltiplicatori in logica CMOS Latch e Flip-flop statici e dinamici; memorie volatili e non-volatili; elementi circuitali di uso generale. Linguaggio VHDL; organizzazione gerarchica di un progetto; sintesi e simulazione di sistemi elettronici digitali; FPGA struttura interna ed utilizzo. Ore Lezione 3 Ore Esercitaz. Progettazione logica 3 2 Progettazione fisica 4 3 Circuiti combinatori Circuiti aritmetici Circuiti sequenziali 5 5 4 7 6 5 Progettazione semicustom Totale Ore 6 30 7 30 Testi di riferimento J. P. Uyemura, “Introduction to VLSI Circuits and Systems”, Wiley W. Wolf, “FPGA-Based System Design”, Prentice-Hall 192 Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso SOFTWARE MATEMATICO 3 Prof. Ciro D’Apice Laurea I Livello, III Anno - I Semestre Matematica II, Fondamenti di Informatica Il modulo ha per finalità l’introduzione al software matematico. Programma Introduzione al software matematico (2h) esercitazioni (30%) Funzionalità simboliche, numeriche e grafiche; loro integrazione. Cenni sui principali motori matematici. Mathematica (28h) esercitazioni (30%) Presentazione generale dell’ambiente. Funzionalità di base numeriche, simboliche e grafiche. Calcolo numerico e algebrico (risoluzione di equazioni algebriche e differenziali, risoluzione di sistemi, calcolo di limiti, integrali, derivate, massimi e minimi, etc…). Liste, vettori, matrici e loro manipolazione. Introduzione alla grafica: grafici in due e tre dimensioni. Elementi di programmazione. Realizzazione di packages in Mathematica. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Concetti e proprietà fondamentali di Mathematica®. Capacità di: Utilizzare Mathematica per la risoluzione di problemi di matematica di base. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame si articola attraverso una prova scritta ed un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto C. D'Apice, R. Manzo, S. Salerno: Mathematica Notes, CUES, 2004. 193 STATISTICA PER L’INGEGNERIA DI PROCESSO Laurea Specialistica: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Maurizio GUIDA Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: SECS-S/02 Crediti: 3 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire metodi e strumenti di base per la raccolta e l’analisi di dati di guasto di componenti e sistemi complessi; fornire metodi e strumenti di base per la valutazione previsionale dell’affidabilità e della disponibilità di sistemi complessi. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’affidabilità, della progettazione di un esperimento (DOE), dell’analisi della varianza (ANOVA) e dell’analisi di regressione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Conoscenza delle problematiche connesse alla realizzazione di un esperimento industriale in relazione al controllo dei fattori di disturbo e delle problematiche connesse alla interpretazione dei risultati sperimentali. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un esperimento industriale, ed analizzarne i risultati. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento legato all’analisi di dati sperimentali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’analisi matematica ed alla teoria della Probabilità. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 194 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Significato di “affidabilità” e sua definizione operativa. Funzione affidabilità e inaffidabilità. Vita media. Vita media residua. Funzione “tasso di guasto” e “tasso di guasto cumulato”. Curva a “vasca da bagno” e suo significato tecnologico. Modello esponenziale. Modello Weibull. Diagramma logico di un sistema. Strutture di tipo “serie” e di tipo “parallelo”. Struttura fisica e struttura logica di un sistema. Strutture di tipo parallelo parziale. Sistemi con ridondanza in attesa. Metodo delle probabilità condizionate. Alberi dei guasti. Analisi dell’affidabilità di unità riparabili. Processi di conteggio dei guasti. Tempi tra guasti e tempi di guasto. Numero atteso di guasti. Modelli di processi stacastici più comuni: Processo di Poisson Omogeneo. Processo di Rinnovo. Processo Non Omogeneo di Poisson.. Catene e processi di Markov. Funzione Disponibilità. Disponibilità a regime e disponibilità media. Disponibilità di un sistema. Definizioni e concetti di base: unità sperimentali, trattamenti, fattori. Il principio della “casualizzazione” e del “raggruppamento in blocchi”. Piani sperimentali elementari. Confronto tra medie di k popolazioni Normali: Analisi della Varianza ad una via e a due vie. Grado di associazione lineare tra variabili: il coefficiente di correlazione. Modello di Regressione Lineare Semplice. Stima ai minimi quadrati dei parametri del modello. Indici globali di accostamento: il coefficiente di determinazione. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Elementi di Teoria dell’Affidabilità 4 1 Analisi dell’Affidabilità di Sistemi 10 5 Elementi di Analisi della Varianza e di Analisi di Regressione 6 4 Totale Ore Testi di riferimento Appunti delle lezioni S. M. Ross, Probabilità e Statistica per l’Ingegneria e le Scienze, Apogeo. 20 10 195 STRUMENTAZIONE E SISTEMI AUTOMATICI DI MISURA Cds: Ingegneria Elettronica II livello Anno: II Docente: Antonio Pietrosanto Vincenzo Paciello Semestre: II Propedeuticità: Nessuna SSD: ING-INF/07 Integrato: Codice: Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso consente di approfondire le conoscenze riguardo la strumentazione numerica, per l’analisi di circuiti sistemi e reti, ed i sistemi di misura automatici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito sistemi di misura per l’analisi di dispositivi, della caratterizzazione metrologica di sistemi complessi e della gestione da remoto della strumentazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e implementare e caratterizzare un sistema di misura automatico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi pù appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente un sistema automatico di misura, saper scegliere lo strumento di misura più adatto per l’analisi di sistemi, essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche del sistema di misura sviluppato Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, saper esporre oralmente un argomento legato alla strumentazione numerica e ai sistemi di misura automatici Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, alla valutazione dell’incertezza di misura; conoscenza delle problematiche inerenti le misure; capacità di produrre codice sorgente in un linguaggio simbolico standard Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare. Il progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di un sistema di misura automatico. Modalità di frequenza L’insegnamento è erogato in presenza con frequenza obbligatoria. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante il corso. 196 Contenuto del corso Argomenti Interfacce di comunicazioni Contenuti specifici Protocolli standard (IEEE 488, IEEE-1155-VXI seriale RS232 e 485 USB) e non standard Voltmetri numerici a rampa multipla, Q-metri, Fasometri, Voltmetri vettoriali, Analizzatori di stati logici Analizzatori di forme d’onda, analizzatori di spettro, network analyzer Progetto e realizzazione di sistemi di misura automatici ed intelligenti Ore Lez. 25 Ore Eserc. Ore Lab. Strumentazione per la misura nel dominio del tempo Strumentazione per la misura nel dominio della frequenza Sistemi di misura automatici Totale Ore 10 10 5 50 40 40 Testi di riferimento - A.Pietrosanto e L.Angrisani: “SISTEMI DI MISURA VXI: Guida alla progettazione, all’uso ed alla valutazione delle prestazioni”, CUES Edizioni. - Clyde F. Coombs, Jr “Electronic Instrument Handbook”, Second Edition McGraw-Hill, Inc. - Sigfrido Leschiutta, “Misure Elettroniche Strumentazione e telecomunicazioni”, Pitagora Editrice Bologna. 197 STRUMENTAZIONE VIRTUALE (5 CFU) Propedeuticità: Fondamenti di Misure, Elettrotecnica II SSD: ING-INF/07 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Vincenzo Paciello Semestre: II Integrato: Crediti: 5 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di sviluppare autonomamente sistemi di acquisizione dati per il monitoraggio e/o l’elaborazione numerica di grandezze fisiche ed elettriche. Lo studente apprende e sperimenta l’impiego di ambienti software per lo sviluppo di applicazioni con interfaccia utente per la gestione di strumentazione programmabile con interfaccia standard o di schede di acquisizione dati, in grado di ottenere risultati di misura mediante elaborazione numerica dei dati. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dello sviluppo di software per applicazioni di misura, nella gestione remota della strumentazione e nell’uso di schede di acquisizione dati. Conoscenza delle problematiche relative alle caratteristiche dei sensori, delle metodologie di progetto e sviluppo di circuiti di condizionamento per le tipologie di sensori più comuni. Conoscenza dei concetti fondamentali degli ambienti di sviluppo per strumentazione virtuale, e della programmazione “data driven”. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare i parametri principali di una scheda di acquisizione dati, saper dimensionare opportunamente un circuito di condizionamento e saper progettare e implementare, in un opportuno ambiente di sviluppo, uno strumento virtuale. Saper elaborare un segnale di misura al fine di estrarre le informazioni desiderate, saper valutare l’efficacia e le prestazioni, in particolare metrologiche, di uno strumento virtuale sviluppato. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente uno strumento virtuale, ed essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche di uno strumento virtuale sviluppato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e saper esporre oralmente un argomento legato alla strumentazione virtuale. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, alla valutazione dell’incertezza di misura ed ai metodi di misura per le principali grandezze elettriche; - conoscenze di base di Elettrotecnica; - conoscenze sulla implementazione di algoritmi e sulle strutture dati. Metodi didattici 198 L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono a chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Il progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di uno strumento di misura virtuale partendo dalle specifiche, e di sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante la parte finale corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Ambiente software per sviluppo strumentazione virtuale: Labview Trasduzione e condizionamento dei segnali di misura Contenuti specifici Introduzione alla strumentazione virtuale. Presentazione del corso. Introduzione all'ambiente di sviluppo LabView. Introduzione alla programmazione “data driven”. Strutture di controllo e tipi di dato in LabView. Tecniche di sviluppo di strumenti virtuali. Definizioni, classificazione, caratteristiche statiche dei sinsori. Circuiti di condizionamento per le tipologie di sensori più comuni Richiami su campionamento e codifica. Struttura di un sistema di acquisizione dati. Configurazione degli ingressi. Acquisizione continua con buffer circolare. Funzioni LabView per l’acquisizione dati. Bus di interfaccia standard IEEE 488 ed RS 232. Esempi di gestione remota della strumentazione Sviluppo di strumentazione virtuale per la risoluzione di specifici problemi di misura. 23 0 Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 10 4 4 Sistemi di acquisizione dati 4 2 Protocolli di interfaccia standard Realizzazione di strumentazione virtuale per applicazioni industriali e di laboratorio Totale Ore 3 1 20 27 Testi di riferimento Dispense predisposte dal docente, disponibili sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 199 STRUMENTAZIONE VIRTUALE (6 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Vincenzo Paciello Semestre: Integrato: Propedeuticità: Misure Elettroniche Elettrotecnica SSD: ING-INF/07 Crediti: 6 Tipologia: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di sviluppare autonomamente sistemi di acquisizione dati per il monitoraggio e/o l’elaborazione numerica di grandezze fisiche ed elettriche. Lo studente apprende e sperimenta l’impiego di ambienti software per lo sviluppo di applicazioni con interfaccia utente per la gestione di strumentazione programmabile con interfaccia standard o di schede di acquisizione dati, in grado di ottenere risultati di misura mediante elaborazione numerica dei dati. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dello sviluppo di software per applicazioni di misura, nella gestione remota della strumentazione e nell’uso di schede di acquisizione dati. Conoscenza delle problematiche relative alle caratteristiche dei sensori, delle metodologie di progetto e sviluppo di circuiti di condizionamento per le tipologie di sensori più comuni. Conoscenza dei concetti fondamentali degli ambienti di sviluppo per strumentazione virtuale, e della programmazione “data driven”. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper dimensionare i parametri principali di una scheda di acquisizione dati, saper dimensionare opportunamente un circuito di condizionamento e saper progettare e implementare, in un opportuno ambiente di sviluppo, uno strumento virtuale. Saper elaborare un segnale di misura al fine di estrarre le informazioni desiderate, saper valutare l’efficacia e le prestazioni, in particolare metrologiche, di uno strumento virtuale sviluppato. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare in maniera efficiente uno strumento virtuale, ed essere capaci di mettere a punto dei metodi per valutare l’efficacia e le prestazioni metrologiche di uno strumento virtuale sviluppato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e saper esporre oralmente un argomento legato alla strumentazione virtuale. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze relative alle caratteristiche metrologiche ed all’utilizzo degli strumenti di misura, alla valutazione dell’incertezza di misura ed ai metodi di misura per le principali grandezze elettriche; - conoscenze di base di Elettrotecnica; - conoscenze sulla implementazione di algoritmi e sulle strutture dati. 200 Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Durante le esercitazioni di laboratorio previste nella prima parte del corso, gli studenti sono a chiamati a risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle tecniche spiegate a lezione. Nelle esercitazioni successive, agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, viene assegnato un progetto da sviluppare durante la restante parte del corso. Il progetto comprende in modo unitario tutti contenuti dell’insegnamento e permette agli studenti di acquisire le capacità di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di uno strumento di misura virtuale partendo dalle specifiche, e di sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale, che comprende anche la discussione del progetto sviluppato dallo studente durante la parte finale corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Ambiente software per sviluppo strumentazione virtuale: Labview Trasduzione e condizionamento dei segnali di misura Contenuti specifici Introduzione alla strumentazione virtuale. Presentazione del corso. Introduzione all'ambiente di sviluppo LabView. Introduzione alla programmazione “data driven”. Strutture di controllo e tipi di dato in LabView. Tecniche di sviluppo di strumenti virtuali. Definizioni, classificazione, caratteristiche statiche dei sinsori. Circuiti di condizionamento per le tipologie di sensori più comuni Richiami su campionamento e codifica. Struttura di un sistema di acquisizione dati. Configurazione degli ingressi. Acquisizione continua con buffer circolare. Funzioni LabView per l’acquisizione dati. Bus di interfaccia standard IEEE 488 ed RS 232. Esempi di gestione remota della strumentazione Sviluppo di strumentazione virtuale per la risoluzione di specifici problemi di misura. 30 0 Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 12 4 6 Sistemi di acquisizione dati 6 2 Protocolli di interfaccia standard Realizzazione di strumentazione virtuale per applicazioni industriali e di laboratorio Totale Ore 4 1 23 30 Testi di riferimento Dispense predisposte dal docente, disponibili sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. 201 TECNICA ED ECONOMIA DELL’ENERGIA (5 CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Pierluigi SIANO Semestre: I Integrato: Codice: 0610400119 Propedeuticità: nessuna SSD: ING-IND/33 Crediti: 5 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la programmazione e la gestione dei sistemi elettrici per l’energia basati su mercati liberalizzati dell’energia elettrica, per la valutazione degli investimenti in sistemi di generazione da fonte rinnovabile, per il conseguimento dell’efficienza energetica e per l’energy management. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie di gestione dei sistemi elettrici per la produzione di energia. Capacità di energy management e di effettuare studi di fattibilità per la realizzazione di sistemi di produzione dell’energia elettrica basati sull’impiego di fonti rinnovabili e convenzionali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper valutare e progettare gli investimenti in nuovi impianti di generazione in base a considerazioni di tipo tecnico, economico e regolatorio. Saper analizzare il funzionamento di un sistema elettrico basato sul mercato liberalizzato dell’energia elettrica e saper pianificare gli interventi per il suo potenziamento. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per la valutazione e la realizzazione di nuovi investimenti in generazione elettrica ed ottimizzare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alla liberalizzazione del mercato elettrico ed alle tecnologie per la generazione elettrica da fonte rinnovabile. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di fisica e di matematica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per lo studio dei sistemi elettrici. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di programmare i sistemi elettrici liberalizzati e di valutare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. 202 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Il fabbisogno di energia elettrica La produzione di energia elettrica Funzionamento ottimo dei sistemi elettrici Competizione tra produttori e ruolo dell’ISO Controllo dei sistemi elettrici deregolamentati La liberalizzazione del settore energetico italiano L’Energy Manager ed il mercato dell’energia I sistemi elettrici e l’ambiente Totale Ore Testi di riferimento Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. Daniel S. Kirschen, Goran Strbac, “Fundamentals of Power System Economics”, Wiley. Kankar Bhattacharya, Math H.J. Bollen, Jaap E. Daalder, “Operation of Restructured Power Systems”, Kluwer Academic Publishers. ISBN 0792373979. Francesco Groppi – Carlo Zuccaio, “Impianti solari fotovoltaici” UTET, Editoriale Delfino. Rodolfo Pallabazzer, Sistemi eolici, Rubbettino, 2004. Jenkins N, Allan R, Crossley P, Kirschen D, Strbac G, “Embedded Generation”, IEE 2000. Contenuti specifici Strutturazione del sistema elettrico: la produzione, il trasporto e la distribuzione di energia elettrica. Metodologie per lo sviluppo di modelli energetici per la programmazione del settore elettrico La produzione da fonti primarie convenzionali: impianti di produzione termoelettrici e idroelettrici. La produzione da fonti primarie integrative: le fonti rinnovabili e assimilate. Dispacciamento ottimo delle potenze generate. Borse dell’energia e contratti bilaterali. Determinazione del prezzo di equilibrio. Strutture di mercato elettrico, meccanismi di asta e formazione del prezzo. Attività svolte dall’Independent System Operator. Gestione delle congestioni. Servizi ancillari. Affidabilità nei sistemi elettrici deregolamentati. Direttiva n.96/92 del 19 dicembre 92. Il modello italiano per il mercato dell’energia elettrica. I principali attori del mercato elettrico italiano Le funzione dell'Energy Manager. Scenari globali energetici e di emissioni, gli attori coinvolti, ruolo ed opportunità per gli Energy Managers. Alterazioni dell’ambiente prodotte dall’uomo e rischi connessi. Effetti prodotti dal sistema energetico. Possibilità di controllarli. Ore Lez. 2 3 Ore Eserc. Ore Lab. 4 2 4 2 2 4 2 2 4 2 2 5 2 4 2 2 30 10 10 203 TECNICA ED ECONOMIA DELL’ENERGIA (6CFU) Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Pierluigi SIANO Semestre: I Integrato: Codice: 0610400119 Propedeuticità: nessuna SSD: ING-IND/33 Crediti: 6 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la programmazione e la gestione dei sistemi elettrici per l’energia basati su mercati liberalizzati dell’energia elettrica, per la valutazione degli investimenti in sistemi di generazione da fonte rinnovabile, per il conseguimento dell’efficienza energetica e per l’energy management. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle metodologie di gestione dei sistemi elettrici per la produzione di energia. Capacità di energy management e di effettuare studi di fattibilità per la realizzazione di sistemi di produzione dell’energia elettrica basati sull’impiego di fonti rinnovabili e convenzionali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper valutare e progettare gli investimenti in nuovi impianti di generazione in base a considerazioni di tipo tecnico, economico e regolatorio. Saper analizzare il funzionamento di un sistema elettrico basato sul mercato liberalizzato dell’energia elettrica e saper pianificare gli interventi per il suo potenziamento. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per la valutazione e la realizzazione di nuovi investimenti in generazione elettrica ed ottimizzare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alla liberalizzazione del mercato elettrico ed alle tecnologie per la generazione elettrica da fonte rinnovabile. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di fisica e di matematica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula gli studenti svolgono esercitazioni sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche. Nelle esercitazioni in laboratorio vengono assegnati agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, degli esercizi pratici da sviluppare tramite l’utilizzo di elaboratore di calcolo e software per lo studio dei sistemi elettrici. Le esercitazioni sono strumentali all’acquisizione, oltre che delle capacità di programmare i sistemi elettrici liberalizzati e di valutare gli interventi per il potenziamento dei sistemi elettrici, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. 204 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. Durante il colloquio l’allievo discuterà anche un elaborato relativo alle attività di laboratorio previste durante il corso. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Il fabbisogno di energia elettrica La produzione di energia elettrica Funzionamento ottimo dei sistemi elettrici Competizione tra produttori e ruolo dell’ISO Controllo dei sistemi elettrici deregolamentati La liberalizzazione del settore energetico italiano L’Energy Manager ed il mercato dell’energia I sistemi elettrici e l’ambiente Totale Ore Testi di riferimento Diapositive delle lezioni disponibili su sito WEB. Daniel S. Kirschen, Goran Strbac, “Fundamentals of Power System Economics”, Wiley. Kankar Bhattacharya, Math H.J. Bollen, Jaap E. Daalder, “Operation of Restructured Power Systems”, Kluwer Academic Publishers. ISBN 0792373979. Francesco Groppi – Carlo Zuccaio, “Impianti solari fotovoltaici” UTET, Editoriale Delfino. Rodolfo Pallabazzer, Sistemi eolici, Rubbettino, 2004. Jenkins N, Allan R, Crossley P, Kirschen D, Strbac G, “Embedded Generation”, IEE 2000. Contenuti specifici Strutturazione del sistema elettrico: la produzione, il trasporto e la distribuzione di energia elettrica. Metodologie per lo sviluppo di modelli energetici per la programmazione del settore elettrico La produzione da fonti primarie convenzionali: impianti di produzione termoelettrici e idroelettrici. La produzione da fonti primarie integrative: le fonti rinnovabili e assimilate. Dispacciamento ottimo delle potenze generate. Borse dell’energia e contratti bilaterali. Determinazione del prezzo di equilibrio. Strutture di mercato elettrico, meccanismi di asta e formazione del prezzo. Attività svolte dall’Independent System Operator. Gestione delle congestioni. Servizi ancillari. Affidabilità nei sistemi elettrici deregolamentati. Direttiva n.96/92 del 19 dicembre 92. Il modello italiano per il mercato dell’energia elettrica. I principali attori del mercato elettrico italiano Le funzione dell'Energy Manager. Scenari globali energetici e di emissioni, gli attori coinvolti, ruolo ed opportunità per gli Energy Managers. Alterazioni dell’ambiente prodotte dall’uomo e rischi connessi. Effetti prodotti dal sistema energetico. Possibilità di controllarli. Ore Lez. 2 3 Ore Eserc. Ore Lab. 5 3 4 3 3 4 3 3 4 3 2 6 2 4 4 2 34 14 12 205 TECNOLOGIE PER LA MICRO E NANOELETTRONICA Propedeuticità: Elettronica di potenza Fotovoltaico ed Optoelettronica SSD: ING-INF/01 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Alfredo Rubino Semestre: II Integrato: NO Crediti:10 Codice: Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il Corso è rivolto allo studio dei modelli di comportamento elettrico e alle tecnologie di fabbricazione di dispositivi e circuiti della micro e nanoelettronica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei criteri di progettazione di componenti e circuiti elettronici, capacità di rapportare i processi tecnologici alle specifiche prestazionali di circuiti attraverso una profonda comprensione delle tecniche applicabili e delle loro limitazioni, analisi e modellizzazione di fenomeni fisici complessi per l’interpretazione del funzionamento di dispostivi elettronici. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Progettare dispositivi e circuiti elettronici a partire specifiche assegnate attraverso il dimensionamento dei processi tecnologici della microelettronica con l’impiego di CAD specifico saper condurre indagini analitiche attraverso l’uso di modelli e risultati sperimentali. Autonomia di giudizio (making judgements) Utilizzare le conoscenze acquiste durante le attività didattiche e negli studi propedeutici per inquadrare la soluzione a problemi innovativi poco noti, che magari richiedono il ricorso ad altre discipline. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, elaborare un progetto ed esporre oralmente un argomento legato alla progettazione elettronica, con capacità di definire ed inquadrare la problematica nei suoi vari aspetti. Capacità di apprendere (learning skills) Applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, la capacità di indagare l’applicazione di tecnologie nuove ed emergenti ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze specialistiche di elettronica analogica e digitale. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene stimolato l’uso di modelli analitici il dimensionamento di processi e l’analisi di dati sperimentali. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti utilizzano strumenti CAD per l’analisi e la progettazione di processi e dispositivi. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante l’elaborazione di un progetto e un colloquio orale. 206 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Crescita del cristallo Tecniche di drogaggio Contenuti specifici Roadmap dell’industrie di semiconduttori (International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)). Elementi di Meccanica Quantistica; sistemi a bassa dimensionalità e strutture quantiche. Il polisilicio di grado elettronico; la Tecnica Czochralski e la tecnica a Zona mobile; incorporazione delle impurità ed effetti di non idealità; tecniche di Gettering. Impiantazione ionica: teoria elementare e limiti del modello. Diffusione:le equazioni di Fick, predeposizione e drive-in; diffusività e meccanismi atomici di diffusione; sistemi sorgenti di diffusione. Utilizzo di simulatori di processo e di progettazione. Crescita epitassiale. L’ossido di silicio; cinetica della crescita; ossidi sottili.La deposizione chimica da fase vapore (CVD);; la scarica a bagliore; sputtering RF e magnetron; evaporazione. Tecniche di deposizioni di dispositivi su scala nanometrica; nuovi materiali. Tecniche dell’attacco in umido e dell’attacco a secco. Fotolitografia convenzionale e tecniche avanzate. Utilizzo di simulatori di processo e di progettazione. Modelli fisici avanzati di dispositivi elettronici. Principi della riduzione di scala per i dispositivi MOSFET ed effetti quantistici in dispositivi convenzionali. Regole di progetto per circuiti bipolari e CMOS; Architetture di dispositivi innovative con effetti di trasposto quantistico. Utilizzo di simulatori di processo e di dispositivi. Polimeri semiconduttori e polimeri coniugati; fenomeni ottici nei polimeri semiconduttori; trasporto e iniezione di carica nei polimeri coniugati; nanotubi di carbonio. Dispositivi elettronici : transistori a film sottile, memorie a film sottile: meccanismi di conduzione e di commutazione. Dispositivi optoelettronici; Diodi emettitori di luce organici,celle solari: proprietà ottiche e di trasporto elettrico. Tecniche di fabbricazione e di stampa diretta. Cenni su dispostivi molecolari. Utilizzo di simulatori di processo e di dispositivi Ore Lez. 4 Ore Eserc. 5 Ore Lab. 5 5 5 Film sottili Tecniche di preparazione dei substrati Fenomeni quantistici in dispositivi elettronici Elettronica Organica: proprietà elettroniche dei materiali. Elettronica Organica: i dispositivi. 10 5 10 10 5 6 10 20 Totale Ore 55 15 30 Testi di riferimento appunti forniti durante il corso. G. Soncini “Tecnologie microelettroniche” Boringheri S.Wolf “ Process Tecnology” Vol. 1 Lattice Press S. Wolf “ Process Integration” Vol. 2 Lattice Press Yuan Taur, Tak H. Ning:”Fundaments of modern VLSI devices”, Cambridge, University Press G.Hadziioannou, G.G. Malliaras “Semiconducting Polymers” ed. Wiley-VCH 207 TELECOMUNICAZIONI NUMERICHE Cds: Ingegneria Elettronica (LS) Anno: II Docente: Prof. Maurizio Longo Semestre: I Integrato: No Codice:? Propedeuticità: Trasmissioni numeriche SSD: ING-INF/o3 Crediti: 5 Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso, fondato su concetti acquisiti nei precedenti corsi dell'area telecomunicazioni, è dedicato allo sviluppo delle tecniche usate nei moderni sistemi di telecomunicazione numerica, ponendo l'accento su principi e metodi di applicabilità generale. Il corso ha carattere essenzialmente metodologico. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Capacità di seguire gli sviluppo metodologici nell’ambito delle telecomunicazioni numeriche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di interpretare le soluzioni proposte nell’ambito dei sistemi, dei protocolli e degli scenari di rete. Autonomia di giudizio (making judgements) Capacità di individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sistema di telecomunicazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle telecomunicazioni. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base sulle comunicazioni elettriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche di analisi delle principali metodologie matematicoprobabilistiche, lezioni applicative sui relativi sviluppi tecnologici, discussioni sulle soluzioni proposte. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Concetti generali. Entità delle reti: messaggi, pacchetti, sessioni e loro caratterizzazione. Commutazione di circuito, commutazione di pacchetto, istradamento a circuito virtuale, servizi connectionless e connectionoriented. Stratificazione e modello OSI a 7 livelli. Livello fisico (modem; linee sincrone, intermittenti sincrone, asincrone).Livello di controllo di linea (DLC), sottolivello di accesso al mezzo (MAC). Livello di rete, sottolivello internet. Livello di trasporto. 208 Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Architettura delle reti di telecomunicazioni 8 Tecniche trasmissive per le reti di telecomunicazioni Modelli di ritardo e strategie di accesso multiplo Controlli di parità singoli e incrociati. Codici “vertici di ipercubo”, distanza di Hamming, tasso di codifica, guadagno di codifica . Codici lineari a blocco. Codici di Hamming. Soft Decoding vs. Hard Decoding. Decomposizione in laterali (coset) e tabella standard di decodifica. Prestazioni fondamentali per rivelazione e correzione di errore: distanza minima, proprietà correttrici di errori a raffica. Codici ciclici. Tecniche di ritrasmissione per lo strato fisico (ARQ)): Stop-and-wait; Go back-n; Selective Repeat. Segmentazione: delimitazione di trama orientata ai caratteri (caratteri di terminazione) e orientata ai bit (flags, campi di lunghezza Dimensionamento delle trame (effetto “pipeline”). Identificazione di sessione nelle reti a commutazione di pacchetto e a circuito virtuale. Numerazione dei pacchetti nelle reti a commutazione di pacchetto e a circuito virtuale. Controllo di errore end-toend (a livello di rete e a livello di traporto). Controllo di flusso e di congestione. IP e Internet. TCP: indirizzamento e multiplazione; controllo di flusso. Principi e architettura di ATM: elementi di routing e di controllo di ammissione (leaky bucket), formato delle celle, strato di adattamento AAL. Componenti del ritardo. Confronto fra i metodi di multiplazione. Modelli di code: teorema di Little e applicazioni. Code M/M/1, code M/M/m e formula Erlang-C, code M/M/m/m e formula Erlang-B, code M/G/1 e teorema di Pollaczek-Kintchine, code con vacanze e applicazioni (confronto FDM, TDM, S- FDM) Concetto di accesso multiplo: accessi in contesa vs. accessi programmati. Modelli di sistemi ad accesso multiplo: satellite, bus, packet radio. Slotted ALOHA: analisi statica e analisi dinamica, stabilizzazione, backoff esponenziale binario, CSMA Slotted ALOHA. Metodi di prenotazione: accesso al satellite CSMA/CD ed Ethernet 16 4 16 6 Totale Ore 40 10 0 Testi di riferimento D. Bertzekas, R. Gallager, Data Networks, Prentice Hall, 1992. J. Proakis, M. Salehi, Communication Systems Engineering, 2.nd Ed, Prentice Hall, 2002 F. Grimaldi, V. Zingarelli, Sistemi radiomobili cellulari, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, per la rete radiomobile e GSM J. Walrand, Communication Networks, 2.nd Ed, McGraw Hill, 1998 209 TELERILEVAMENTO E DIAGNOSTICA ELETTROMAGNETICA Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Programma Generalità sui sistemi radar Schema di principio di un sistema radar. Bande di frequenza impiegate. Assorbimento atmosferico. Ambiguità in distanza e in frequenza. L’equazione fondamentale del radar e le sue conseguenze. Sezione radar e modelli Swerling. Modelli di segnale e di rumore. Rivelazione di segnali radar. Cenni sui radar ad apertura sintetica. Reti di Sensori e Trattamento distribuito dell’informazione Reti di sensori wireless (WSN) con applicazioni al telerilevamento. Teorema di Slepian Wolf (SW) e sue implicazioni pratiche. Tecnica di codifica mediante random binning e sequenze congiuntamente tipiche. Aspetti Elettromagnetici Riflettività e trasmissività di un’interfaccia piana. Propagazione in un mezzo con perdite. Rifrazione in un mezzo conduttivo. Uso dello spettro elettromagnetico nel telerilevamento. Tipi di sensori. L’informazione nel telerilevamento. Tecniche passive nel visibile e nell’infrarosso. Tecniche passive nell’infrarosso termico. Tecniche passive a microonde. Tecniche attive. Elementi di radiometria Le quantità radiometriche fondamentali. Potenza ricevuta da un’antenna. Il corpo nero. Leggi di Planck, di Stefan-Boltzmann, di Wien e di Raileigh-Jeans. Corrispondenza temperatura-potenza per un corpo nero. Corpo non nero. Temperatura di brillanza ed emissività di un corpo non nero. Temperatura apparente. Temperatura d’antenna. Teoria del trasferimento radiativo Generalità. Estinzione ed Emissione. Equazione del trasferimento radiativo e sua soluzione formale. Funzioni sorgente. Temperatura apparente di un mezzo assorbitore diffusivo. Temperatura apparente della radiazione atmosferica viaggiante verso l’alto. Temperatura apparente della radiazione atmosferica viaggiante verso il basso. Mezzo omogeneo. Temperatura apparente della radiazione proveniente dal suolo e dall’atmosfera. Proprietà di una superficie speculare. Temperatura apparente del terreno uniforme a temperatura costante. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Sistemi di telerilevamento mono- e multiterminale. Sistemi radar e relative prestazioni. Trattamento distribuito dell’informazione Aspetti elettromagnetici del telerilevamento Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale. 210 Capacità di: Analisi e progetto di sistemi radar. Analisi dei sistemi di telerilevamento. Fusione dati a scopo di inferenza. Relazionare le quantità elettromagnetiche misurate alle caratteristiche fisico-geometriche dell’oggetto osservato 5 Prof. Stefano Marano, Prof. A. Scaglione Laurea Specialistica, II Anno - II Semestre Antenne I Testi di riferimento G. Galati, F. Mazzenga, M. Naldi, Elementi di Sistemi Radar, Aracne, 1996. H. Van Trees, Detection, modulation and estimation theory, Wiley interscience G.Galati, A.Gilardini (Eds.), Tecniche e Strumenti per il Telerilevamento Ambientale, CNR, Monografie Scientifiche, serie Scienze della Terra, Roma 2000. F.T. Ulaby, R.K. Moore, A.K.Fung, “Microwave Remote Sensing, vol.1: Microwave Remote Sensing Fundamentals and Radiometry”, Addison-Wesley, Reading, MA, 1981. 211 TEORIA DEI FENOMENI ALEATORI Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Docente: Prof. Maurizio GUIDA Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: Matematica I Matematica II SSD: SECS-S/02 Crediti: 5 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire strumenti e metodi di base per descrivere ed analizzare fenomeni non deterministici allo scopo di effettuare valutazioni predittive ed assumere decisioni in regime di rischio controllato. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della probabilità, della inferenza statistica e della verifica statistica delle ipotesi. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analizzare fenomeni non deterministici che si sviluppano nel tempo. Capacità di effettuare valutazioni predittive e assumere decisioni in regime di incertezza, con particolare riferimento applicativo alla rivelazione di segnali immersi in un disturbo aleatorio. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per analizzare un fenomeno non deterministico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento legato all’analisi dei segnali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di teoria degli insiemi, analisi matematica e calcolo combinatorio. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 212 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Vettori di variabili aleatorie. Successioni di variabili aleatorie. Teoremi limite. Definizione di processo aleatorio. Caratterizzazione statistica dei processi aleatori. Stazionarietà in senso stretto e in senso lato. Funzioni di autocorrelazione e di autocovarianza. Medie di segnali aleatori. Ergodicità della media. Processo di Bernoulli. Processi di Poisson. Analogie tra i processi di Bernoulli e i processi di Poisson. Processi Gaussiani: Rumore bianco, Moto Browniano. Processi di Markov. Catene di Markov: matrici di transizione, distribuzione stazionaria e distribuzione limite. Indecomponibilità delle catene. Popolazione e campione. Principali statistiche campionarie. Principi generali della stima parametrica. Stimatori e stime. Proprietà degli stimatori. La funzione di Verosimiglianza. Metodi di costruzione degli stimatori. Introduzione al problema della rivelazione. Teoria di NeymanPearson. Rivelazione di segnali deterministici completamente noti in rumore bianco gaussiano. Rivelazione in rumore gaussiano colorato. Test d’ipotesi composte. Rivelazione di segnali deterministici con parametri incogniti (Test del Rapporto di Verosimiglianza Generalizzato). Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. I Processi Aleatori 10 2 Modelli di Processi Aleatori 10 3 Elementi di Inferenza Statistica 10 3 Elementi di Teoria della Decisione Totale Ore 10 2 40 10 Testi di riferimento Appunti delle lezioni S. M. Ross, Calcolo delle Probabilità, Apogeo, 2004. E. Conte, Lezioni di teoria dei segnali, Liguori, 1996. 213 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ELEMENTI DI PROBABILITÀ Docente: Prof. Maurizio GUIDA Semestre: I Integrato: Teoria dei Segnali: Modulo di Analisi dei Segnali Codice: Propedeuticità: Matematica I Matematica II SSD: SECS-S/02 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire strumenti e metodi di base per descrivere ed analizzare fenomeni non deterministici allo scopo di effettuare valutazioni predittive ed assumere decisioni in regime di rischio controllato. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della probabilità, della inferenza statistica e della verifica statistica delle ipotesi. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analizzare fenomeni non deterministici che si sviluppano nel tempo. Capacità di effettuare valutazioni predittive e assumere decisioni in regime di incertezza, con particolare riferimento applicativo alla rivelazione di segnali immersi in un disturbo aleatorio. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per analizzare un fenomeno non deterministico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento legato all’analisi dei segnali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di teoria degli insiemi, analisi matematica e calcolo combinatorio. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 214 Contenuto del corso Argomenti Elementi di Teoria della Probabilità Contenuti specifici Esperimento probabilistico, Spazio Campione, Eventi. Assiomi. Probabilità condizionata e indipendenza. Teorema delle Probabilità Totali. Teorema di Bayes. Esperimenti Composti Definizione di variabile aleatoria. Distribuzione di probabilità. Densità di probabilità. Indicatori sintetici di una variabile aleatoria. Funzioni di una variabile aleatoria. Coppie di variabili aleatorie. Distribuzioni congiunte e marginali. Indicatori sintetici per coppie di variabili aleatorie. Modelli di variabili aleatorie discrete: Bernoulli, Binomiale, Poisson. Modelli di variabili aleatorie continue: Uniforme, Normale, Esponenziale, Log-normale, Gamma. Definizione di processo aleatorio. Caratterizzazione statistica dei processi aleatori. Stazionarietà. Medie temporali. Ergodicità. Modelli di processi aleatori i uso comune: processo di Bernoulli, processo di Poisson, processi Gaussiani, Catene di Markov. Popolazione e campione. Principali statistiche campionarie. Principi generali della stima parametrica. Stimatori e stime. Proprietà degli stimatori. La funzione di Verosimiglianza. Metodi di costruzione degli stimatori. La verifica statistica delle ipotesi. Errore di I e di II specie. Regione di accettazione e regione critica. Il problema della rivelazione di segnali deterministici immersi in un disturbo aleatorio. Ore Lez. 7 Ore Eserc. 3 Ore Lab. Le Variabili Aleatorie 10 3 Modelli Probabilistici di uso comune I Processi Aleatori 5 2 8 2 Elementi di Inferenza Statistica Elementi di Teoria della Decisione Totale Ore 10 3 5 45 2 15 Testi di riferimento Appunti delle lezioni S. M. Ross, Probabilità e Statistica per l’Ingegneria e le Scienze, Apogeo. 215 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ANALISI DEI SEGNALI Integrato: con Teoria dei segnali: modulo di Elementi di Probabilità Codice: Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Propedeuticità: Matematica II SSD: ING-INF/03 Crediti:3 Semestre: II Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha carattere metodologico. Vengono esposte le principali tecniche di analisi ed elaborazione dei segnali (in particolare mediante sistemi LTI), con enfasi sulla dualità tempo-frequenza. Le tecniche illustrate hanno diffusa applicazione in elettronica, informatica, misure elettroniche, telecomunicazioni. I contenuti sono strettamente propedeutici per i corsi del settore Telecomunicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Analisi dei segnali nel dominio del tempo. Analisi di segnali nel dominio della frequenza.Analisi dei sistemi lineari nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza, sia in tempo-continuo che in tempo-discreto. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Caratterizzare i sistemi LTI in termini di legami ingresso-uscita. Operare semplici elaborazioni su segnali di interesse applicativo. Effettuare il campionamento e la ricostruzione di un segnale analogico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere la rappresentazione più adatta per l’analisi dei segnali e dell’interazione con i sistemi. Saper evitare effetti indesiderati nella discretizzazione di un segnale analogico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa Capacità di apprendere (learning skills) Aver maturato i concetti introdotti in vista degli studi successivi. Saper utilizzare fonti diverse per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione L’accertamento del profitto consiste nel superamento di una prova scritta e di una prova orale. 216 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Segnali e sistemi nel dominio del tempo Contenuti specifici Classificazione, operazioni elementari e proprietà dei segnali. Medie temporali, energia e potenza di segnali. Funzioni di correlazione e proprietà. Studio dei sistemi nel dominio del tempo. Sistemi LTI. Somma e integrale di convoluzione. Sistemi ARMA. Autofunzioni dei sistemi LTI. Risposta in frequenza. Trasformata di Fourier e proprietà. Somma di Poisson e serie di Fourier. Analisi dei sistemi LTI nel dominio della frequenza. Caratterizzazione energetica dei segnali. Segnali digitali. Campionamento e ricostruzione dei segnali analogici. Ore Lezione Ore Esercitaz. 8 4 Segnali e sistemi nel dominio della frequenza 8 4 Conversione analogico/digitale. Totale Ore 4 20 2 10 Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di teoria dei segnali, Liguori,1996. 217 ELENCO DOCENTI (→ vai a curriculum docenti) Francesco Basile Salvatore Bellone Pasquale Chiacchio Francesco Chiadini Francesco D’Agostino Antonio Della Cioppa Tiziana Durante Nicola Femia Flaminio Ferrara Claudio Gennarelli Liberata Guadagno Maurizio Guida Nicola Lamberti Patrizia Lamberti Vincenzo Langone Gian Domenico Licciardo Consolatina Liguori Maurizio Longo Stefano Marano Angelo Marcelli Vincenzo Matta Heinrich Christoph Neitzert Vincenzo Paciello Alfredo Paolillo Gennaro Percannella Giovanni Petrone Antonio Piccolo Antonio Pietrosanto Rocco Restaino Abdelaziz Rhandi Giovanni Riccio Alfredo Rubino Antonio Scaglione Pierluigi Siano Giovanni Spagnuolo Vincenzo Tucci Francesco Zirpoli 218 Corso di Studi in Ingegneria Informatica INDICE CORSO DI STUDIO IN INGEGNERIA INFORMATICA................................................................ 4 Obiettivi formativi .......................................................................................................................... 4 Organizzazione degli Studi............................................................................................................ 5 Tirocini Professionalizzanti e Formativi ...................................................................................... 6 Ammissione al Corso di Studio in Ingegneria Informatica .Errore. Il segnalibro non è definito. Frequenza ai corsi .................................................................Errore. Il segnalibro non è definito. Procedura Rilevazione Elettronica Presenze Studenti .........Errore. Il segnalibro non è definito. INFORMAZIONI UTILI.................................................................................................................... 9 Richieste di partecipazione ai tirocini ........................................................................................... 9 Presentazione dei Piani di Studio.................................................................................................. 9 Richieste di partecipazione a programmi di mobilità internazionale........................................... 9 Prenotazione dei test di lingua Inglese ......................................................................................... 9 Contatti e riferimenti ................................................................................................................... 10 LAUREA DI I LIVELLO CURRICULUM PER GLI IMMATRICOLATI NELL’A.A. 2008/09 ................... 11 LAUREA MAGISTRALE ............................................................................................................... 13 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA I LIVELLO ............................................... 14 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA MAGISTRALE ........................................ 17 PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI...................................................................................... 18 ALGORITMI E STRUTTURE DATI .............................................................................................. 19 ANTENNE E COLLEGAMENTI WIRELESS................................................................................ 21 AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ................................................................................................. 23 BASI DI DATI (9 CFU).................................................................................................................... 25 BASI DI DATI E SISTEMI INFORMATIVI (6 CFU) ..................................................................... 27 CALCOLATORI ELETTRONICI (6 CFU) ..................................................................................... 29 CALCOLATORI ELETTRONICI (9 CFU) ..................................................................................... 31 CHIMICA......................................................................................................................................... 33 CIRCUITI DI POWER MANAGEMENT ....................................................................................... 35 CIRCUITI DIGITALI (6 CFU) ........................................................................................................ 37 CODIFICA E COMPRESSIONE DELL’INFORMAZIONE .......................................................... 40 COMPLEMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI....................................................................... 42 ECONOMIA ED ORGANIZZAZIONE AZIENDALE ................................................................... 44 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI ............................................................................ 46 FISICA ............................................................................................................................................. 48 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (I MOD.) ................................ 51 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (II MOD)................................ 53 FONDAMENTI DI AUTOMATICA ............................................................................................... 55 FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI (9 CFU) ........................................................... 57 FONDAMENTI DI ELETTROTECNICA E CIRCUITI.................................................................. 59 FONDAMENTI DI INFORMATICA .............................................................................................. 61 FONDAMENTI DI MISURE........................................................................................................... 63 INGEGNERIA DEL SOFTWARE................................................................................................... 65 LABORATORIO DI ANALISI DEI SEGNALI .............................................................................. 67 LABORATORIO DI SISTEMI OPERATIVI (5 CFU) .................................................................... 69 LABORATORIO DI SISTEMI OPERATIVI (9 CFU) .................................................................... 71 LABORATORIO DI TECNOLOGIE PER IL WEB (6 CFU) .......................................................... 73 LINGUAGGI E COMPILATORI .................................................................................................... 75 MATEMATICA I............................................................................................................................. 77 MATEMATICA II ........................................................................................................................... 80 MATEMATICA III .......................................................................................................................... 83 2 MISURE PER LA CERTIFICAZIONE DI IMPIANTI DI RETE .................................................... 85 PRINCIPI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI .............................................................................. 86 PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI ( 6 CFU)............................................................................. 87 PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI ( 9 CFU)............................................................................. 89 PROGRAMMAZIONE IN RETE .................................................................................................... 91 RETI DI CALCOLATORI: ARCHITETTURE E SERVIZI (6 CFU) .............................................. 93 RETII: ARCHITETTURE E SERVIZI (9 CFU)............................................................................... 95 RETI DI CALCOLATORI: PROTOCOLLI E SISTEMI ................................................................. 97 RETI DI TELECOMUNICAZIONI (5 CFU) ................................................................................... 99 RETI MOBILI DI SECONDA GENERAZIONE ......................................................................................... 100 RETI DI TELECOMUNICAZIONI (9 CFU) ................................................................................. 101 RETI MOBILI DI SECONDA GENERAZIONE ......................................................................................... 102 RETI LOGICHE............................................................................................................................. 103 SISTEMI DI AUTOMAZIONE DISTRIBUITA............................................................................ 105 SISTEMI DI ELABORAZIONE .................................................................................................... 106 SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE ....................................................................................... 108 SISTEMI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI ( 6 CFU)................................................................... 110 SISTEMI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI (9 CFU) ................................................................... 112 SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI (6 CFU) ......................................................................... 114 SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI (9 CFU) ......................................................................... 116 SISTEMI OPERATIVI E SISTEMI EMBEDDED ........................................................................ 118 SISTEMI RADIOMOBILI (6 CFU) ............................................................................................... 120 TECNICHE DI PROGRAMMAZIONE ........................................................................................ 122 TECNOLOGIE INFORMATICHE DEI SISTEMI DI CONTROLLO (6 CFU) ............................ 124 TECNOLOGIE SOFTWARE PER IL WEB .................................................................................. 126 TELECOMUNICAZIONI NUMERICHE ..................................................................................... 128 TELERILEVAMENTO ................................................................................................................. 130 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ANALISI DEI SEGNALI .............................................. 132 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ELEMENTI DI PROBABILITÀ ................................... 134 TEORIA E TECNICA DELLE TELECOMUNICAZIONI MODULO I E MODULO II............... 136 BREVE CURRICULUM DEI DOCENTI...................................................................................... 138 3 CORSO DI STUDIO IN INGEGNERIA INFORMATICA Dall’anno accademico 2008/09 si è avuta l’entrata in vigore del DM 270/04, che ristruttura l’organizzazione didattica universitaria perseguendo due obiettivi principali: evitare la frammentazione degli insegnamenti e favorire la mobilità studentesca tra diversi corsi di laurea. La laurea magistrale, attivata in quest’anno accademico, rispetta questo nuovo Decreto Ministeriale la e la laurea in Ingegneria Informatica è stata riorganizzata. I curricula riportati per entrambi i corsi di laurea sono validi per gli immatricolati nell’a.a. 2008/09; per gli immatricolati negli anni precedenti non è stato apportato alcun cambiamento; i corsi del secondo anno della laurea magistrale saranno attivati nel prossimo anno accademico. L’offerta formativa effettivamente erogata in questo anno accademico è dettagliata nel manifesto degli studi di seguito riportato. Laurea di primo livello Obiettivi formativi La figura professionale dell’ Ingegnere Informatico è di grande attualità e registra l’esistenza, da circa 10 anni, del fenomeno dello skill shortage. Lo skill shortage corrisponde all’esigenza da parte del mercato di disporre di figure professionali in numero superiore ai laureati che ogni anno si creano, determinando in tal modo l’inserimento nel mondo del lavoro da parte del giovane laureato in tempi molto brevi. Il successo della figura professionale di Ingegnere Informatico risiede nella sua polivalenza e flessibilità, caratteristiche queste sempre più indispensabili nella società dell’Informazione. Gli sbocchi professionali del laureato in Ingegneria Informatica sono estremamente ampi, e legati a tutte le realtà produttive del settore dell’Information and Communication Technology (ICT). In tali ambiti le competenze acquisite consentono al laureato di ricoprire ruoli sia di progettista di software applicativo e di sistema, che di sistemista di impianti informatici e telematici. Sbocchi professionali sono anche possibili in tutte le altre realtà industriali, che impiegano sistemi informativi per la gestione e l’automazione dei processi produttivi. Le possibilità occupazionali si estendono ulteriormente al mondo dei servizi, ovvero agli ambienti privati e pubblici che impiegano strumenti informatici per l’erogazione dei loro servizi. In tali contesti l’Ingegnere Informatico è in grado di progettare e configurare reti locali e telematiche, amministrare e programmare sistemi di calcolo complessi, sviluppare applicazioni informatiche tradizionali e basate sul Web. Infine i laureati hanno la possibilità di iscriversi all’Albo Nazionale degli Ingegneri nella Sezione Ingegneria dell’Informazione, e potranno svolgere attività professionale in diversi altri ambiti, quali la progettazione assistita, la produzione, la gestione ed organizzazione, l’assistenza delle strutture tecnico-commerciali, sia nella libera professione che nelle imprese manifatturiere o di servizi e nelle amministrazioni pubbliche. Il percorso formativo proposto dalla Facoltà di Ingegneria dell’Università di Salerno prevede che la formazione del laureato in Ingegneria Informatica non sia limitata alle discipline del settore dell’ICT, ma sia anche contraddistinta da solide conoscenze di tipo metodologico e tecnico-scientifico, consentendogli di affrontare con competenza la progettazione di sistemi complessi. Più specificatamente, il corso di Laurea di Ingegneria Informatica dell’Università di Salerno si propone di formare laureati che: • conoscano adeguatamente gli aspetti metodologico-operativi della Matematica, della Fisica e delle altre discipline di base nel settore dell’ICT, come i Campi Elettromagnetici, l’Elettronica, l’Elettrotecnica, le Telecomunicazioni, i Sistemi elettrici e di Controllo Industriale; • conoscano adeguatamente gli aspetti metodologico-operativi delle scienze dell’Ingegneria; • siano in grado di identificare, formulare e risolvere problemi nel settore dell’Information & Communication Technology, come la progettazione e gestione di apparati, sistemi e 4 infrastrutture riguardanti la rappresentazione e l’elaborazione delle informazioni e la loro utilizzazione nelle attività produttive e di servizi. La figura professionale si distinguerà per competenze che non sono solo limitate agli ambiti classici del software applicativo ma si estendono al campo delle architetture dei sistemi di elaborazione, ai servizi ed alle applicazioni delle reti telematiche e dei sistemi di telecomunicazioni, nonchè agli ambienti informatici ed alle applicazioni dell’informatica nel settore dei controlli industriali e della gestione della produzione. A garanzia di una concreta ricaduta occupazionale, le figure professionali che il corso di Laurea in Ingegneria Informatica intende formare sono il risultato di una lunga attività di progetto che ha visto il coinvolgimento delle associazioni di industriali, di importanti realtà industriali a carattere multinazionale, e di numerose piccole e medie imprese ed enti locali, nonché la consultazione di importanti studi di settore a carattere nazionale ed europeo. Le conoscenze e le competenze acquisite dai laureati in Ingegneria Informatica, si inquadrano in profili professionali tradizionalmente definiti dalle aziende ed enti operanti nel settore, in particolare: • IT DEVELOPER, Realizzare applicazioni stand-alone in linguaggi imperativi e ad oggetti, applicazioni web, e sistemi di basi di dati; • CONTROL SYSTEMS PROGRAMMER: Realizzare applicazioni di controllo e di automazione industriale, tramite la programmazione di dispositivi di controllo sia in linguaggi imperativi classici che in linguaggi dedicati all’automazione (come, ad esempio, il diagramma funzionale sequenziale o il linguaggio a contatti); • CONTROL SYSTEMS DEVELOPER: Progettare architetture di controllo di media/piccola dimensione. Configurare i vari dispositivi di controllo e di supervisione per realizzare architetture di controllo di media/piccola dimensione; • SYSTEM PROGRAMMER, in grado di programmare sistemi a microcontrollori e microprocessori, a livello di sistema; • SYSTEM DESIGNER, finalizzato alla realizzazione di piccole board digitali, realizzate con componentistica standard; • IT JUNIOR ANALIST, in grado di analizzare, valutare e dimensionare sistemi di elaborazione di piccole e dimensioni; • NETWORK MANAGER, in grado di realizzare e gestire impianti di rete locale, con competenze di base sulle reti geografiche, sulle architetture TLC, su reti TCP/IP, fibra ottica, VOIP. Organizzazione degli Studi Il percorso formativo del laureato in ingegneria Informatica si articola su tre livelli: a) formazione di base a carattere generale nell’ambito della matematica della fisica e della statistica ed ingegneristica nell’ambito dell’informatica, dell’elettrotecnica e dei circuiti, e della statistica applicata all’ingegneria, b) formazione di base nelle discipline dell’ingegneria dell’informazione, con particolare riferimento alla programmazione dei calcolatori elettronici, la loro architettura hardware e software, le basi di dati, l’analisi dei segnali e la relativa trasmissione, ed i controlli automatici. c) formazione di natura caratterizzante, finalizzata alla creazione di specifici profili professionali che il corso di studi intende formare, con attività formative che coinvolgono prevalentemente i settori dell’informatica, dell’ automatica e delle telecomunicazioni, e privilegiano gli aspetti interdisciplinari, oggi di grande importanza nel settore. Le problematiche trattate si riferiscono prevalentemente alle metodologie e tecnologie informatiche nell’automazione industriale, all’analisi ed al progetto di applicazioni informatiche, alle reti di calcolatori, al progetto architetturale dei sistemi di elaborazione, e ai sistemi di telecomunicazione. Il Corso di studi si articola, a partire dal terzo anno, su due distinti percorsi, con obiettivi diversificati: • Un percorso formativo orientato all’approfondimento delle discipline nei settori dell’informatica, dell’automatica e delle telecomunicazioni, e mirato a rafforzare nello studente le abilità di analisi di problemi e conseguente sintesi progettuale nell’ambito dell’ingegneria del software, delle reti di calcolatori, dei sistemi hw e sw per il controllo automatico, e dei sistemi di telecomunicazione e dei 5 circuiti digitali. Il percorso formativo si completa con un tirocinio formativo, costituito da attività didattiche svolte con il coinvolgimento di aziende ed enti a rilevanza internazionale operanti nel settore, e finalizzato al completamento della cultura di contesto nel settore dell’ingegneria informatica, e più in generale dell’ingegneria dell’informazione. • Un percorso professionalizzante, orientato all’approfondimento di discipline dell’informazione che abbiano precisa attinenza con i profili professionali che si definiscono, e preordinato all’inserimento dei laureati nel mondo del lavoro. I contenuti si riferiscono all’ambito delle applicazioni software (tradizionali e distribuite), delle reti di calcolatori, dei sistemi hw e sw per il controllo automatico, e dei sistemi di telecomunicazione. Il percorso si completa con un tirocinio di carattere professionalizzante, svolto dagli studenti in realtà aziendali convenzionate, e finalizzato ad acquisire “sul campo” specifiche competenze applicative ed acquisire conoscenze anche di carattere organizzativo degli ambiti lavorativi del settore. Tirocini Professionalizzanti e Formativi In ciascuno dei curricula professionalizzanti “Applicazioni Telematiche” e “Sistemi Informativi” è previsto che lo studente svolga obbligatoriamente un’attività di tirocinio da svolgere presso Industrie ed Enti di grande rilevanza nazionale che operano nei settori dell’Informatica e delle Telecomunicazioni, convenzionate con l’Area Didattica. L’attività di tirocinio consente allo studente di completare l’esperienza formativa nel settore di interesse e di entrare in contatto con le problematiche di progettazione e produzione, e di applicare le conoscenze acquisite nel corso degli studi. E’ inoltre previsto, che tutti gli studenti seguano un ciclo di seminari, organizzati dall’Area Didattica, e tenuti da importanti dirigenti di aziende e di insigni rappresentanti sulle problematiche dell’innovazione tecnologica, della ricerca scientifica e della ricerca applicata nei vari settori dell’Ingegneria dell’ICT, e sulle problematiche e prospettive occupazionali del settore. Ammissione al Corso di Studio in Ingegneria Informatica Ai fini dell’accesso al Corso di Studi è prevista una prova che serve allo studente sia come autovalutazione, sia come titolo di ammissione. L’iscrizione al Corso di Studi è subordinata al rispetto dei termini per la prescrizione ed al sostegno obbligatorio del test di accesso che consiste in quesiti a risposte multiple, in elaborazioni logiche ed esercizi per la cui risoluzione si richiedono buone conoscenze pre-universitarie di base. Se la verifica non è positiva vengono indicati specifici obblighi formativi aggiuntivi da soddisfare nel primo anno di corso, attraverso la frequenza a corsi di recupero, organizzati dalla Facoltà, che consentono di acquisire i crediti necessari al saldo del debito formativo iniziale. Tali corsi sono concentrati nel mese di Settembre e consistono di attività frontali per il riepilogo di conoscenze di base di Matematica, Fisica ed Informatica. Nel caso che l’esito del test di ingresso sia fortemente negativo, lo studente potrà differire la sua immatricolazione, seguire i corsi di recupero, ed affrontare nuovamente il test per verificare il recupero dei debiti formativi. Laurea magistrale Obiettivi formativi L’obiettivo formativo primario del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica è quello di acquisire le conoscenze e maturare le capacità necessarie a progettare e realizzare sistemi di medie e grandi dimensioni in ambito Information Technology. A questo fine viene curato l’approfondimento di metodi e contenuti scientifici generali, con particolare riferimento agli ambiti dell’informatica e dell’automatica, e la conoscenza di metodologie di progetto, project management e gestione della produzione, oltre alle specifiche conoscenze professionali preordinate all’inserimento dei laureati nel mondo del lavoro. L’offerta didattica, pur essendo pienamente allineata agli obiettivi generali della classe delle Lauree Magistrali in Ingegneria Informatica (LM-32), è mirata alla formazione di figure professionali specialistiche nel settore delle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (ICT); in particolare il profilo professionale è quello di un Ingegnere Informatico che sia in grado di: • progettare e realizzare sistemi ed applicazioni software di elevata complessità, 6 • progettare impianti di rete e telematiche di grandi dimensioni, • analizzare, progettare e sviluppare applicazioni informatiche tradizionali e basate sul Web di grandi dimensioni, • progettare e configurare sistemi di automazione. Inoltre l’offerta didattica è mirata alla formazione di figure professionali capaci di dirigere e organizzare gruppi di lavoro per il progetto e la realizzazioni di grandi sistemi software, hardware o di automazione. Organizzazione degli Studi Il Corso di studi si articola su un unico percorso formativo orientato all’approfondimento delle discipline di carattere prevalentemente progettuale nei settori caratterizzanti dell’informatica e dell’automatica; un ruolo significativo è anche attribuito alle discipline delle telecomunicazioni ed alle applicazioni telematiche, orientando il curriculum degli studi allo sviluppo di competenze di carattere fortemente interdisciplinare, come richiesto oggi giorno dal mondo del lavoro. Le discipline sono scelte in maniera tale da completare nello studente le abilità di analisi di problemi complessi e di sintesi progettuale negli ambiti specifici dell’ingegneria del software, dei calcolatori elettronici (in riferimento alle architetture sia general purpose che special purpose), delle reti di calcolatori sia dal punto di vista sistemistico che progettuale, dei sistemi e delle metodologie di controllo automatico, e dei sistemi di telecomunicazione. Inoltre, il percorso formativo si completa con una prova finale, in cui lo studente affronta un problema di progetto nell’ambito delle discipline incontrate nel percorso di studio. Piani di studio Gli studenti possono presentare piani di studio la cui approvazione è deliberata dal Consiglio di Area Didattica. I termini e le modalità di presentazione dei suddetti piani sono stabiliti dalla programmazione annuale della didattica nel calendario di Ateneo. Frequenza ai corsi La frequenza ai corsi è obbligatoria. Modalità di frequenza Gli insegnamenti sono erogati in presenza con frequenza obbligatoria. Lingua di insegnamento Italiano Sede e Orario I corsi sono erogati presso la Facoltà di Ingegneria. Si consulti il sito di Facoltà (http://www.ingegneria.unisa.it/) per l’indicazione dell’orario e delle aule. Procedura Rilevazione Elettronica Presenze Studenti Gli studenti iscritti ad una laurea triennale (Ingegneria Chimica, Ingegneria Civile, Ingegneria Civile per l’Ambiente e il Territorio, Ingegneria Elettronica, Ingegneria Gestionale, Ingegneria Informatica, Ingegneria Meccanica) o alla laurea a ciclo unico (Ingegneria Edile-Architettura) hanno l’obbligo di frequentare i corsi e di attestare la presenza in aula con il tesserino magnetico personale (badge). La frequenza, secondo i limiti stabiliti dalla Facoltà, è condizione necessaria per sostenere gli esami di profitto dei singoli insegnamenti. Non esistono altre procedure che permettano all’allievo di certificare la presenza in aula. Eccezioni sono previste unicamente per le matricole (I° anno - l° semestre) fino alla consegna del badge e per gli studenti che hanno richiesto alla segreteria un duplicato del tesserino magnetico. 7 Pertanto, per attestare correttamente la presenza in aula mediante la procedura elettronica lo studente deve: avere sempre con se il tesserino personale; la mancanza del badge al momento della rilevazione delle presenze non consente di accedere alla procedura elettronica e quindi determina un’assenza alla lezione; verificare, prima di utilizzare il proprio badge, che il docente abbia attivato la sessione di rilevazione delle presenze; l’impiego del tesserino prima delle operazioni di apertura o dopo la chiusura della procedura è considerata come anomalia dal sistema e quindi determina un’assenza alla lezione; utilizzare il tesserino con la banda magnetica rivolta in alto, da sinistra verso destra ed impiegando indifferentemente i terminali slave o master presenti nell’aula; il corretto passaggio del badge è seguito da un unico suono “BEEP” (lettura valida); ripetere l’operazione soltanto nel caso di anomalia diagnosticata con una sequenza di tre suoni “BEEP” (lettura errata); l’utilizzo del badge per più di una lettura valida (unico “BEEP”) - all’interno della stessa sessione di rilevazione - è considerata un’anomalia dalla procedura e quindi determina un’assenza alla lezione. Con l’anno accademico 2007/2008 è terminato il periodo di sperimentazione della procedura elettronica di rilevazione presenze, pertanto, la Facoltà non assisterà più gli studenti nel modificare e/o correggere anomalie determinate da un errato utilizzo della procedura. È necessario, dunque, che l’allievo si attenga a quanto sopra indicato al fine di ottenere una corretta contabilizzazione delle proprie presenze. 8 INFORMAZIONI UTILI Richieste di partecipazione ai tirocini Le offerte di tirocinio possono essere consultate sulla bacheca dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione presso la Facoltà di Ingegneria (Inv. 9C, piano 3°), all'esterno dell'Ufficio Tirocini. Per candidarsi è sufficiente consultare il sito di Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione http://www.adinf.unisa.it/ o, compilare on-line la domanda di partecipazione. La domanda dove essere presentata nel periodo 1 settembre - 31 dicembre e ha validità per un anno accademico. Essa dovrà essere ripresentata qualora non possa aver seguito durante l'anno di validità. Presentazione dei Piani di Studio I Piani di studio vanno presentati alla Segreteria Studenti di Ingegneria, entro la data deliberata dal Senato Accademico (tipicamente metà Settembre). Successivamente lo studente riceverà comunicazione sull'eventuale approvazione del Piano di Studio o sulle richieste di emendamento dal Consiglio di Area Didattica di Ingegneria dell’Iinformazione.. Richieste di partecipazione a programmi di mobilità internazionale Lo studente interessato può aderire al programma di mobilità studentesca Erasmus che consente loro di svolgere un periodo di studi all’estero presso una delle Università straniere che hanno stabilito un accordo di mobilità. Le Università straniere che hanno stretto accordi di mobilità con l’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione. Il programma Erasmus consente allo studente di formulare un piano di studio in cui alcuni insegnamenti dell’Università di provenienza sono sostituiti con insegnamenti presenti nell’offerta didattica dell’Università ospitante e/o svolgere attività di tirocinio e di tesi. L’istruttoria per la partenza prevede la compilazione del Learning Agreement che contiene le indicazioni sugli insegnamenti che si intendono seguire all’estero e i relativi esami che saranno sostenuti. Sul sito Web dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione sono disponibili tutte le convenzioni stipulate, i regolamenti, e le informazioni necessarie allo studente per perfezionare la richiesta di mobilità e per provvedere all’accreditamento degli esami superati al rientro. Sono attive convenzioni con prestigiose Università Europee dei principali paesi: Germania, Gran Bretagna, Irlanda, Portogallo, Romania, Spagna e Svezia. Prenotazione dei test di lingua Inglese I crediti riservati alla Conoscenza della Lingua si possono conseguire soltanto attraverso un apposito TEST, che viene svolto due volte l’anno presso il CLA (Centro Linguistico d’Ateneo) (orientativamente a Gennaio ed a Luglio). Il risultato del TEST è espresso nel sistema ALTE ed è di riferimento per l’eventuale acquisizione dei crediti. Il requisito minimo richiesto nella Conoscenza della Lingua Straniera è rappresentato dal Livello II (Threshold User) della ALTE (Association of Language Testers in Europe) corrispondente al PET (Preliminary English Test) utilizzato per la Lingua Inglese. Le prenotazioni per lo svolgimento del test si effettuano presso la Segreteria di Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione nei periodi indicati nella bacheca e sul sito web http://www.adinf.unisa.it/ 9 Contatti e riferimenti Presidente dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione: Prof. Mario VENTO, Tel. 089/964224, E-mail: [email protected] Segreteria dell’Area Didattica Orario di Ricevimento: lunedì, mercoledì e giovedì dalle 10.00 alle 12.00 Tel: 089/964167 E-mail: [email protected]; Altri Contatti Utili per gli Studenti: Coordinatore Commissione Orari Ing. Vincenzo MATTA Tel: 089/964301; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Tutorato Prof. Pasquale CHIACCHIO Tel: 089/964306; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Piani di Studio Prof. Giovanni RICCIO Tel: 089/964285; e-mail: [email protected] Coordinatore Commissione Tirocini Prof. Lucio Ippolito Tel: 089/964285; e-mail: [email protected] Responsabile Relazioni Internazionali Prof. Angelo MARCELLI Tel: 089/964274; e-mail [email protected] 8 10 LAUREA DI I LIVELLO Curriculum per gli Immatricolati nell’A.A. 2008/09 I Anno Matematica I Fisica (mod. 1) Fondamenti di Informatica I Insegnamento a scelta Fisica (mod. 2) Algoritmi e Strutture Dati Matematica II TOTALE ANNO I Semestre I I I I II II II Cfu 9 6 6 6 6 9 9 51 SSD MAT/05 FIS/01 ING-INF/05 a scelta FIS/01 ING-INF/05 MAT/05 6 ESAMI II Anno Basi di Dati Matematica III Reti Logiche Programmazione ad oggetti Teoria dei segnali: Modulo di Elementi di Probabilità Teoria dei segnali: Modulo di Analisi dei Segnali Calcolatori Elettronici Fondamenti di Elettrotecnica e Circuiti Fondamenti di Controlli Automatici TOTALE ANNO II I I I I I II II II II Cfu 9 6 6 9 6 6 9 9 9 69 SSD ING-INF05 MAT/05 ING-INF/05 ING-INF/05 SECS-S/02 ING-INF/03 ING-INF/05 ING-IND31 ING-INF/04 8 ESAMI III ANNO (PERCORSO FORMATIVO) Reti: Architetture e Servizi Ingegneria del software Circuiti Digitali Teoria e Tecnica delle Telecomunicazioni: modulo 1 Teoria e Tecnica delle Telecomunicazioni: modulo 2 Tecnologie Informatiche dei Sistemi di Controllo Insegnamento formativo a scelta Tirocinio formativo Prova finale TOTALE ANNO III (PERCORSO FORMATIVO) TOTALE CdS (su FORMATIVO) II Cfu 9 9 9 6 6 6 9 3 3 60 180 SSD INF/01 ING-INF/05 ING-INF/01 ING-INF/03 ING-INF/03 ING-INF/04 a scelta altro altro 6 ESAMI ESAMI TOTALI 20 11 III ANNO (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE) Reti: Architetture e Servizi Tecnologie Informatiche dei Sistemi di Controllo Sistemi di Telecomunicazione Tecnologie Software per il WEB Laboratorio di Sistemi Operativi Insegnamento professionalizzante a scelta Tirocinio professionalizzante Prova finale TOTALE ANNO III (PERCORSO PROFESSIONALIZZANTE) TOTALE CdS (su PROFESSIONALIZZANTE) II Cfu 9 6 6 9 9 6 12 3 60 180 SSD INF/01 ING-INF/04 ING-INF/03 ING-INF/05 ING-INF/05 a scelta altro altro 6 ESAMI ESAMI TOTALI 20 I Insegnamento a scelta Economia ed Organizzazione Aziendale Chimica Insegnamento formativo a scelta Sistemi operativi e Sistemi embedded Insegnamento Professionalizzante a scelta Sistemi e Tecnologie Industriali CFU 6 6 SSD SECS-P/07 CHIM/07 9 CFU 9 ING-INF/05 SSD ING-IND/33 12 LAUREA MAGISTRALE I Anno Tecniche di programmazione (*) Ingegneria del Software Reti di calcolatori: protocolli e sistemi Programmazione in rete (integrato con Linguaggi e Compilatori) Complementi di Controlli automatici Sistemi di Elaborazione Elaborazione numerica dei segnali TOTALE ANNO I Semestre I I I II II II II Cfu 9 9 9 6 9 9 9 60 SSD ING-INF/05 ING-INF/05 INF/01 ING-INF/05 ING-INF/04 ING-INF/05 ING-INF/03 7 ESAMI II Anno Sistemi informativi aziendali Automazione industriale Linguaggi e Compilatori (Integrato con Programmazione in rete) Reti di telecomunicazioni Applicazioni dell'Intelligenza Artificiale all'Ingegneria Insegnamento a scelta Esame finale TOTALE ANNO II TOTALE CdS Cfu 9 9 6 9 6 9 12 60 120 SSD ING-INF/05 ING-INF/04 ING-INF/05 ING-INF/03 ING-INF/05 a scelta altro 6 ESAMI ESAMI TOTALI 13 Lista degli insegnamenti a scelta Architetture avanzate dei calcolatori elettronici Codifica e Compressione dell'informazione Telecomunicazioni numeriche Telerilevamento (*) Antenne e collegamenti wireless CFU 9 9 9 9 9 SSD ING-INF/05 ING-INF/03 ING-INF/03 ING-INF/03 ING-INF/02 (*) Per gli A.A.2008/09 - 2009/10 - 2010/11 l'insegnamento di "Antenne e collegamenti wireless" previsto al primo anno è posto fra gli insegnamenti a scelta e sostituito da "Ingegneria del Software". Dall'A.A. 2011/12 sarà eliminato "Ingegneria del Software" e ripristinato "Antenne e collegamenti wireless" come obbligatorio al primo anno. 13 MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA I LIVELLO ARTICOLAZIONE DEL I ANNO – Immatricolati A.A. 2008/09 1° Semestre Insegnamento Matematica I Fisica (mod. 1) Fondamenti di Informatica I Insegnamento a scelta Fisica (mod. 2) Algoritmi e Strutture Dati Matematica II CFU 9 6 6 6 6 9 9 Propedeuticità 2° Semest re Fondamenti di Informatica Matematica I I INSEGNAMENTO A SCELTA Insegnamento Economia e organizzazione aziendale Chimica CFU 6 6 Propedeuticità 14 ARTICOLAZIONE DEL II ANNO Immatricolati A.A. 2007/08 Insegnamento Calcolatori Elettronici 1° Semestre Matematica III Programmazione ad oggetti Fondamenti di Misure Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (I Mod.) Circuiti Digitali Basi di Dati e Sistemi Informativi 2° Semestre Fondamenti di Automatica Principi di Campi Elettromagnetici Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (II Mod.) II Insegnamento a scelta CFU 6 6 6 3 3 6 6 6 9 6 3 Propedeuticità Fondamenti di Informatica, Algoritmi e strutture dati Matematica II Algoritmi e Strutture Dati, Laboratorio di Linguaggi ed Ambienti di Programmazione Fisica I, Matematica II Matematica II Elettrotecnica I Algoritmi e Strutture Dati Matematica III Matematica III, Fisica II Elem. di Probabilità e Statistica per l'Ingegneria, Matematica III, Fondam. di Analisi dei Segnali e Trasmissione (I Mod.) II INSEGNAMENTO A SCELTA Insegnamento Circuiti di Power Management CFU 3 Propedeuticità Elettrotecnica I 15 ARTICOLAZIONE DEL III ANNO - Immatricolati A.A. 2006/07 Insegnamento Sistemi di Telecomunicazione 1° Semestre Sistemi e Tecnologie Industriali Tecnologie Informatiche dei Sistemi di Controllo I Insegnamento di curriculum II Insegnamento di curriculum Reti di Calcolatori: Architetture e Servizi Misure per la Certificazione di Impianti di Rete Laboratorio di Analisi dei Segnali Ulteriori insegnamenti di curriculum Tirocinio Prova Finale Crediti 6 6 6 6 6 6 3 3 5 6 6 CURRICULA PROFESSIONALIZZANTI CURRICULUM SISTEMI INFORMATIVI Insegnamento Sistemi informativi aziendali Laboratoriodi tecnologie per il WEB Sistemi di automazione distribuita Laboratorio di Sistemi Operativi Insegnamento Reti di Telecomunicazioni Laboratorio di Tecnologie per il WEB Sistemi radiomobili CFU 6 6 3 3 CFU 6 6 6 16 Propedeuticità Basi di Dati e Sistemi Informativi Reti di calcolatori: Architetture e Servizi - Programmazione ad Oggetti e Tecnologie Informatiche dei Sistemi di Controllo Algoritmi e Strutture Dati Propedeuticità Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (II mod) Reti di calcolatori: Architetture e Servizi, Programmazione ad oggetti Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (II mod) Fondam3enti di Informatica Reti di calcolatori: Architetture e Servizi - Fondamenti di Misure Fond.di Analisi dei Segnali e Trasm. (II mod) – Fond. di Automatica Fondamenti di Automatica Propedeuticità Fondamenti di Analisi dei Segnali e Trasmissione (II mod) CURRICULUM APPLICAZIONI TELEMATICHE 2° Semestre MANIFESTO DEGLI STUDI A.A. 2008/09 LAUREA MAGISTRALE ARTICOLAZIONE DEL I ANNO 1° Semestre Insegnamento Tecniche di programmazione (*) Ingegneria del Software Reti di calcolatori: protocolli e sistemi Programmazione in rete (integrato con Linguaggi e Compilatori) Complementi di Controlli automatici Sistemi di Elaborazione Elaborazione numerica dei segnali CFU 9 9 9 6 9 9 9 Propedeuticità 2° Semestre 17 PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI 18 ALGORITMI E STRUTTURE DATI Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Dott. Gennaro Percannella Semestre: II Integrato: No Codice: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha l’obiettivo di approfondire gli aspetti relativi alla progettazione e realizzazione di algoritmi, utilizzando tecniche iterative e ricorsive e valutando l’efficienza dei programmi ottenuti. Dopo un approfondimento di tali aspetti il corso presenta le principali strutture dati fondamentali, come stack, liste ed alberi, tabelle hash presentandone la realizzazione in linguaggio C. Nell’ambito del corso si analizzano, inoltre, taluni aspetti metodologici dei linguaggi di programmazione in relazione alle regole di scope ed alla loro implementazione, al supporto a run-time. Si approfondiscono alcuni aspetti relativi agli ambienti di programmazione con particolare attenzione al debugging e testing, alla compilazione separata, all’uso di strumenti quali gcc, make. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza degli algoritmi e strutture dati fondamentali. Conoscenza dei paradigmi di programmazione iterativa e ricorsiva. Capacità di confrontare algoritmi sulla base dell'efficienza di esecuzione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Analizzare e realizzare applicazioni che utilizzino algoritmi e strutture dati standard in linguaggio C, valutandone l’efficienza. Realizzazione di progetti software in C di piccole dimensioni impiegando gli strumenti per la compilazione separata sia da linea di comando che nell’ambito di un ambiente di sviluppo. Autonomia di giudizio (making judgements) Selezionare le strutture dati adeguate a supportare un'applicazione, sulla base delle specifiche esigenze applicative. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Esporre oralmente argomenti relativi agli algoritmi ed alle strutture dati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze sulla programmazione in linguaggio C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono proposti e commentati algoritmi e la relativa codifica in linguaggio C, la creazione di librerie statiche usando gli strumenti per la compilazione separata. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti svolgono le precedenti attività in autonomia sulla base delle specifiche fornite dal docente. L’attività di laboratorio prevede anche lo sviluppo di progetti realizzati in gruppi di 3-4 persone. Metodi di valutazione 19 La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. La prova scritta viene realizzata dallo studente sul sistema di elaborazione; essa consiste in scrittura, compilazione, esecuzione e verifica di un programma in linguaggio C che faccia uso delle strutture dati analizzate durante il corso. Contenuto del corso Argomenti Complementi di programmazione in C Ricorsione Contenuti specifici Puntatori, array e puntatori, aritmetica dei puntatori. Le struct. Aspetti e definizioni generali. Induzione Matematica. Divide-et-impera. Algoritmi ricorsivi notevoli: Hanoi, Quicksort, Mergesort. Definizioni, il modello RAM, notazioni funzioni (Θ , Ω , O), calcolo di complessità (i vari costrutti), calcolo di complessità degli algoritmi, formule di ricorrenza, ricorrenze notevoli e loro risoluzione, cenni alla analisi ammortizzata. Aspetti generali, classificazione e struttura dati, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sulle liste. Aspetti generali, classificazione e struttura dati, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sugli alberi. Aspetti generali, hashing esterno ed interno, algoritmi di base (in versione iterativa e ricorsiva): creazione, inserimento, ricerca, cancellazione, visita, altri algoritmi sulle tabelle hash. Ambienti di programmazione, debugging e testing, compilazione separata e librerie, makefile. Aspetti generali sui modelli di memoria, memoria statica e memoria dinamica, stack e record di attivazione, nomi ed ambiente, regole di scope statico e dinamico Ore Lez. 4 4 Ore Eserc. 2 4 Ore Lab. 2 2 Complessità computazionale 4 2 0 Liste dinamiche 6 4 2 Alberi binari 6 4 2 Tabelle hash 6 4 2 Ambienti di programmazione e debugging Supporto a run-time Totale Ore 6 5 5 8 44 4 29 2 17 Testi di riferimento T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein, “Introduzione agli algoritmi e strutture dati 2/ed”, Mc-Graw - Hill. M. Gabrielli, S. Martini, "Linguaggi di programmazione: principi e paradigmi", McGraw-Hill. Il corso è completamente supportato da materiale didattico on-line e dispense del docente disponibili sul sito del corso. Il sito è accessibile attraverso il portale dell'Area Didattica di Ingegneria dell'Informazione http://www.adinf.unisa.it. Sono, inoltre, disponibili agli studenti esempi di esercizi svolti e ulteriore materiale didattico integrativo. 20 ANTENNE E COLLEGAMENTI WIRELESS CdS: Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Anno: Docente: Prof. Giovanni RICCIO Semestre: Integrato: NO Codice: Propedeuticità: NO SSD: ING-INF/02 Crediti: 9 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Scopo del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti matematici e metodologici necessari alla caratterizzazione delle antenne ed all’analisi della propagazione nei collegamenti wireless. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Al termine del corso, lo studente possiederà nel suo bagaglio culturale quelle conoscenze necessarie per affrontare e risolvere problemi di collegamento radio, con comprensione dei fenomeni fisici ad essi collegati. Conoscenze e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Al fine di pianificare collegamenti wireless sia indoor che outdoor, lo studente avrà acquisito conoscenze e capacità per caratterizzare tipiche sorgenti intenzionali di campo elettromagnetico, descrivere la sua propagazione e le perdite ad essa connesse. Autonomia di giudizio (making judgements) Lo studente dovrà essere in grado di discriminare i meccanismi propagativi del campo elettromagnetico, selezionare i sistemi di antenna in base alle specifiche richieste e scegliere il modello propagativo idoneo al contesto considerato. Abilità comunicative (communication skills) Lo studente dovrà saper esporre correttamente, e con proprietà di linguaggio, temi ed argomenti incontrati durante lo svolgimento del corso. Capacità di apprendere (learning skills) Lo studente dovrà essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati nel corso, ricorrendo anche a supporti diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e fisiche di base. Metodi didattici Lo svolgimento del corso prevede lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante colloquio orale. 21 Contenuto del corso Argomenti Introduzione Elementi di base Contenuti specifici Presentazione del corso e richiami utili. Equazioni di Maxwell. Relazioni costitutive. Condizioni al contorno. Teoremi. Potenziali elettromagnetici. Caratterizzazione di antenne in trasmissione e ricezione. Antenne a dipolo. Antenne a guide d’onda ed a tromba. Antenne a riflettore. Antenne integrate. Schiere lineari di antenne. Antenne per sistemi cellulari. Formula del collegamento. Onde piane in mezzi illimitati con e senza perdite: campo elettromagnetico, polarizzazione e densità di potenza. Riflessione e trasmissione di onde piane in corrispondenza di superfici di separazione lisce o scabre. Diffrazione. Cammini multipli. Fading e tecniche di diversità. Valutazione del path loss nei collegamenti wireless. Link budget. Modelli deterministici ed empirici per la propagazione indoor ed outdoor. Principali sorgenti intenzionali e non di campo elettromagnetico. Normativa vigente. Tecniche di riduzione a conformità Strumentazione e tecniche di misura del campo elettromagnetico. Ore Lez. 2 6 Ore Eserc. Ore Lab. Antenne 18 8 Onde elettromagnetiche e meccanismi di propagazione Modelli di propagazione 14 8 16 8 Impatto ambientale Misure Totale Ore 4 2 62 2 2 26 2 Testi di riferimento G. Riccio, Appunti di antenne e propagazione nei collegamenti wireless F.T. Ulaby, Fondamenti di campi elettromagnetici, McGraw-Hill, 2006 22 AUTOMAZIONE INDUSTRIALE Cds: Ingegneria Informatica (LM) Anno: II Docente: Prof. Pasquale Chiacchio Semestre: Integrato: Codice: Propedeuticità: Complementi di Controlli Automatici SSD: ING-INF/04 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha come obiettivo la presentazione delle metodologie di analisi e modellistica dei sistemi ad eventi discreti nell’ambito dell’automazione industriale ma con riferimento anche a sistemi informatici, reti di comunicazione e di trasporto. Inoltre sono presentati gli elementi di base della robotica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Sistemi a eventi discreti. Modellistica tramite automi e reti di Petri. Controllo di supervisione. Modellistica dei robot. Controllo dei robot. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analizzare e controllare un sistema di automazione mediante le metodologie dei sistemi ad eventi discreti. Saper scrivere i modelli cinematici di robot manipolatori. Saper progettare semplici controllori per robot. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie dei sistemi ad eventi più appropriate per l’analisi e la progettazione di un sistema di automazione industriale. Saper scegliere il metodo di controllo di un robot in funzione della applicazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento del corso. Saper scrivere una relazione su una analisi o un progetto effettuati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di informatica e automatica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un esercizio da risolvere mediante carta e penna. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 23 Contenuto del corso Argomenti Controllo supervisivo basato su automi Controllo supervisivo basato su reti di Petri Problematiche implementative del controllo supervisivo Controllo ottimo di sistemi ad eventi Applicazioni del controllo supervisivo Struttura e componenti di un robot industriale Contenuti specifici Algebra dei linguaggi. Automi a stati e loro proprietà. Modellistica con automi. Teorema della controllabilità. Progetto di controllori di supervisione mediante automi a stati finiti. Reti di Petri e loro proprietà. Modellistica con reti di Petri. Progetto di controllori di supervisione mediante reti di Petri. Realizzazione dei controllori di supervisione. Sistemi a eventi discreti temporizzati e tecniche di schedulazione. Cenni a reti di code. Esemplificazioni a casi reali (magazzini automatici, celle robotizzate, sistemi per la movimentazione materiale). Il robot industriale. Struttura dei manipolatori. Matrice di rotazione. Angoli di Eulero. Trasformazioni omogenee. Cinematica diretta. Cinematica di strutture tipiche di manipolazione. Problema cinematico inverso. Cinematica differenziale. Jacobiano. Formulazione di Lagrange. Dinamica diretta e dinamica inversa. Controllo nello spazio dei giunti. Controllo indipendente ai giunti. Compensazione in avanti a coppia precalcolata. Controllo centralizzato. Controllo nello spazio operativo. Controllo dell’interazione con l’ambiente Ore Lez. 6 Ore Eserc. 6 Ore Lab. 6 6 4 6 4 4 4 2 Cinematica 10 2 2 Dinamica 6 2 Controllo 14 4 2 Totale Ore 54 32 4 Testi di riferimento A. Di Febbraro, A. Giua, Sistemi ad eventi discreti , McGraw-Hill, Milano, 2001. L. Sciavicco, B. Siciliano, “Robotica Industriale”, Seconda Edizione, McGraw-Hill, Milano, 2000. 24 BASI DI DATI (9 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Donatello CONTE Semestre: I Integrato: no Codice: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di sistemi software che gestiscano insiemi di dati di grandi dimensioni e di natura eterogenea. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle basi di dati, dei modelli concettuali, logici e fisici di rappresentazione dei dati, delle metodologie di progetto e sviluppo, dei concetti fondamentali del linguaggio SQL, delle metodologie di gestione dei progetti, delle risorse umane e di stima dei costi di realizzazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e normalizzare un modello E-R di una realtà in esame, realizzare, nel modello relazionale, una base di dati ed estrarre informazioni attraverso il linguaggio SQL, organizzare le attività di progetto e stimare i costi ed i tempi di realizzazione Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una base di dati, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione dei sistemi. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle basi di dati Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano una base di dati in uno specifico DBMS (MSAccess o MySQL) e svolgono esercitazioni nel linguaggio SQL. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 25 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Architetture e linguaggi per le basi di dati. Modelli dei dati: livelli di astrazione nei DBMS; indipendenza dei dati. Linguaggi e utenti delle basi di dati: linguaggi per le basi di dati, utenti e progettisti. La progettazione concettuale di una base di dati; strategie e modelli di progettazione. Il ciclo di via dei sistemi informativi. Metodologie di progettazione delle basi di dati: strategia top-down, strategia bottom-up, strategia mista. Descrizione del modello; progettazione di modelli E-R. I costrutti principali del modello; regole aziendali e tecniche di documentazione. Panoramica finale sul modello E-R. Modelli logici nei sistemi di basi di dati. Relazioni e attributi. Relazioni e basi di dati. Informazione incompleta e valori nulli. Relazioni, vincoli, operazioni sul modello relazionale. Ristrutturazione del modello E-R: analisi delle ridondanze, eliminazione delle generalizzazioni, partizionamento/accorpamento di concetti, scelta degli identificatori principali. Normalizzazione dello schema E-R: ridondanze e anomalie, dipendenze funzionali, forme normali e normalizzazione. Traduzione nel modello relazionale. Introduzione al SQL; SQL per la manipolazione dei dati; SQL per l’interrogazione dei dati: interrogazione semplici, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, interrogazioni di tipo insiemistico, interrogazione nidificate. Gestione, pianificazione e tempistica, analisi e gestione del rischio, Staffing e gestione dei gruppi Produttività, metriche funzionali e dimensionali, tecniche di stima, modelli empirici di stima, stima della durata e dimensione dello staff Ore Lez. 3 Ore Eserc. Ore Lab. Progettazione Concettuale 5 Il modello E-R 3 7 Il modello relazionale 6 2 Progettazione logica 5 3 6 Linguaggi per le basi di dati Gestione Progetti Stima dei tempi e dei costi Totale Ore 8 4 8 8 16 54 2 4 22 14 Testi di riferimento P. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi di dati, McGraw-Hill, 2006 Ingegneria del Software 8° Edizione; Sommerville Jan; Pearson editore 26 BASI DI DATI E SISTEMI INFORMATIVI (6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Donatello CONTE Semestre: II Integrato: no Codice: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di sistemi software che gestiscano insiemi di dati di grandi dimensioni e di natura eterogenea. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle basi di dati, dei modelli concettuali, logici e fisici di rappresentazione dei dati, delle metodologie di progetto e sviluppo, dei concetti fondamentali del linguaggio SQL. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e normalizzare un modello E-R di una realtà in esame, realizzare, nel modello relazionale, una base di dati ed estrarre informazioni attraverso il linguaggio SQL. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una base di dati, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione dei sistemi. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle basi di dati Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano una base di dati in uno specifico DBMS (MSAccess o MySQL) e svolgono esercitazioni nel linguaggio SQL. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso 27 Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Architetture e linguaggi per le basi di dati. Modelli dei dati: livelli di astrazione nei DBMS; indipendenza dei dati. Linguaggi e utenti delle basi di dati: linguaggi per le basi di dati, utenti e progettisti. La progettazione concettuale di una base di dati; strategie e modelli di progettazione. Il ciclo di via dei sistemi informativi. Metodologie di progettazione delle basi di dati: strategia top-down, strategia bottom-up, strategia mista. Descrizione del modello; progettazione di modelli E-R. I costrutti principali del modello; regole aziendali e tecniche di documentazione. Panoramica finale sul modello E-R. Modelli logici nei sistemi di basi di dati. Relazioni e attributi. Relazioni e basi di dati. Informazione incompleta e valori nulli. Relazioni, vincoli, operazioni sul modello relazionale. Ristrutturazione del modello E-R: analisi delle ridondanze, eliminazione delle generalizzazioni, partizionamento/accorpamento di concetti, scelta degli identificatori principali. Normalizzazione dello schema E-R: ridondanze e anomalie, dipendenze funzionali, forme normali e normalizzazione. Traduzione nel modello relazionale. Introduzione al SQL; SQL per la manipolazione dei dati; SQL per l’interrogazione dei dati: interrogazione semplici, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, interrogazioni di tipo insiemistico, interrogazione nidificate. Ore Lez. 3 Ore Eserc. Ore Lab. Progettazione Concettuale 5 Il modello E-R 3 7 Il modello relazionale 6 2 Progettazione logica 5 3 6 Linguaggi per le basi di dati Totale Ore 8 4 8 30 16 14 Testi di riferimento P. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi di dati, McGraw-Hill, 2006 Ingegneria del Software 8° Edizione; Sommerville Jan; Pearson editore 28 CALCOLATORI ELETTRONICI (6 CFU) Docente: Prof. Angelo MARCELLI Semestre: I Propedeuticità: Fondamenti di Informatica – Reti logiche SSD: ING-INF/05 Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Integrato: No Codice: Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso di propone di fornire i principi fondamentali sui quali si basa l’organizzazione di un calcolatore elettronico e la capacita’ di operare il confronto sistematico tra i modelli e le soluzioni implementative adottate nei processori commercialmente disponibili attraverso l’analisi del rapporto costo/prestazioni Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia e dei concetti fondamentali utilizzati nell’ambito delle architetture dei calcolatori, dei linguaggi assemblativi, delle metodologie di dimensionamento e valutazione delle prestazioni dei componenti di un calcolatore elettronico. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper programmare un calcolatore in linguaggio assemblativo, dimensionare e valutare le prestazioni dei diversi componenti, progettare a livello logico componenti delle unita’ fondamentali di un calcolatore elettronico, integrare progettazione hardware e software. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per dimensionare le diverse unita’ di un calcolatore elettronico e valutare l’impatto di tali scelte sulle prestazioni. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e documentare il lavoro svolto in forma scritta. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a processori diversi da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando testi e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Conoscenze informatiche di base, con particolare riferimento al concetto di algoritmo, alla codifica delle informazioni, alla programmazione e ai circuiti logici. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità specifiche, delle capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti realizzano programmi in linguaggio assemblativo attraverso l’uso di simulatori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e la valutazione dell’elaborato di progetto. 29 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Unita’ aritmeticologica Memoria Contenuti specifici Organizzazione di un calcolatore elettronico – unita’ funzionali – Livelli di descrizione Rappresentazione dei numeri – Macchine aritmetiche: addizionatori, moltiplicatori, divisori – Operazioni in virgola fissa e mobile Organizzazione della memoria e parametri caratteristici – Tecnologie delle unita’ di memoria - Operazioni di lettura e scrittura – Gerarchia di memoria – Caching e memoria virtuale Datapath – Unita’ di controllo multiciclo – Eccezioni Pipelining Modello di una unita’ di ingresso/uscitaSincronizzazione - Interruzioni Il modello di programmazione – Classi di istruzioni – Modi di indirizzamento - Sottoprogrammi – Gestione della memoria Ore Lez. 2 6 4 Ore Eserc. Ore Lab. 8 4 CPU Ingresso uscita Linguaggi assemblativi Totale Ore 8 6 8 38 2 2 2 14 8 8 Testi di riferimento D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura e progetto dei calcolatori. Zanichelli, 2006 Materiali disponibili sul sito del docente accessibile dall’indirizzo http://nclab.diiie.unisa.it 30 CALCOLATORI ELETTRONICI (9 CFU) Docente: Prof. Angelo MARCELLI Semestre: I Propedeuticità: Fondamenti di Informatica – Reti logiche SSD: ING-INF/05 Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Integrato: No Codice: 0610700014 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso di propone di fornire i principi fondamentali sui quali si basa l’organizzazione di un calcolatore elettronico e la capacita’ di operare il confronto sistematico tra i modelli e le soluzioni implementative adottate nei processori commercialmente disponibili attraverso l’analisi del rapporto costo/prestazioni Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia e dei concetti fondamentali utilizzati nell’ambito delle architetture dei calcolatori, dei linguaggi assemblativi, delle metodologie di dimensionamento e valutazione delle prestazioni dei componenti di un calcolatore elettronico. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper programmare un calcolatore in linguaggio assemblativo, dimensionare e valutare le prestazioni dei diversi componenti, progettare a livello logico componenti delle unita’ fondamentali di un calcolatore elettronico, integrare progettazione hardware e software. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per dimensionare le diverse unita’ di un calcolatore elettronico e valutare l’impatto di tali scelte sulle prestazioni. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e documentare il lavoro svolto in forma scritta. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a processori diversi da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando testi e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Conoscenze informatiche di base, con particolare riferimento al concetto di algoritmo, alla codifica delle informazioni, alla programmazione e ai circuiti logici. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità specifiche, delle capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti realizzano programmi in linguaggio assemblativo attraverso l’uso di simulatori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e la valutazione dell’elaborato di progetto. 31 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Unita’ aritmeticologica Memoria Contenuti specifici Organizzazione di un calcolatore elettronico – unita’ funzionali – Livelli di descrizione Rappresentazione dei numeri – Macchine aritmetiche: addizionatori, moltiplicatori, divisori – Operazioni in virgola fissa e mobile Organizzazione della memoria e parametri caratteristici – Tecnologie delle unita’ di memoria - Operazioni di lettura e scrittura – Gerarchia di memoria – Caching e memoria virtuale Datapath – Unita’ di controllo multiciclo – Eccezioni Pipelining Modello di una unita’ di ingresso/uscitaSincronizzazione - Interruzioni Il modello di programmazione – Classi di istruzioni – Modi di indirizzamento - Sottoprogrammi – Gestione della memoria Ore Lez. 2 8 6 Ore Eserc. Ore Lab. 10 6 CPU Ingresso uscita Linguaggi assemblativi Totale Ore 10 8 10 48 3 3 3 21 15 15 Testi di riferimento D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura e progetto dei calcolatori. Zanichelli, 2006 Materiali disponibili sul sito del docente accessibile dall’indirizzo http://nclab.diiie.unisa.it 32 CHIMICA Docente: Prof. Guadagno Liberata Semestre: I Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Integrato: Propedeuticità: nessuna SSD: CHIM/07 Crediti: 6 Tipologia: Base Codice: 0610700044 Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Studio, comprensione e razionalizzazione dei fenomeni chimici, ovvero strutturazione della materia e sue trasformazioni fisiche e chimiche. Tra i risultati previsti per l’apprendimento rientra lo sviluppo di una visione atomistica delle sostanze e le competenze per connettere le osservazioni macroscopiche con la visione atomistica delle reazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei concetti fondamentali della chimica sulla base degli obiettivi concettuali pianificati dal docente. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Agli studenti è richiesto di sapere individuare le possibili applicazioni dei concetti fondamentali acquisiti. Autonomia di giudizio (making judgements) Rilevanti applicazioni ingegneristiche, risoluzione dei problemi e comprensione concettuale sono tre temi integrati, anche se distinti, che si intrecceranno durante lo svolgimento del corso e saranno evidenziati in diversi modi che, nel complesso, funzioneranno come guida per sollecitare gli studenti a sviluppare i propri obiettivi di valutazione analitica e critica. Abilità comunicative (communication skills) Agli studenti è richiesto di sapere esporre oralmente un argomento con la capacità di correlare gli aspetti fenomenologici della chimica con i processi che avvengono a livello atomico e molecolare. Capacità di apprendere (learning skills) Agli studenti è richiesto di sapere applicare le conoscenze acquisite durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati in contesti di interesse attuale. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti la risoluzione di problemi chimici che rappresentano l’espressione in forma concreta e quantitativa dei concetti che vengono di volta in volta erogati nelle lezioni teoriche. Il metodo di risoluzione dei problemi è scelto in modo da porre in risalto il ragionamento ed è basato su un procedimento a tappe; allo step iniziale di comprensione del problema segue la fase di pianificazione e risoluzione. La fase di pianificazione serve a riflettere su come risolvere il problema prima di manipolare i valori numerici. L’ultima fase, quella di verifica, promuove l’abitudine a valutare la ragionevolezza della risposta e a verificare la coerenza con i principi fondamentali della chimica. 33 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Atomi e cariche elettriche. Peso atomico e molecolare. Concetto di mole. Elettrone. Energia di ionizzazione e affinità elettronica. Massa degli atomi e delle molecole. Modello attuale dell’atomo di idrogeno. Significato della funzione d’onda. Aufbau degli atomi e loro configurazione elettronica. Tavola periodica. Formule chimiche. Legame ionico. Legame covalente. Delocalizzazione degli elettroni e risonanza. Ibridizzazione e geometria molecolare. Legame metallico. Interazioni deboli e stati condensati. Caratteristiche di valenza degli elementi in relazione alla loro posizione nel sistema periodico. Numero di ossidazione. Reazioni chimiche ed equazioni di reazione. Reazioni di ossido-riduzione. Pressione. Legge di Boyle. Legge di Charles e Gay-Lussac. Scala assoluta della temperatura. Equazione di stato dei gas perfetti. Pressioni parziali e legge di Dal ton. Gas reali. Proprietà dei solidi. Reticoli e celle elementari. Descrizione di alcuni reticoli cristallini.. Tipi di solidi. Solidi covalenti, molecolari, ionici e metallici. Liquidi. Equilibrio solido-liquido, solido-gas e liquido-gas. Diagrammi di stato. Diagramma di stato dell’acqua e del biossido di carbonio. Generalità. Legge di azione di massa. Effetto della temperatura sull’equilibrio chimico. Equilibri omogenei ed eterogenei. Dissociazione elettrolitica dell’acqua. Acidi e basi. Prodotto di solubilità. Potenziale all’elettrodo e celle galvaniche. Ore Lez. Ore Eserc. Struttura atomica della materia 10 2 Legame chimico 10 2 Stechiometria 2 4 Gas, solidi e liquidi 8 2 Equilibrio di fase Equilibrio chimico Elettrochimica Totale Ore 4 4 2 40 7 3 20 Testi di riferimento D.W. Oxtoby “Chimica Moderna” EDISES (Napoli) Bandoli-Dolmella-Natile “Chimica di Base” EDISES (Napoli) Schiavello-Palmisano “Fondamenti di Chimica” EDISES (Napoli). 34 CIRCUITI DI POWER MANAGEMENT Docente: Prof. Nicola FEMIA Prof. Giovanni SPAGNUOLO Semestre: II Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Integrato: Propedeuticità: Elettrotecnica I SSD: ING-IND/31 Crediti: 3 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso tratta le principali topologie, le architetture e le caratteristiche dei sistemi di alimentazione utilizzati nei settori dell’informatica e delle telecomunicazioni. Al termine del corso gli allievi acquisiscono le competenze necessarie per il dimensionamento e l’analisi delle prestazioni di regolatori switching dc-dc low-voltage/high-current utilizzati per l’alimentazione di microprocessori, di apparati di telecomunicazione e di apparati wireless. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle caratteristiche statiche e dinamiche e delle prestazioni richieste per un sistema di alimentazione in relazione alla specifica applicazione cui esso è destinato; interpretazione ed utilizzo di figure di merito per l’analisi delle prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di definire le specifiche di un sistema di alimentazione dettate dalla specifica applicazione di power management cui esso è destinato, e di valutare la correlazione fra le prestazioni energetiche del sistema di alimentazione e le funzioni del sistema alimentato; capacità di interpretazione e valutazione dei risultati derivanti dall’utilizzo di strumenti di calcolo per il dimensionamento e l’analisi di circuiti di power management. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per specificare il dimensionamento e valutare le prestazioni di un circuito di power management in base al contesto applicativo cui esso è destinato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed interagire con specialisti del settore power management su problematiche di ottimizzazione energetica di apparati informatici e TLC. Capacità di apprendere (learning skills) Saper estendere ed applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso; approfondire gli argomenti trattati usando fonti e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica, fisica, teoria dei circuiti, fondamenti di controlli automatici. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Le esercitazioni in aula riguardano l’analisi di un esempio applicativo di sistema di power management che viene sviluppato nell’arco dell’intero corso. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio gli studenti analizzano un prototipo circuitale e ne eseguono una caratterizzazione statica e dinamica. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 35 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Circuiti di Power Management Tecniche di controllo Applicazioni Totale Ore Testi di riferimento - S.Maniktala, Switching power supplies from A to Z, Elsevier - F.Shearer, Power management in mobile devices, Newness - Dispense fornite dal docente. Contenuti specifici Esigenze e problemi di alimentazione nell’informatica e nelle telecomunicazioni Circuiti di power management c per il settore ICT; modelli statici e dinamici; efficienza; dimensionamento dello stadio di potenza Tecniche di controllo per i regolatori dc-dc; dimensionamento e analisi delle prestazioni Circuiti per l’alimentazione di microprocessori, FPGAs, apparati telecom, dispositivi portable, mobile e wireless Ore Lez. 3 6 3 6 18 3 3 3 9 3 3 Ore Eserc. Ore Lab. 36 Numero di crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: CIRCUITI DIGITALI (6 CFU) 6 Prof. Nicola LAMBERTI II anno - I Semestre Elettrotecnica I Finalità del corso Il corso copre la parte di base ed essenziale dei Circuiti Digitali. In particolare, nella prima parte si analizza la struttura ed il funzionamento delle porte logiche elementari più importanti per le applicazioni pratiche. Nella seconda parte sono invece studiati gli elementi base dei circuiti sequenziali: flip-flop, memorie e registri. Il corso è di tipo metodologico e pratico. La parte metodologica è dedicata alla studio degli aspetti più importanti del funzionamento dei circuiti, tramite modelli analitici semplificati. La parte pratica è dedicata alla presentazione delle caratteristiche degli integrati più importanti disponibili in commercio, per abituare gli allievi alla scelta ed all’impiego di questi circuiti. Programma Caratteristiche generali delle famiglie logiche (10h). La porta logica come interruttore elettronico. Caratteristiche statiche, margini di immunità ai disturbi. Caratteristiche dinamiche: definizione e calcolo del ritardo di propagazione, consumo di potenza prodotto ritardo-consumo, fan-out, fan-in, livello di integrazione. Porte logiche in tecnologia MOS (20h). esercitazioni (20%) I transistori MOS: caratteristiche statiche e dinamiche. Le famiglie logiche MOS: prestazioni statiche e dinamiche, espansioni logiche. Prestazioni statiche e dinamiche della famiglia logica CMOS. Espansioni logiche. Circuiti tri-state. Circuiti logici sequenziali (10 h). esercitazioni (20%) I flip-flop SR, JK, D e T. Circuiti sensibili ai fronti. Flip-flop master-slave. Realizzazioni EDMOS e CMOS di flip flop. Memorie a semiconduttore (20 h) esercitazioni (10%) Classificazione ed organizzazione generale delle memorie. Memorie a sola lettura: ROM, PROM, EPROM ed E2PROM. Organizzazione di un modulo di memoria ROM in tecnologia MOS: core, decodificatori di riga e colonna, amplificatori di lettura. Memorie statiche a lettura-scrittura (RAM, SRAM) in tecnologia MOS. Memorie dinamiche a lettura-scrittura (DRAM), Celle a uno o più transistori, specifiche di temporizzazione. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Interpretare le prestazioni dei dispositivi Comprendere il funzionamento di semplici commerciali dalla lettura dei data sheet. circuiti digitali. Evoluzione tecnologica nel settore. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta e di un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto D.A. Hodges and H.G. Jacson: “Analisi e progetto di circuiti integrati digitali”, Boringhieri. A. S. Sedra, K.C. Smith: “Circuiti per la microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000. B. Riccò, F. Fantini, P. Brambilla: “Introduzione ai circuiti integrati digitali”, Zanichelli Telettra. Data sheet dei componenti disponibili su sito WEB. 37 CIRCUITI DIGITALI (9 CFU) Docente: Prof. Nicola LAMBERTI Semestre: Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Integrato: Codice: Propedeuticità: Elettrotecnica SSD: ING-INF/01 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento della struttura e del funzionamento dei circuiti logici combinatori e sequenziali elementari più importanti per le applicazioni pratiche. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’elettronica digitale, dei modelli matematici e fisici dei componenti e dei circuiti; capacità di analizzare le prestazioni dei dispositivi commerciali dalla lettura dei data sheet.. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper comprendere il funzionamento di semplici circuiti digitali riuscendo ad individuare il ruolo delle singole parti del circuito. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare fra le varie soluzioni tecnologiche quella più appropriata per realizzare la funzione da implementare ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai circuiti digitali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base della teoria dei circuiti elettrici in regime stazionario e tempo variante. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Le esercitazioni in aula hanno il duplice scopo di far familiarizzare maggiormente gli studenti con gli argomenti trattati durante il corso e di far acquisire loro sensibilità sui valori dei parametri di progetto dei vari circuiti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 38 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Porte logiche in tecnologia MOS Circuiti logici sequenziali Memorie a semiconduttore Totale Ore Testi di riferimento D.A. Hodges and H.G. Jacson: “Analisi e progetto di circuiti integrati digitali”, Boringhieri. A. S. Sedra, K.C. Smith: “Circuiti per la microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000. B. Riccò, F. Fantini, P. Brambilla: “Introduzione ai circuiti integrati digitali”, Zanichelli Telettra. Contenuti specifici Caratteristiche generali delle famiglie logiche i Le famiglie logiche MOS e CMOS I flip-flop SR, JK e D. Circuiti sensibili ai fronti. Flip-flop master-slave. Realizzazioni EDMOS e CMOS. Memorie ROM, RAM statiche e dinamiche Ore Lez. 10 25 20 20 75 Ore Eserc. 5 5 5 15 Ore Lab. 39 CODIFICA E COMPRESSIONE DELL’INFORMAZIONE Cds: Ingegneria Informatica(LM) Anno: II Docente: Prof. Maurizio Longo Semestre: Integrato: No Codice: Propedeuticità: Elaborazione numerica dei segnali SSD: ING-INF/03 Crediti: 9 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obbiettivo del corso è di fornire gli elementi teorici e metodologici per comprendere la genesi e le applicazioni delle tecniche di codifica e di compressione dell'informazione. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Limiti teorici della compressione della informazione. Basi metodologiche delle tecniche di codifica e compressione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Comprendere come i sistemi informativi e di telecomunicazione attingono a tali risultati per fare un uso efficiente delle risorse trasmissive e di memoria. Autonomia di giudizio (making judgements) Sviluppare algoritmi per compressione dell'informazione. Valutare comparativamente le prestazioni dei metodi di codifica. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo; argomentare oralmente su questioni sviluppare correttamente la soluzione scritta di un problema. tecniche e metodologiche; Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto il possesso di strumenti metodologici di base nel campo matematico e probabilistico. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche di analisi delle principali metodologie matematicoprobabilistiche, lezioni applicative sui relativi sviluppi tecnologici, relative esercitazioni in classe. Sono previste prove scritte sotto forma di set di problemi da risolvere a casa e da sottoporre a valutazione. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale, tenendo conto delle suddette prove scritte. 40 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Entropia, divergenza e mutua informazione. Convessità e disuguaglianza di Jensen. Non-negatività della divergenza e conseguenti disuguaglianze. Sorgenti senza memoria, sorgenti con memoria stazionarie. Tasso entropico. Modelli markoviani). Classificazione di codici a lunghezza variabile: invertibilità, univoca decifrabilità, condizione del prefisso. Disuguaglianza di Kraft.Limite inferiore per la lunghezza media; efficienza del codice. Teorema di Shannon sulla codifica di sorgenti senza memoria e di sorgenti con memoria stazionarie. Codifica di Huffmann. Codifica universale: codifica di Huffman adattativa; codifica di Lempel--Ziv. Entropia differenziale. Casi delle v.a. uniforme e gaussiana. Relazione fra entropia differenziale e entropia della variabile quantizzata. Entropia condizionale e congiunta. Divergenza e mutua informazione per v.a. continue. Funzione R(D) (cadenza vs. distorsione). Calcolo di R(D): caso della sorgente della sorgente Gaussiana. Quantizzatore scalare: strutture descrittive. Distorsione, rumore granulare e di sovraccarico, rapporto segnale-rumore. Quantizzazione uniforme. Quantizzazione non uniforme (cenni). Quantizzazione ottima: regola ``nearest neighbor'' e regola del centro di massa. Algoritmo di Lloyd. Predizione ottima non lineare e lineare; principio di ortogonalità. Predizione lineare con memoria finita: equazioni di Yule--Walker. Algoritmo di Levinson--Durbin. Metodi di autocorrelazione empirica e di autocovarianza empirica. Predizione lineare con memoria infinita: equazioni di Wiener--Hopf. Quantizzazione differenziale. Quantizzazione predittiva ad anello (DPCM). Tecniche predittive--adattative (ADPCM). Modulazione delta. Codifica per trasformate Il problema della allocazione dei bit. Decorrelazione mediante trasformata. Trasformata di Karhunen-Loeve. Altre trasformate (Wavelet). Codifica per sottobande. Codifica parametrica della voce Modello del tratto vocale. Tassonomia dei codificatori vocali. Codificatori standard per telefonia fissa e mobile. Codifica Audio. Codifica di immagini fisse e mobili. JPEG ed MPEG. Codifica per facsimile. Ore Lez. Ore Eserc. Misura dell'informazione e codifica entropica 24 10 Tecniche di codifica con controllo di distorsione 20 12 Applicazioni multimediali Totale Ore 16 8 60 30 Testi di riferimento T.Cover, J. Thomas: Elements of InformationTheory, J. Wiley, 1991. A Gersho, R. Gray: Vector Quantization and Signal Compression, Kluwer, 1991 J. Gibson, T. Berger, T. Lookabaugh, D. Lindberg, R. Baker, Digital Compression for Multimedia, Morgan-Kaufman, 1998. 41 COMPLEMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI Cds: Ingegneria Informatica (LM) Anno: I Docente: Ing. Francesco Basile Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/04 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento delle metodologie più moderne di progettazione di controllori per sistemi dinamici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Capacità di progettare controllori avanzati per sistemi dinamici in retroazione e valutarne le prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare e progettare controllori per sistemi dinamici lineari o nonlineari in retroazione. Saper implementare un controllore su sistemi a microprocessore. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per il controllo in retroazione dei sistemi dinamici ad un ingresso ed una uscita. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai controlli automatici avanzati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’algebra lineare e all’analisi nel campo complesso, oltre alle conoscenze sui metodi classici di progetto di controllori per sistemi lineari. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un esercizio da risolvere mediante l’utilizzo di calcolatrice scientifica e diagrammi mentre nelle esercitazioni di laboratorio gli studenti utilizzano per lo svolgimento degli esercizi MATLAB, un ambiente professionale per la progettazione di controllori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta con ausilio del calcolatore ed un colloquio orale. 42 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Stabilità Proprietà strutturali Controllo per retroazione dello stato Progetto con metodi analitici Controllo ottimo Controllo non lineare Controllo digitale Problematiche implementative Totale Ore Contenuti specifici Panoramica sulle moderne tecniche di controllo e relative problematiche Metodo di Lyapunov diretto e indiretto. Criterio di Popov e il criterio del cerchio. Stabilità ingresso-uscita e stabilità strutturale. Raggiungibilità, osservabilità, scomposizione canonica Assegnamento dei poli. Schema di controllo con e senza osservatore dello stato e retroazione dell’uscita. Assegnamento del modello a ciclo chiuso. Controllo lineare-quadratico (LQ). Controllo lineare-quadratico-gaussiano (LQG). Piano delle fasi. Esistenza di cicli limite e altri insiemi invarianti. Il metodo della funzione descrittiva. Progetto per sintesi diretta nel tempo discreto Anti-windup. Bumpless transfer. Ore Lez. 2 6 8 6 6 12 6 12 4 62 10 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 18 Ore Eserc. Ore Lab. Testi di riferimento P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, “Fondamenti di Controlli Automatici 2/ed”, McGraw-Hill, 2004, ISBN 8838660999. Dispense integrative e problemi sulla pagina web del docente accessibile dal sito www.automatica.unisa.it 43 ECONOMIA ED ORGANIZZAZIONE AZIENDALE Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: prof. Francesco ZIRPOLI Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: SECS-P/07 Crediti: 6 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce conoscenze di economia d’impresa e di organizzazione aziendale. In particolare si analizzeranno i principali parametri di progettazione delle organizzazioni, i fattori ambientali che li influenzano ed i principali modelli organizzativi. Seguirà la descrizione e l’analisi del bilancio d’esercizio come strumento per la valutazione della situazione economica e finanziaria delle imprese. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’economia d’impresa, dei principali modelli organizzativi, degli strumenti di analisi dell’aspetto economico-finanziario Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Riconoscere le principali variabili di progettazione organizzativa e individuare la miglior configurazione dati i fattori contingenti; analizzare un bilancio e valutare la situazione economica e finanziaria delle imprese Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le variabili organizzative rilevanti e le problematiche economiche e finanziarie d’impresa. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre gli argomenti legati all’organizzazione e alla gestione aziendale. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati non sono richieste particolari conoscenze di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un caso aziendale da analizzare in relazione alle competenze teoriche apprese durante il corso. I casi riguarderanno sia i contenuti di organizzazione sia quelli di analisi di bilancio e sono strumentali all’apprendimento dei concetti teorici. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 44 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Che cosa è l’economia: macroeconomia e microeconomia - L’impresa nel sistema ambiente-mercato - I confini dell’analisi di settore. Elementi di base della progettazione organizzativa - Le posizioni individuali - La macrostruttura - I collegamenti laterali - Il decentramento - I fattori contingenti - Le cinque configurazioni - La soluzione semplice - La burocrazia meccanica - La burocrazia professionale - La soluzione divisionale L’adhocrazia. Il bilancio d’esercizio disciplinato dal codice civile - Contenuti dello stato patrimoniale Contenuti del conto economico - L’analisi dell’aspetto patrimoniale: solidità dell’impresa L’analisi della struttura e della situazione finanziaria: liquidità - L’analisi della struttura e della situazione economica: redditività - L’analisi del punto di pareggio e della redditività operativa. Ore Lez. 5 Ore Eserc. Ore Lab. Introduzione al corso Progettazione dell’organizzazione aziendale 20 5 Bilancio d’esercizio ed analisi per indici 18 12 Totale Ore 43 17 0 Testi di riferimento Mintzberg, La progettazione dell’organizzazione aziendale, Il Mulino Giunta, Pisani, Il bilancio, Apogeo Ferrero, Dezzani, Pisoni, Puddu, Le analisi di bilancio, Giuffrè Dispense a cura del docente Lucidi delle lezioni ed esercizi disponibili su sito web: http://elearning.dimec.unisa.it 45 ELABORAZIONE NUMERICA DEI SEGNALI Cds: Ingegneria Informatica (II Liv.) Anno: I Docente: Prof. Rocco RESTAINO Semestre: II Integrato: Propedeuticità: SSD: ING-INF/03 Crediti:9 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso, di carattere metodologico, mira a fornire i principali strumenti matematici per l’analisi e l’elaborazione dei segnali digitali e prevede lo svolgimento di esercitazioni numeriche e di laboratorio sugli argomenti sviluppati a lezione. • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) 1. conoscenza dei fondamenti matematici dell’elaborazione dei segnali 2. conoscenza delle principali tecniche per la rappresentazione dei segnali 3. conoscenza delle metodologie di progetto dei filtri FIR ed IIR 4. comprensione dell’approccio statistico all’elaborazione dei dati 5. conoscenza delle principali tecniche di filtraggio adattativo 6. conoscenza di alcune applicazioni degli elaboratori numerici Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) 1. Comprimere un segnale mediante trasformate. 2. Progettare un filtro numerico soddisfacente specifiche assegnate. 3. Eseguire il filtraggio numerico (anche adattativo) di segnali attraverso l’uso di pacchetti software. Autonomia di giudizio (making judgements) 1. Saper valutare i vincoli di progetto di un sistema di elaborazione numerica in termini di errore, complessità computazionale e stabilità dell’algoritmo 2. Saper scegliere il metodo più adatto per la soluzione del particolare problema Abilità comunicative (communication skills) 1. Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa dal punto di vista del linguaggio tecnico-scientifico 2. Saper presentare una soluzione applicativa in maniera semplice ed esauriente Capacità di apprendere (learning skills) 1. Saper utilizzare i concetti esposti per applicazioni diverse da quelle mostrate a lezione 2. Saper orientarsi nella letteratura tecnica per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso • • • • Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento all’analisi matriciale ed alla teoria della probabilità - conoscenze relative allo sviluppo di algoritmi di base - conoscenze di fondamenti di telecomunicazione Metodi didattici 46 L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni numeriche in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Queste ultime prevedono l’acquisizione dei concetti fondamentali per l’elaborazione numerica in ambiente MATLAB. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova numerica e un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Introduzione al corso Rappresentazione dei segnali monodimensionali Rappresentazione dei segnali bidimensionali (immagini) Richiami di sistemi digitali Sistemi descritti dalle equazioni alle differenze Contenuti specifici Presentazione delle motivazioni e delle potenzialità dell’elaborazione numerica Trasformate continue e discrete monodimensionali Trasformate separabili. Applicazioni. Analisi dei sistemi nel dominio della frequenza e della trasformata Zeta. Risposta in frequenza, relazione fra l’ampiezza e la fase, sistemi passa-tutto, sistemi a fase minima. Strutture. Progetto di filtri IIR mediante trasformazioni di filtri analogici. Formule di trasformazione di frequenza in analogico e discreto. Progetto di filtri FIR con il metodo delle finestre e con l’approssimazione polinomiale. Confronto fra IIR e FIR. Filtri di Wiener. Predizione lineare: equazione di Yule-Walker. Applicazioni Metodo del gradiente, e del gradiente stocastico. Minimi quadrati (LS) ed implementazione ricorsiva (RLS). Filtraggio non lineare: le reti neurali. Applicazioni. Ore Lezione 3 15 4 8 10 6 4 6 2 Ore Esercitaz. Progettazione di filtri FIR ed IIR 6 6 Filtraggio statistico 6 4 Filtraggio adattativo Totale Ore 8 60 2 30 Testi di riferimento A. Mertins, Signal analysis, ed. J. Wiley & Sons, 1999 A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Discrete-time Signal Processing, 2nd ed. Prentice Hall, 1999. V.K. Ingle, J.G. Proakis, Digital Signal Processing using MATLAB, Brooks-Cole, 2000. S. Haykin, Adaptive filter theory, 4th edition, Prentice Hall. 47 FISICA Cds: Ingegneria Informatica Laurea triennale Anno: I Docente: Prof. Joseph QUARTIERI Prof. Michele GUIDA Semestre:I e II Integrato: Propedeuticità: Nessuna SSD: FIS01 Crediti: 12 Tipologia: Base Codice Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Capacità di risolvere semplici problemi e di descrivere matematicamente i fenomeni fisici relativi alla Fisica Classica di base. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscere i concetti che sono alla base dei fenomeni fisici e comprenderne la terminologia. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Sapere individuare i modelli fisici concreti cui poter applicare le conoscenze teoriche acquisite. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le metodologie più appropriate per analizzare le problematiche prospettate. Valutare le procedure di risoluzione dei problemi proposti usando le tecniche matematiche più appropriate. Abilità comunicative (communication skills) Saper trasmettere in forma scritta ed orale i concetti e le metodiche di risoluzione dei problemi fisici sottoposti. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le diverse conoscenze acquisite durante il corso a contesti anche apparentemente differenti da quelli canonici ed approfondire gli argomenti trattati usando approcci diversi e complementari. Prerequisiti Elementi di algebra vettoriale, concetti di infinito e infinitesimo. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni. Nelle esercitazioni, in particolare, vengono svolti esercizi di applicazione dei concetti fondamentali e delle tecniche di calcolo vettoriale e di calcolo infinitesimale a casi esemplari di fenomeni fisici elementari. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avviene mediante prove scritte e orali. 48 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Cinematica Dinamica Dinamica Dinamica Dinamica Dinamica Cinematica Dinamica Termologia Moto rettilineo uniformemente accelerato Moto in campo gravitazionale Moto circolare uniformemente accelerato (in forma scalare). Derivata di un versore rotante – formula di Poisson Equazione fondamentale della dinamica (Newton) Schema sinottico delle relazioni fondamentali Attrito dinamico e statico – Legge di Hooke Teorema impulso-q.d.m. (solo definizioni e qualche semplice esercizio) Richiami sul teorema della media. Teorema LavoroEnergia cinetica Lavoro per traslazione e rotazione infinitesime Energia potenziale gravitazionale ed elastica Campi conservativi Campi centrali newtoniani (per esempio elettrostatico ed acustico) Moto circolare vario (in forma vettoriale). Momento di un vettore, di una forza, della q. di moto (in forma assoluta e cartesiana) Teorema del momento angolare Centro di Massa. Proprietà del CM. I e II teorema di Koenig. Momento di Inerzia per un punto materiale, per un sistema di p.m., per un corpo rigido Proprietà dei momenti di inerzia Digressione elementare su matrici e tensori Teorema degli assi paralleli Traslazione, rotazione, rotolamento. Asse istantaneo di rotazione Lavoro per traslazione e rotazione infinitesime Gradi di libertà (Solo presentazione) Sistemi meccanici a due gradi di libertà Ruolo e risultante delle forze interne ed esterne Lavoro delle forze interne ed esterne Metodo di d’Alembert. Introduzione delle equazioni di Eulero-Lagrange Termologia e calore. Temperatura. Gas perfetti e gas reali. 49 6 4 6 2 2 6 4 3 2 3 2 6 2 2 6 2 2 3 2 Fluidi Linearità e sovrapposizione Elettrostatica Elettrostatica Bipoli Magnetismo Magnetismo Magnetismo Lavoro e Calore. Dilatazione e conducibilità termica. Convezione e irraggiamento. Calori specifici Legge di Leonardo. Principio di Pascal. Effetto Magnus e strato limite Eq. di Bernoulli e conservazione dell’energia Richiamo sui campi centrali (conservativi) applicato alla formula di Coulomb. Parallelo fra l’energia potenziale meccanica ed elettrostatica. Sorgenti discrete. Principio di sovrapposizione e linearità. Circuitazione e Irrotazionalità. Induzione elettrostatica. Sorgente continua lineare. Calcolo del campo con la formulazione di Coulomb. Confronto Campo generato da segmento o da arco di circonferenza carichi. Campi newtoniani: caso elettrostatico e acustico. Gauss. Flusso e solenoidalità. Sistemi di conduttori – Condensatori. Correnti elettriche. Bipoli serie e parallelo Campo di induzione magnetica - I formula di Laplace Campo generato da segmento di corrente o da arco di circonferenza. II formula di Laplace e Forza di Lorentz. Momento meccanico su circuiti piani Circuitazione di B. Legge di Ampère Induzione elettromagnetica. Faraday-NeumannLenz. Auto e mutua induttanza 3 2 3 2 3 2 6 4 3 2 6 4 6 4 Onde Onde meccaniche, acustiche ed elettromagnetiche. Equazioni differenziali di alcuni tipi di onde monodimensionali. Sovrapposizione. Parametri descrittivi principali (intensità, frequenza, lunghezza d’onda, etc.). Principali fenomeni ondulatori (interferenza, diffrazione, etc.) 3 2 Totale Ore Testi di riferimento 72 38 10 J. Quartieri et al. , FISICA - Meccanica ed Elettromagnetismo (in preparazione) Appunti dalle lezioni e testi consigliati dagli altri docenti. 50 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (I MOD.) Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Semestre: II Integrato: No Codice: Propedeuticità: Matematica II SSD: ING-INF/03 Crediti:3 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha carattere metodologico. Vengono esposte le principali tecniche di analisi ed elaborazione dei segnali (in particolare mediante sistemi LTI), con enfasi sulla dualità tempofrequenza. Le tecniche illustrate hanno diffusa applicazione in elettronica, informatica, misure elettroniche, telecomunicazioni. I contenuti sono strettamente propedeutici per i corsi del settore Telecomunicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Analisi dei segnali nel dominio del tempo. Analisi di segnali nel dominio della frequenza.Analisi dei sistemi lineari nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza, sia in tempo-continuo che in tempo-discreto. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Caratterizzare i sistemi LTI in termini di legami ingresso-uscita. Operare semplici elaborazioni su segnali di interesse applicativo. Effettuare il campionamento e la ricostruzione di un segnale analogico. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere la rappresentazione più adatta per l’analisi dei segnali e dell’interazione con i sistemi. Saper evitare effetti indesiderati nella discretizzazione di un segnale analogico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa Capacità di apprendere (learning skills) Aver maturato i concetti introdotti in vista degli studi successivi. Saper utilizzare fonti diverse per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione L’accertamento del profitto consiste nel superamento di una prova scritta e di una prova orale. 51 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Segnali e sistemi nel dominio del tempo Contenuti specifici Classificazione, operazioni elementari e proprietà dei segnali. Medie temporali, energia e potenza di segnali. Funzioni di correlazione e proprietà. Studio dei sistemi nel dominio del tempo. Sistemi LTI. Somma e integrale di convoluzione. Sistemi ARMA. Autofunzioni dei sistemi LTI. Risposta in frequenza. Trasformata di Fourier e proprietà. Somma di Poisson e serie di Fourier. Analisi dei sistemi LTI nel dominio della frequenza. Caratterizzazione energetica dei segnali. Segnali digitali. Campionamento e ricostruzione dei segnali analogici. Ore Lezione Ore Esercitaz. 8 4 Segnali e sistemi nel dominio della frequenza 8 4 Conversione analogico/digitale. Totale Ore 4 20 2 10 Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di teoria dei segnali, Liguori,1996. ed., Prentice Hall, 2002. L. W. Couch, Fondamenti di telecomunicazioni, Apogeo, 2002 52 FONDAMENTI DI ANALISI DEI SEGNALI E TRASMISSIONE (II MOD) Docente: Maurizio Longo Semestre: Propedeuticità: Elem.Prob.eStat.; Fond.An.Segn. eTrasm (mod 1) SSD: ING-INF/03 Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Integrato: No Codice: Crediti: 6 Tipologia:Caratter. Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso è orientato a fornire gli strumenti metodologici per il progetto e l’analisi dei sistemi di comunicazione analogici e digitali, con enfasi su questi ultimi. Il corso presenta inoltre le tecniche di base per la trasmissione analogica e numerica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli elementi fondamentali e dei trade-off di progetto per i sistemi di modulazione analogici e digitali, con specifica attenzione alla valutazione delle prestazioni delle differenti soluzioni progettuali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e analizzare semplici sistemi di trasmissione dell’informazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la classe di sistemi maggiormente idonei a specifici scenari applicativi di interesse pratico. Determinare i limiti teorici delle prestazioni di detti sistemi e, di conseguenza, il grado di efficienza delle singole soluzioni progettuali. Abilità comunicative (communication skills) Saper analizzare, comprendere, ed elaborare il linguaggio tecnico per la descrizione dei sistemi di trasmissione, e per la valutazione delle prestazioni dei sistemi di trasmissione.. Capacità di apprendere (learning skills) Comprensione di sistemi fisici di varia natura e tipologia, con ovvia enfasi sui sistemi di trasmissione dell’informazione. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base ed elementi di probabilità. Metodi didattici Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 53 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Elementi di base dei sistemi di comunicazione analogici Introduzione ai sistemi digitali Rappresentazione e trasmissione dell’informazione Contenuti specifici Richiami storici. Rilevanza delle telecomunicazioni. Modulazioni analogiche lineari e non lineari. Valutazione delle prestazioni. Valutazione comparativa dei sistemi analogici. Richiami storici. Rilevanza delle comunicazioni digitali. L’impatto della teoria di Shannon Sorgenti di informazione e loro rappresentazione. Canali e loro rappresentazione. Sistemi di modulazione PAM, PPM, PSK, FSK, QAM: complessità, banda, prestazioni in termini di probabilità di errore, e rapporto segnale rumore. Ricezione ottima su canali affetti da ISI. Algoritmo di Viterbi. Caratterizzazione spettrale delle modulazioni lineari. L’interferenza intersimbolica Ore Lez. 2 6 10 Ore Eserc. Ore Lab. 2 20 12 Equalizzazione, caratterizzazione spettrale e ISI Totale Ore 6 40 2 20 Testi di riferimento J. G. Proakis, M. Salehi, Communication Systems Engineering, seconda edizione, Prentice Hall, 2002. J. G. Proakis, Digital Communications, quarta edizione, McGraw-Hill. 54 FONDAMENTI DI AUTOMATICA Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Pasquale Chiacchio Semestre: II Integrato: Propedeuticità: Matematica III SSD: ING-INF/04 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di metodi per l’analisi di sistemi dinamici a tempo continuo e a tempo discreto nei vari domini (tempo, variabile complessa, frequenza). Fornisce anche le prime competenze per la sintesi di controllori. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Modelli di sistemi dinamici linerari a tempo continuo. Modelli trasformati secondo Laplace. Diagrammi frequenziali. Funzioni di trasferimento. Sistemi di controllo in controreazione. Modelli di sistemi dinamici lineari a tempo discreto. Modelli trasformati secondo zetatrasformata. Sistemi a dati campionati. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper calcolare la risposta forzata e in evoluzione libera di sistemi dinamici lineari. Saper calcolare la risposta a regime e nel transitorio di sistemi dinamici lineari. Saper tracciare diagrammi frequenziali. Saper progettare semplici sistemi di controllo in retroazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Individuare il metodo migliore per derivare la risposta di sistemi dinamici lineari. Proporre il controllore migliore per risolvere un semplice problema di controllo. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento del corso. Saper scrivere una relazione su una analisi o un progetto effettuati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche, al calcolo matriciale, alle equazioni differenziali, alle trasformate di Laplace e di Fourier. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione dei concetti illustrati. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 55 Contenuto del corso Argomenti Sistemi dinamici a tempo continuo Analisi con la Laplacetrasformata Funzione di trasferimento Contenuti specifici Sistemi nonlineari e lineari. Linearizzazione ed equilibrio. Rappresentazioni dello stato. Stabilità. Definizione e proprietà. Richiami sulla trasformata di Laplace. Risposta dei sistemi lineari. Evoluzione libera e modi naturali. Criteri di stabilità dei sistemi lineari. Rappresentazioni della funzione di trasferimento. Risposta forzata. Risposta al gradino di sistemi del 1° e del 2° ordine. Schemi a blocchi. Realizzazione. Ritardo temporale Ore Lez. 6 Ore Eserc. 2 Ore Lab. 6 4 7 5 Risposta armonica Teorema della risposta armonica. Rappresentazione grafica della G(jω). Diagrammi di Bode. Diagramma polare. Diagramma di Nichols. Vantaggi del controllo in controreazione. Specifiche per un sistema di controllo. Soddisfacimento delle specifiche di regime. Specifiche sulla stabilità a ciclo chiuso. Criteri di stabilità robusta. Progetto di controllori. Sistemi dinamici a tempo discreto. Stabilità. Analisi con la trasformata zeta. .Modi di evoluzione. Criterio di stabilità. Funzione di trasferimento. Sistemi a dati campionati. 7 5 Controllo 6 4 Sistemi dinamici a tempo discreto Totale Ore 6 38 2 22 Testi di riferimento F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica volume I, CUES, Fisciano, 2007. Per approfondimenti: S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di Sistemi Dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003. P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, McGraw-Hill, Milano, 2004. Esercizi sulla pagina web del docente accessibile da www.automatica.unisa.it. 56 FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI (9 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Pasquale Chiacchio Semestre: II Integrato: Codice: Propedeuticità: Matematica III SSD: ING-INF/04 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di metodi per l’analisi di sistemi dinamici a tempo continuo e a tempo discreto nei vari domini (tempo, variabile complessa, frequenza). Fornisce anche le competenze sui metodi di progetto per controllori di sistemi dinamici. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Modelli di sistemi dinamici linerari a tempo continuo. Modelli trasformati secondo Laplace. Diagrammi frequenziali. Funzioni di trasferimento. Sistemi di controllo in controreazione. Modelli di sistemi dinamici lineari a tempo discreto. Modelli trasformati secondo zetatrasformata. Sistemi a dati campionati. Interpretazione di specifiche sul comportamento a regime e in transitorio. Metodi di passaggio ciclo aperto-ciclo chiuso. Carte di Nichols. Luogo delle radici. Regolatori standard. Sistemi di controllo digitali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper calcolare la risposta forzata e in evoluzione libera di sistemi dinamici lineari. Saper calcolare la risposta a regime e nel transitorio di sistemi dinamici lineari. Saper tracciare diagrammi frequenziali. Saper analizzare sistemi di controllo in controreazione. Saper progettare controllori per sistemi dinamici e saperne valutare le prestazioni Autonomia di giudizio (making judgements) Individuare il metodo migliore per derivare la risposta di sistemi dinamici lineari. Proporre il controllore migliore per risolvere un problema di controllo. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento del corso. Saper scrivere una relazione su una analisi o un progetto effettuati. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alle strutture algebriche, al calcolo matriciale, alle equazioni differenziali, alle trasformate di Laplace e di Fourier. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione dei concetti illustrati. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 57 Contenuto del corso Argomenti Sistemi dinamici a tempo continuo Analisi con la Laplacetrasformata Funzione di trasferimento Risposta armonica Sistemi dinamici a tempo discreto Contenuti specifici Sistemi nonlineari e lineari. Linearizzazione ed equilibrio. Rappresentazioni dello stato. Stabilità. Definizione e proprietà. Richiami sulla trasformata di Laplace. Risposta dei sistemi lineari. Evoluzione libera e modi naturali. Criteri di stabilità dei sistemi lineari. Rappresentazioni della funzione di trasferimento. Risposta forzata. Risposta al gradino di sistemi del 1° e del 2° ordine. Schemi a blocchi. Realizzazione. Ritardo temporale Teorema della risposta armonica. Rappresentazione grafica della G(jω). Diagrammi di Bode. Diagramma polare. Diagramma di Nichols. Sistemi dinamici a tempo discreto. Stabilità. Analisi con la trasformata zeta. .Modi di evoluzione. Criterio di stabilità. Funzione di trasferimento. Sistemi a dati campionati. Vantaggi del controllo in controreazione. Specifiche per un sistema di controllo. Soddisfacimento delle specifiche di regime. Specifiche sulla stabilità a ciclo chiuso. Criteri di stabilità robusta. Progetto di controllori nel dominio della frequenza. Progetto di controllori nel dominio della s. Regolatori standard. Progetti di controllori digitali Ore Lez. 6 Ore Eserc. 2 Ore Lab. 6 4 7 5 7 5 6 2 Controllo 22 18 Totale Ore 54 36 Testi di riferimento F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica volume I, CUES, Fisciano, 2007. F. Basile, P. Chiacchio, Lezioni di Automatica volume II, CUES, Fisciano, 2007. Per approfondimenti: S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di Sistemi Dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003. P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, McGraw-Hill, Milano, 2004. Esercizi sulla pagina web del docente accessibile da www.automatica.unisa.it. 58 FONDAMENTI DI ELETTROTECNICA E CIRCUITI Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Nicola FEMIA Semestre: II Integrato: Propedeuticità: Matematica, Fisica SSD: ING-IND/31 Crediti: 9 Tipologia: Affine Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso tratta i fondamenti della teoria dei circuiti e le applicazioni circuitali di interesse nel contesto dell’ingegneria dell’informazione. L’allievo acquisisce la conoscenza delle principali proprietà statiche e dinamiche dei circuiti algebrici e dinamici, con particolare riferimento alle funzioni di elaborazione di segnale e di gestione dell’energia. In ambito applicativo, l’allievo acquisisce competenze di base per il successivo studio dei circuiti digitali e competenze specifiche relative ai circuiti di power management per i sistemi di elaborazione delle informazione, per i portable e mobile devices e per i sistemi wireless. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle caratteristiche statiche e dinamiche e del funzionamento dei circuiti per l’elaborazione dell’informazione e dei circuiti per la gestione dell’energia nei sistemi per l’elaborazione dell’informazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analizzare le proprietà di un circuito in relazione alle sue specifiche funzionalità ingressouscita nel dominio del tempo e della frequenza. Capacità di effettuare una correlazione fra le funzionalità di un circuito e le proprietà dei suoi elementi costitutivi. Capacità di effettuare il dimensionamento di filtri passivi e attivi e di definire le caratteristiche funzionali e circuitali di circuiti regolatori necessari per l’alimentazione di apparati informatici e di telecomunicazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare le figure di merito e i metodi analitici e numerici più appropriati per analizzare le funzioni ingresso-uscita di circuiti. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed interagire con specialisti del settore elettronico su problematiche di analisi delle prestazioni e dimensionamento di circuiti per sistemi e apparati informatici e di telecomunicazione. Capacità di apprendere (learning skills) Saper estendere ed applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso; approfondire gli argomenti trattati usando fonti e materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica e fisica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono discussi esempi applicativi dei metodi oggetto delle lezioni teoriche a tipologie di circuiti di interesse per il settore dell’informazione. Nel corso delle esercitazioni in laboratorio gli studenti analizzano prototipi circuitali e ne eseguono una caratterizzazione statica e dinamica. Metodi di valutazione 59 La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Leggi e proprietà dei circuiti Metodi di analisi e caratterizzazione Strumenti per la simulazione Applicazioni Totale Ore Contenuti specifici Introduzione ai circuiti Fondamenti di Elettrotecnica. Componenti e circuiti. Circuiti statici e dinamici. Energia e informazione Metodi di analisi di circuiti nel dominio del tempo e della frequenza. Caratteristiche ingresso-uscita dei circuiti. Strumenti e tecniche di analisi simbolica e numerica; metodi e programmi di calcolo per l’analisi e la simulazione circuitale Filtri passivi e attivi, circuiti di power management Ore Lez. 3 12 Ore Eserc. Ore Lab. 8 12 8 5 20 52 5 12 33 5 5 Testi di riferimento - M.DeMagistris, G.Miano, Circuiti: fondamenti di circuiti per l’ingegneria, Springer - F.Shearer, Power management in mobile devices, Newness - S.Maniktala, Switching power supplies from A to Z, Elsevier - Dispense fornite dal docente. 60 FONDAMENTI DI INFORMATICA Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Dr. Donatello Conte Semestre: I Insegnamento non integrato Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso fornisce gli elementi di base per la risoluzione di semplici problemi tramite l’uso di elaboratori elettronici, sia nell’ambito di applicazioni di carattere generale, sia per applicazioni tipiche dello specifico settore ingegneristico utilizzando il linguaggio di programmazione C. A tal fine, il corso è strutturato in modo da consentire agli studenti di acquisire le conoscenze relative alle caratteristiche fondamentali di un elaboratore elettronico e dei suoi principi di funzionamento, del modo in cui le informazioni vengono codificate e rappresentate all’interno del calcolatore. Successivamente anche attraverso esercitazioni in laboratorio vengono acquisite le conoscenze relative agli elementi fondamentali del linguaggio di programmazione C unitamente alle tecniche fondamentali di “problem solving” mediante l’uso di un elaboratore. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenze sull’architettura degli elaboratori e comprensione delle modalità (logica) di funzionamento di un elaboratore elettronico, della codifica e relativa rappresentazione delle informazioni, dei costrutti fondamentali dei linguaggi di programmazione, delle strutture dati principali (vettori e matrici), della rappresentazione degli algoritmi attraverso diagrammi a blocchi, della sintassi del linguaggio C e del suo utilizzo per la realizzazione di algoritmi; conoscenze di massima sulla struttura di un sistema operativo, comprensione della catena di programmazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper rappresentare semplici algoritmi attraverso diagrammi a blocchi e codificarli utilizzando il linguaggio C; saper interpretare e comprendere codice scritto in linguaggio C. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper utilizzare i costrutti base del linguaggio C per la codifica di algoritmi. Abilità comunicative (communication skills) Data la natura del corso non vengono sviluppate particolari abilità comunicative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Nessuno. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono proposti e commentati algoritmi e la relativa codifica in linguaggio C. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano specifici algoritmi o completano programmi parzialmente scritti in linguaggio C. 61 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. La prova scritta viene realizzata dallo studente sul sistema di elaborazione; essa consiste in scrittura, compilazione, esecuzione e verifica di un semplice programma in linguaggio C. Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Il concetto di informazione, algoritmo, programma ed esecutore. Elementi di architettura dei sistemi informatici: la macchina di von Neumann. Memoria centrale, bus, unità centrale, interfacce di ingresso/uscita. Codifica dell’informazione: codifica dell’informazione non numerica, codifica dei numeri naturali, interi, frazionari e reali. I linguaggi di programmazione e loro descrizione: carte sintattiche e notazione Backus-Naur. Introduzione generale: concetti di aggregazione e astrazione. Tipi e variabili. Tipi semplici: intero, float, char. Tipi enumerativi. Variabili automatiche, esterne e statiche. Operatori. Espressioni. L’istruzione di assegnazione e sua semantica. Istruzioni semplici. Blocchi di istruzioni. Strutture di controllo selettive. Strutture di controllo iterative predeterminate e non. Carte sintattiche dei principali costrutti di programmazione. Tipi strutturati: Array. Gestione delle stringhe. Concetti di programmazione modulare. Il concetto di funzione. Definizione, chiamata, prototipo. Passaggio dei parametri per valore e per riferimento. Effetti collaterali e procedure. Grafo di flusso. Sequenza statica e sequenza dinamica. Visibilità e durata delle variabili. Le funzioni predefinite della standard library. Il concetto di file. File ad accesso sequenziale e diretto. File di testo. Apertura ed operazioni di lettura e scrittura su file. Lettura a carattere e formattata. Strumenti per la produzione di programmi. Scrittura ed editing di un programma. Compilazione, collegamento ed esecuzione. Sviluppo di programmi di base. Sviluppo di algoritmi notevoli su vettori e matrici: calcolo del minimo e del massimo, prodotto scalare, prodotto matriciale, calcolo della trasposta e della traccia di una matrice. Sviluppo di programmi con I/O su file. Algoritmi notevoli di ricerca ed ordinamento: ricerca lineare, ricerca dicotomica, bubble sort, selection sort. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Concetti di Base 10 Fondamenti di Programmazione 10 4 Decomposizione funzionale e elementi di progetto di programmi I file sviluppo di semplici programmi 10 5 3 2 8 sviluppo di algoritmi 8 Totale Ore 33 11 16 Testi di riferimento S. Ceri, D. Mandrioli, L. Sbattella, P. Cremonesi, G. Cugola - Informatica: Arte e Mestiere, Terza Edizione McGraw-Hill Italia. Per le parti di programmazione è consigliato il seguente manuale di linguaggio C: B.W. Kernighan, D. Ritchie - Linguaggio C, Pearson-Prentice Hall, II edizione. 62 FONDAMENTI DI MISURE Cds: Ingegneria Elettronica Anno: II Docente: Prof. Consolatina Liguori Semestre: I Integrato: NO Codice: Propedeuticità: Fisica I, Matematica II SSD: ING-INF/07 Crediti:3 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo e’ conferire allo studente la capacità di effettuare: misure dirette ed indirette di resistenza media, corrente e tensione (a.c e d.c.) con multimetri; qualificazione delle misure in termini di incertezza ed errore deterministico sia per valutazione diretta (metodi statistici) sia indiretta. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia nell’ambito delle misure ed in particolare delle misure elettroniche, della strumentazione e dell’espressione delle loro caratteristiche metrologiche. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper realizzare un circuito di misura, impiegare la strumentazione e valutare l’incertezza delle misure ottenute. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la strumentazione più adatto per la misura di interesse, definire modalità per la riduzione dell’incertezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente argomenti legato alle misure elettroniche e saper lavorare in gruppo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso e saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: conoscenze relative allo studio di circuiti elettrici ed elettronici, all’analisi matematica. Metodi didattici L’insegnamento prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova orale. 63 Contenuto del corso Argomenti Teoria della misurazione e valutazione incertezza Caratteristiche della strumentazione Problematiche relative alle misurazioni Multimetro Totale Ore Testi di riferimento G. Zingales, “Metodi e Strumenti per le Misure Elettriche”, UTET Torino M.Savino, “Fondamenti di Scienze delle Misure”, la Nuova Italia Scientifica. Dispense integrative sul sito www.adinf.unisa.it alla pagina del docente. Contenuti specifici Metodi per il trattamento statistico dei dati, test statistici nelle misure, norma UNI-ENV 13005, Sistema Internazionale Caratteristiche statiche e dinamiche, uso delle specifiche degli strumenti Effetti di carico, le cause di influenza, rumore Architettura, modalità di funzionamento, uso per misure di corrente tensione e resistenza Ore Lez. 8 6 6 4 24 6 Ore Eserc. 3 3 64 INGEGNERIA DEL SOFTWARE Docente: Prof. Giuseppe BOCCIGNONE, Dr. Pierluigi RITROVATO Semestre: Cds: Ingegneria Informatica Integrato: no Propedeuticità: Programmazione ad Oggetti SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Anno: III Codice: 0610700039 Tipologia: Caratterizzant e Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli, metodi e strumenti per la progettazione e realizzazione di sistemi software di grandi dimensioni, e dei principali processi che intervengono nel ciclo di vita del software. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza dei principali design pattern. Comprensione dei documenti di analisi e di progetto realizzati utilizzando il linguaggio UML. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un sistema software utilizzando i principali design pattern; saper esprimere l’analisi dei requisiti e le scelte progettuali usando UML; saper utilizzare strumenti software per la documentazione automatica, il testing e il controllo delle revisioni dei programmi. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sistema software complesso in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper documentare e comunicare con gli opportuni formalismi i requisiti di un sistema software e le scelte progettuali effettuate. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesta la conoscenza del linguaggio Java. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di un sistema software partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti utilizzano stumenti software per la documentazione automatica e il controllo delle revisioni. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante la realizzazione di un elaborato e un colloquio orale. 65 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso UML Ciclo di vita del software: metodi tradizionali. Ciclo di vita del software: metodi agili. Design pattern Strumenti software Gestione dei progetti Totale Ore Testi di riferimento - I. Sommerville, Ingegneria del software (8 ed.), Addison-Wesley, 2007. - Dispense aggiuntive fornite dal docente Altri testi consigliati E. Gamma et al., Design Patterns, Pearson Education Italia, 2002. Contenuti specifici Introduzione al ciclo di vita del software. Qualità del software: caratteristiche del prodotto e caratteristiche del processo. Aspetti avanzati di UML. Il modello a cascata. Analisi dei requisiti. Progettazione. Implementazione. Test. Deployment e manutenzione. Evoluzioni del modello a cascata. Il metodo UP (cenni). Approcci model-driven (cenni). Limitazioni dei metodi tradizionali. Metodi agili: principi fondamentali. Sviluppo test-driven. Refactoring. I metodi SCRUM e XP (cenni). Introduzione ai design pattern. Pattern di creazione. Pattern strutturali. Pattern comportamentali. Unit testing: Junit. Build automatico: Ant. Sistemi di controllo delle revisioni: Subversion. Principi e concetti generali. Strumenti di base per la gestione dei progetti: GANTT, PERT e Critical Path Method. Stima dei tempi e dei costi. Quality assessment e process improvement nella produzione del software: Capability Maturity Model (cenni). Or e Le z. 4 2 10 8 2 Ore Eser c. Ore Lab. 10 8 6 8 8 8 8 8 48 32 10 66 LABORATORIO DI ANALISI DEI SEGNALI Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Vincenzo MATTA Semestre: I Integrato: Propedeuticità: FAST II SSD: INGINF/03 Crediti: 3 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obiettivo del corso è fornire allo studente le competenze necessarie per affrontare i problemi tipici dell’analisi dei segnali attraverso il calcolatore, e in particolare con l’ausilio del MATLAB. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei metodi necessari ad applicare concretamente, attraverso l’ausilio del calcolatore, i modelli concettuali, logici e fisici per l’analisi dei segnali e la loro trasmissione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e realizzare in MATLAB algoritmi relativi a problemi concreti di elaborazione del segnale e delle comunicazioni. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare algoritmi di analisi dei segnali e trasmissione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’elaborazione dei segnali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e statistiche di base, dei fondamenti dell’analisi dei segnali e della loro trasmissione. Metodi didattici L’insegnamento contempla alcune lezioni teoriche, ma si fonda principalmente su esercitazioni in laboratorio volte a tradurre in algoritmi ed esempi concreti i modelli matematici relativi alla teoria dei segnali e delle comunicazioni studiati dagli allievi nei corsi precedenti. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale e la realizzazione di un progetto al MATLAB. 67 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al MATLAB Analisi spettrale Elaborazione statistica dei segnali Modulazioni analogiche e digitali Problematiche di sicurezza Totale Ore Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di Teoria dei Segnali, Liguori Editore. J. Proakis, M. Salehi, G. Bauch, Contemporary Communication Systems Cengage-Engineering Contenuti specifici Introduzione all’uso del MATLAB. Principali comandi. Esempi di programmazione. Campionamento e conversione A/D. Trasformata di Fourier e DFT. Analisi spettrale basata sulla DFT con MATLAB. Simulazione Monte Carlo. Esempi di elaborazione statistica dei segnali in MATLAB. Esempi di problemi di stima e di rivelazione con MATLAB. Modulazioni analogiche: AM e FM. Modulazioni numeriche: PAM e PPM. Simulazione di sistemi di comunicazione in canali affetti da rumore con MATLAB. Esempi di algoritmi elementari per la crittografia e la steganografia. Simulazione di sistemi di trasmissione “sicuri” con MATLAB. Ore Lez. Ore Es. Ore Lab. 4 2 5 2 4 2 5 2 8 4 22 using MATLAB, 68 LABORATORIO DI SISTEMI OPERATIVI (5 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Giuseppe BOCCIGNONE Semestre: Integrato: no Codice: Propedeuticità: Calcolatori Elettronici SSD: INGINF/05 Crediti: 3 Tipologia: Caratterizza nte Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di competenze sulle principali funzioni di un sistema operativo moderno, sull’uso della shell e dei linguaggi di scripting. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza delle funzioni svolte da un sistema operativo moderno, con particolare riferimento alla gestione dei processi, della memoria, delle periferiche e dei file, e comprensione delle tecniche di base di implementazione di tali funzioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Utilizzare le funzioni di un sistema operativo moderno attraverso programmi realizzati usando il linguaggio C, la shell e i linguaggi di scripting. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper valutare l’impatto sulle applicazioni delle caratteristiche del sistema operativo adottato. Saper valutare l’opportunità di utilizzare strumenti alternativi ai linguaggi di programmazione tradizionali. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai sistemi operativi. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesta la conoscenza del linguaggio C, e dell’architettura e del funzionamento di un processore. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare utilizzando i contenuti dell’insegnamento. Il progetto è strumentale, oltre all’acquisizione delle competenze e abilità sui contenuti dell’insegnamento, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano il progetto assegnato utilizzando il sistema operativo Linux. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante la realizzazione di un elaborato e un colloquio orale. 69 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Il nucleo e la gestione dei processi La gestione della memoria Contenuti specifici Introduzione storica all'evoluzione dei sistemi operativi. Le principali famiglie di sistemi operativi attuali. Introduzione alla famiglia Unix. Il modello a strati del sistema operativo. Il concetto di processo e la multiprogrammazione. Stati di un processo. Scheduling. Priorità. Gestione dei processi in modalità batch, time-sharing e real time. La gestione dei processi in Unix. I thread. Lo scambio di messaggi. La sincronizzazione. I problemi nella gestione della memoria: rilocazione, protezione dei processi. Segmentazione della memoria. Swapping. Caricamento dinamico. Il modello della memoria in un processo Unix. La memoria virtuale. La MMU. Paging. Caratteristiche generali di una shell. Shell grafiche (GUI) e a linea di comando. La shell bash. Il login e la gestione di utenti e password. Accesso remoto e SSH. Script di shell. Variabili di ambiente. Path. Comandi per la gestione dei file. Redirezione dell'I/O. Strutture di controllo (selezione e iterazione). Pipes e processi in background. Comandi per la gestione dei processi e dei job. Il comando find. Le espressioni regolari e i comandi grep e sed. Introduzione ai linguaggi di scripting. Il linguaggio AWK. Cenni ai linguaggi Perl, Python e Ruby. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 6 2 3 2 L’interfaccia utente e l’interprete dei comandi Linguaggi di scripting Totale Ore 5 2 2 4 20 6 2 4 Testi di riferimento - Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi: concetti ed esempi, Addison-Wesley, 2006. - Dispense aggiuntive fornite dal docente 70 LABORATORIO DI SISTEMI OPERATIVI (9 CFU) Docente: Prof. Giuseppe BOCCIGNONE, Dr. Antonio DELLA CIOPPA Semestre: Cds: Ingegneria Informatica Integrato: no Propedeuticità: Calcolatori Elettronici SSD: INGINF/05 Crediti: 9 Anno: III Codice: 0610700039 Tipologia: Caratterizza nte Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di competenze sulle principali funzioni di un sistema operativo moderno, sull’uso della shell e dei linguaggi di scripting. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza delle funzioni svolte da un sistema operativo moderno, con particolare riferimento alla gestione dei processi, della memoria, delle periferiche e dei file, e comprensione delle tecniche di base di implementazione di tali funzioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Utilizzare le funzioni di un sistema operativo moderno attraverso programmi realizzati usando il linguaggio C, la shell e i linguaggi di scripting. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper valutare l’impatto sulle applicazioni delle caratteristiche del sistema operativo adottato. Saper valutare l’opportunità di utilizzare strumenti alternativi ai linguaggi di programmazione tradizionali. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai sistemi operativi. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesta la conoscenza del linguaggio C, e dell’architettura e del funzionamento di un processore. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare utilizzando i contenuti dell’insegnamento. Il progetto è strumentale, oltre all’acquisizione delle competenze e abilità sui contenuti dell’insegnamento, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano il progetto assegnato utilizzando il sistema operativo Linux. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante la realizzazione di un elaborato e un colloquio orale. 71 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Introduzione storica all'evoluzione dei sistemi operativi. Le principali famiglie di sistemi operativi attuali. Introduzione alla famiglia Unix. Il modello a strati del sistema operativo. Il concetto di processo e la multiprogrammazione. Stati di un processo. Scheduling. Priorità. Gestione dei processi in modalità batch, time-sharing e real time. La gestione dei processi in Unix. I thread. Lo scambio di messaggi. La sincronizzazione. I problemi nella gestione della memoria: rilocazione, protezione dei processi. Segmentazione della memoria. Swapping. Caricamento dinamico. Il modello della memoria in un processo Unix. La memoria virtuale. La MMU. Paging. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Il nucleo e la gestione dei processi 10 4 La gestione della memoria 6 2 Astrazione e virtualizzazione delle periferiche. I driver. Caricamento dinamico dei driver. Il file system. Partizioni e volumi. Sistemi RAID. Allocazione dello spazio su disco. L’input/output e la Gestione dei file. Gestione delle directory. Journalling. Controllo gestione dei file di accesso: permessi e ACL. File system di rete. Esempi di file systems disponibili nei sistemi Unix. I permessi dei file sotto Unix. Il sistema NFS. Caratteristiche generali di una shell. Shell grafiche (GUI) e a linea di comando. La shell bash. Il login e la gestione di utenti e password. Accesso remoto e SSH. Script di shell. Variabili di ambiente. Path. Comandi per la gestione dei file. Redirezione dell'I/O. Strutture di controllo (selezione e iterazione). Pipes e processi in background. Comandi per la gestione dei processi e dei job. Il comando find. Le espressioni regolari e i comandi grep e sed. Introduzione ai linguaggi di scripting. Il linguaggio AWK. Cenni ai linguaggi Perl, Python e Ruby. 8 4 L’interfaccia utente e l’interprete dei comandi 10 4 14 Linguaggi di scripting Totale Ore 10 46 14 16 30 Testi di riferimento Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi: concetti ed esempi, Addison-Wesley, 2006. Dispense aggiuntive fornite dal docente 72 LABORATORIO DI TECNOLOGIE PER IL WEB (6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Mario VENTO Semestre: Integrato: no Codice: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di software applicativi remoti. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle applicazioni remote, delle architetture software distribuite, dei concetti fondamentali dell’architettura delle Java Server Pages (JSP). Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e realizzare siti web statici, progettare e realizzare siti web dinamici. Saper usare la tecnologia JSP. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sito web dinamico, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione di applicazioni remote. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle applicazioni remote. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze sulla progettazione e realizzazione di algoritmi e strutture dati, sulle basi di dati e sulla programmazione ad oggetti. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula verranno esemplificati gli argomenti teorici mediante la realizzazione di semplici pagine web dinamiche. Nelle esercitazioni pratiche, agli studenti verrà chiesto di progettare e realizzare semplici siti web dinamici. Metodi di valutazione Alla fine del corso gli studenti verranno divisi in gruppi e verrà loro assegnato un progetto contenente delle specifiche di realizzazione di un sito web dinamico. La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante discussione orale del progetto realizzato. 73 Contenuto del corso Argomenti Introduzione alle architetture Web Contenuti specifici Classificazioni delle applicazioni in applicazioni locali, remote e miste. Architettura delle applicazioni remote: modello client-server; modello peer-to-peer, modello three-tiered. Web statico e Web dinamico. Web applications. Introduzione all’HTML. Il concetto di Markup. Il concetto di Tag HTML. Sintassi HTML. Primi Tag HTML: Testa del documento e Corpo del documento. Paragrafi e giustificazione del testo. Font, liste e immagini. Link ipertestuali. I Form in HTML. Esercizi su HTML Introduzione a JSP; tecnologia JSP, architettura JSP. Java Server Pages. Servlet. Elementi di JSP: template text, comment, directive, scriptlet, declaration, expression. Oggetti impliciti. Direttive e Azioni JSP. Esercizi su JSP. Introduzione ai Java Beans. Requisiti di un Java Beans. Proprietà, metodi ed eventi dei Beans. Uso di Java Beans nelle pagine JSP. Vantaggi nell’uso dei Bean. Esercizi sui Bean. Interazioni Java-Database: architettura JDBC. Uso dei database nelle pagine JSP. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. 5 HTML 3 4 3 JSP 6 5 6 Java Beans JSP e interazione con i database Totale Ore 5 5 6 2 21 5 19 5 20 Testi di riferimento Della Mea Vincenzo, Di Gaspero Luca, Scagnetto Ivan. Programmazione Web lato server. Apogeo. 74 LINGUAGGI E COMPILATORI Cds: Ingegneria Informatica (Magistrale) Anno: II Docente: prof. Giuseppe BOCCIGNONE Semestre: Integrato: con Sistemi Operativi Codice: Propedeuticità: Tecniche di programmazione SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di base della teoria dei linguaggi formali e all’apprendimento delle metodologie e degli strumenti per la realizzazione di un sistema di traduzione (interprete o compilatore). Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dei sistemi di traduzione, con particolare riferimento alle tipologie di grammatiche e di linguaggi, ai diversi livelli di analisi di un programma, nonché all’interpretazione e alla generazione del codice. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper definire gli aspetti lessicali e sintattici di un linguaggio di programmazione, e realizzare semplici sistemi di traduzione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sistema di traduzione, ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai linguaggi e ai sistemi di traduzione. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche di base, con particolare riferimento alla teoria degli insiemi. Inoltre, è necessaria la conoscenza del linguaggio C e delle strutture dati fondamentali. Infine, è richiesta una conoscenza di base dell’architettura del processore e del linguaggio macchina. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di un sistema di traduzione, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante la realizzazione di un elaborato e un colloquio orale. 75 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Linguaggi formali e grammatiche Linguaggi regolari e analisi lessicale Linguaggi context free e analisi sintattica Contenuti specifici Struttura di un sistema di traduzione Definizione di linguaggio formale e di grammatica. Rappresentazione BNF e EBNF. La tassonomia di Chomsky. Automi a stati finiti e parsing dei linguaggi regolari. L’uso dei linguaggi regolari per l’analisi lessicale. Il programma flex. Analisi top-down e bottom-up. Linguaggi LL(1) e parser discendenti ricorsivi. Parser basati sulla precedenza. Parser LR(1). L’uso dei linguaggi context free per l’analisi sintattica. Il programma bison. La tabella dei simboli. Azioni semantiche. Attributi sintetizzati ed ereditati. Rappresentazioni intermedie: alberi, RPN, quadruple. Generazione della rappresentazione intermedia per i principali costrutti di un linguaggio procedurale. Gestione dello stack e allocazione della memoria. Garbage collection. Linguaggi con struttura a blocchi. Esecuzione di un programma rappresentato attraverso alberi, RPN, quadruple. Selezione delle istruzioni. Allocazione dei registri. File oggetto, collegamento e rilocazione. La macchina virtuale LLVM. Uso del linguaggio C come target. Ottimizzazioni di base: constant folding, strength reduction, loop unrolling. Inlining e ottimizzazioni interprocedurali. Ore Lez. 2 2 2 Ore Eserc. Ore Lab. 4 2 2 8 4 2 Analisi semantica e rappresentazione intermedia Supporto a run time Interpretazione Generazione del codice Ottimizzazione (cenni) Totale Ore 8 4 4 2 2 6 4 2 38 18 4 Testi di riferimento A. Aho, M. Lam, R. Sethi, J. Ullman, Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd Edition), Addison Wesley, 2006. 76 MATEMATICA I CdL: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Prof. Ciro D’APICE Semestre: I Integrato: NO Codice: 0610700001 Propedeuticità: nessuna SSD: MAT/05 Crediti: 9 Tipologia: di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di base di Analisi Matematica ed Algebra lineare: Insiemi numerici, Cenni di Algebra Vettoriale, Funzioni reali, Richiami su equazioni e disequazioni, Successioni numeriche, Limiti di una funzione, Funzioni continue, Derivata di una funzione, Teoremi fondamentali del calcolo differenziale, Studio del grafico di una funzione, Matrici e sistemi lineari, Spazi vettoriali, Trasformazioni lineari e diagonalizzazione, Geometria analitica. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Uso corretto del linguaggio matematico. Affrontare ed analizzare vari problemi. Caratteristiche e proprietà delle funzioni reali di una variabile reale. Numeri reali e complessi. Proprietà di matrici, spazi vettoriali, trasformazioni lineari, autovalori e autovettori Capacità di: Sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Effettuare calcoli con limiti, derivate. Analizzare il comportamento di una funzione di una singola variabile. Svolgere semplici calcoli con i numeri complessi. Risolvere esercizi non complessi nell’ambito della geometria e dell’algebra lineare. Determinare autovalori e autovettori di una trasformazione lineare. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica, algebra lineare e geometria, conoscenza delle metodologie di dimostrazione, conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica, conoscenza dei concetti fondamentali dell’algebra lineare e della geometria Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi . Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Saper effettuare calcoli con limiti, derivate. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: 77 conoscenze relative all’algebra, con particolare riferimento a: equazioni e disequazioni algebriche, logaritmiche, esponenziali, trigonometriche, trascendenti - conoscenze relative alla trigonometria, con particolare riferimento alle funzioni trigonometriche fondamentali Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Cenni di Algebra Vettoriale Contenuti specifici Introduzione all’algebra vettoriale e alle operazioni con i vettori. Introduzione alla teoria degli insiemi. Operazioni sui sottoinsiemi di un insieme. Introduzione ai numeri reali. Estremi di un insieme numerico. Intervalli di R. Intorni, punti di accumulazione. Insiemi chiusi e insiemi aperti. Introduzione ai numeri complessi. Unità immaginaria. Operazioni sui numeri complessi. Forma geometrica e forma trigonometrica. Potenze e formula di De Moivre. Radici nesime. Definizione. Campo di esistenza, codominio e grafico di funzione. Estremi di una funzione reale. Funzioni monotone. Funzioni composte. Funzioni invertibili. Funzioni elementari: funzione potenza nesima e radice n-esima, funzione esponenziale, funzione logaritmica, funzione potenza, funzioni trigonometriche e loro inverse. Equazioni di primo grado. Equazioni di secondo grado. Equazioni binomie. Equazioni irrazionali. Equazioni trigonometriche. Equazioni esponenziali e logaritmiche. Sistemi di equazioni. Disequazioni di primo grado. Disequazioni di secondo grado. Disequazioni fratte. Disequazioni irrazionali. Disequazioni trigonometriche. Disequazioni esponenziali e logaritmiche. Sistemi di disequazioni. Definizioni. Successioni limitate, convergenti, oscillanti e divergenti. Successioni monotone. Numero di Nepero. Criterio di convergenza di Cauchy. Definizione. Limite destro e limite sinistro. Teorema di unicità. Teoremi di confronto. Operazioni e forme indeterminate. Limiti notevoli. Definizione. Continuità e discontinuità. Teorema di Weierstrass. Teorema degli zeri. Teorema di Bolzano. Continuità uniforme. Definizione. Derivate destra e sinistra. Significato geometrico, retta tangente al grafico di una funzione. Derivabilità e continuità. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate di funzione composta e funzione inversa. Derivate di ordine 78 Ore Lez. 1 Ore Es. 2 - Insiemi numerici. 5 3 Funzioni reali 4 2 Richiami su equazioni e disequazioni 2 3 Successioni numeriche Limiti di una funzione Funzioni continue Derivata di una funzione 2 5 5 5 2 3 3 superiore. Differenziale di una funzione e significato geometrico. Teoremi fondamentali del calcolo differenziale Studio del grafico di una funzione Matrici e sistemi lineari Teorema di Rolle. Teorema di Cauchy. Teorema di Lagrange e corollari. Teorema di De l’Hospital. Condizioni per massimi e minimi relativi. Formule di Taylor e di Mac-Laurin. Asintoti di un grafico. Ricerca dei massimi e minimi relativi. Funzioni concave e convesse in un punto, flessi. Grafico di una funzione tramite i suoi elementi caratteristici. Matrici e Determinanti. Risoluzione di sistemi lineari: Teorema di Rouché-Capelli; Teorema di Cramer. La struttura di spazio vettoriale. Dipendenza e indipendenza lineare. Spazi Vettoriali e dimensione finita. Teorema della base. Sottospazi vettoriali. Intersezione e somma di sottospazi (cenni), somma diretta. Definizione di prodotto scalare. Definizione di spazio vettoriale euclideo reale. Definizione di norma. Disuguaglianza di Cauchy – Schwarz. Definizione di angolo. Definizione di vettori ortogonali. Basi ortonormali. Componenti in una base ortonormale. Proiezioni ortogonali. Procedimento di Gram-Schmidt. Definizioni di trasformazione lineare. Nucleo e immagine. Proprietà e caratterizzazioni. Teorema della dimensione. Rappresentazione matriciale. Polinomio caratteristico. Autospazi e relative proprietà. Molteplicità algebrica e geometrica. Diagonalizzazione: definizione e caratterizzazioni (per matrici ed endomorfismi). Condizione sufficiente per la diagonalizzazione. Diagonalizzazione ortogonale. Definizione e caratterizzazioni di endomorfismi simmetrici. Proprietà degli autovalori di matrici simmetriche. Teorema spettrale. Sistema di riferimento cartesiano nel piano. Equazione della retta in forma implicita ed esplicita. Equazione segmentaria della retta. Parallelismo di rette. Fascio improprio di rette. Fascio proprio di rette. Retta per un punto. Retta passante per un punto e parallela ad una retta data. Condizioni di perpendicolarità di due rette. Coniche. Algoritmo di riduzione a forma canonica. Coordinate cartesiano nello spazio. Equazione del piano (parametrica e cartesiana). Equazione della retta (parametrica, cartesiana, simmetrica). Fasci di piani. Stelle di piani. Condizioni di parallelismo e perpendicolarità tra rette e rette, rette e piani, piani e piani. 4 3 6 2 8 2 Spazi vettoriali 3 2 Trasformazioni lineari e diagonalizzazione 5 3 Geometria analitica 3 2 Totale Ore Testi di riferimento G. Albano, C. D’Apice, S. Salerno, Limiti e Derivate, CUES (2002). G. Albano, C. D’Apice, S. Salerno, Algebra Lineare, CUES (2002). C. D’Apice, R. Manzo, Verso l’esame di Matematica I, CUES (2007). Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. 52 38 79 MATEMATICA II CdL: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Prof. Ciro D’APICE Semestre: II Integrato: NO Codice: Propedeuticità: Matematica I SSD: MAT/05 Crediti: 9 Tipologia: di base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di base di Analisi Matematica: integrali delle funzioni di una variabile, serie numeriche, successioni e serie di funzioni, funzioni di più variabili, equazioni differenziali, integrali di funzioni di più variabili, curve e integrali curvilinei, superfici. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi Caratteristiche e proprietà fondamentali delle funzioni reali di più variabili reali. Metodi di soluzione delle equazioni differenziali ordinarie. Concetti di curve e integrali curvilinei. Proprietà ed applicazione di integrali di funzioni di più variabili. Capacità di: Effettuare calcoli con serie ed integrali. Calcolare massimi e minimi di funzioni di due variabili. Risolvere semplici equazioni differenziali. Calcolare semplici integrali curvilinei. Calcolare semplici integrali doppi. • Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) 1. comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica 2. conoscenza delle metodologie di dimostrazione 3. conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica • Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) 1. Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi 2. Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni 3. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi 4. Saper risolvere semplici equazioni differenziali ordinarie 5. Saper risolvere semplici integrali curvilinei e integrali doppi • Autonomia di giudizio (making judgements) 1. Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico 2. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico • Abilità comunicative (communication skills) 80 1. Saper lavorare in gruppo 2. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica • Capacità di apprendere (learning skills) 1. Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso 2. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze relative all’Algebra Lineare con particolare riferimento a: Matrici e sistemi lineari, Spazi vettoriali, Trasformazioni lineari e diagonalizzazione, Geometria analitica - conoscenze relative all’Analisi Matematica di base, con particolare riferimento a: Equazioni e disequazioni algebriche, Studio del grafico di una funzione di una variabile reale, Successioni e serie numeriche, Limiti di una funzione, Continuità e Derivabilità di una funzione, Teoremi fondamentali del calcolo differenziale Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Integrazione di funzioni di una variabile Contenuti specifici Definizione di funzione primitiva e integrale indefinito. Integrali immediati. Regole e metodi di integrazione. Integrale delle funzioni razionali fratte. Integrale definito e significato geometrico. Teorema del valor medio. Funzione integrale e teorema fondamentale del calcolo integrale. Introduzione alle serie numeriche. Serie convergenti, divergenti e indeterminate. Serie geometrica, armonica. Serie a termini positivi e criteri di convergenza: criteri del confronto, del rapporto, della radice. Successioni. Definizioni. Convergenza puntuale e uniforme. Esempi e controesempi. Teorema sulla continuità del limite. Criterio di Cauchy uniforme. Teoremi di passaggio al limite sotto il segno di integrale. Teorema di passaggio al limite sotto il segno di derivata. Serie di funzioni. Definizioni. Convergenza puntuale, uniforme, totale. Criteri di Cauchy. Derivazione e integrazione per serie. Serie di potenze. Definizioni. Insieme di convergenza e raggio di convergenza. Teorema di CauchyHadamard. Teorema di D’Alembert. Raggio di convergenza della serie derivata. Convergenza uniforme e totale. Teorema di integrazione e di derivazione per serie. Esempi e controesempi. Definizioni. Limite e continuità. Teorema di Weierstrass. Teorema di Cantor. Derivate parziali. Il Teorema di Schwarz. 81 Ore Lez. 6 Ore Eserc. 6 Serie numeriche 2 2 Successioni e serie di funzioni 6 4 Funzioni di più variabili 7 5 Equazioni differenziali Integrali di funzioni di più variabili Curve e Integrali curvilinei Forme differenziali Superfici e Integrali superficiali Totale Ore Gradiente. Differenziabilità. Il Teorema del Differenziale Totale. Funzioni composte. Teorema di derivazione delle funzioni composte. Differenziabilità delle funzioni composte. Derivate direzionali. Funzioni con gradiente nullo in un connesso. Funzioni definite tramite integrali. Formula di Taylor e differenziali di ordine superiore. Forme quadratiche. Matrici quadrate definite, semidefinite e indefinite. Massimi e minimi relativi. Funzioni a valori vettoriali. Definizioni. Integrale particolare e integrale generale. Esempi. Il problema di Cauchy. Teorema di esistenza ed unicità locale. Teorema di esistenza ed unicità globale. Prolungamento di una soluzione. Soluzioni massimali (cenni). Equazioni differenziali del primo ordine. Equazioni differenziali lineari. Struttura dell’insieme delle soluzioni. Equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti. Wronskiano e sue proprietà. Metodi di risoluzione. Definizioni. Esempi. Proprietà. Applicazione ad aree e volumi. Il Primo Teorema di Pappo-Guldino. Formule di riduzione. Cambiamento di variabili. Definizione. Curve regolari. Lunghezza di una curva. Teorema di rettificabilità. Integrale curvilineo di una funzione. Definizioni. Campi vettoriali. Integrale curvilineo di una forma differenziale lineare. Forme chiuse ed esatte. Criteri di esattezza. Relazione tra esattezza e chiusura. Forme chiuse in rettangoli o aperti stellati. Forme chiuse in aperti semplicemente connessi. Definizioni. Esempi. Proprietà. Cambiamento di rappresentazioni parametriche. Area di una superficie e integrali superficiali. Superfici con bordo. Il Secondo Teorema di PappoGuldino. Teorema della Divergenza. Formula di Stokes. 6 7 7 4 6 3 7 4 5 50 3 40 Testi di riferimento N. Fusco, P. Marcellini, C. Sbordone, Analisi Matematica due, Liguori editore C. D’Apice, T. Durante, R. Manzo, Verso l’esame di Matematica II, CUES (2008). Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. 82 MATEMATICA III CdL: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Abdelaziz Rhandi Semestre: I Integrato: NO Codice: 0610700003 Propedeuticità: Matematica II SSD: MAT/05 Crediti: 6 Tipologia: Base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione degli elementi di Analisi Matematica e Analisi Complessa: funzioni olomorfe, serie di Fourier, trasformate di Fourier, trasformate di Laplace, equazioni alle derivate parziali. Gli obiettivi formativi del corso consistono nell’acquisizione dei risultati e delle tecniche dimostrative, nonché nella capacità di utilizzare i relativi strumenti di calcolo. Il corso ha come scopo principale quello di consolidare conoscenze matematiche di base e di fornire e sviluppare strumenti utili per un approccio scientifico ai problemi e fenomeni che lo studente incontrerà nel proseguimento dei suoi studi. La parte teorica del corso sarà presentata in modo rigoroso ma conciso e accompagnata da una parallela attività di esercitazione volta a favorire la comprensione dei concetti. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Proprietà di funzioni nel campo complesso. Proprietà e principali applicazioni delle serie di Fourier. Concetti e proprietà delle trasformate. Concetti e proprietà delle equazioni alle derivate parziali. Capacità di: Calcolare integrali attraverso il teorema dei residui.Calcolare semplici trasformate. Risolvere semplici equazioni alle derivate parziali. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’analisi matematica, algebra lineare e geometria. Conoscenza delle metodologie di dimostrazione. Conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi matematica. Conoscenza dei concetti fondamentali dell’analisi complessa. Conoscenza dei concetti fondamentali delle trasformazioni e delle PDE Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper applicare i teoremi e le regole studiate alla risoluzione di problemi. Saper sviluppare in modo coerente le varie dimostrazioni. Saper costruire metodi e procedure per la risoluzione di problemi. Saper effettuare calcoli con limiti, derivate. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per risolvere in maniera efficiente un problema matematico. Essere capaci di trovare delle ottimizzazioni al processo di risoluzione di un problema matematico Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente un argomento legato alla matematica Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti: - conoscenze relative al calcolo integrale, con particolare riferimento a: integrazione di funzioni di una o più variabili, lineare o curvilinea - conoscenze relative allo sviluppo in serie, con particolare riferimento a serie numeriche e di funzioni - conoscenze relative alle funzioni a più variabili, ed alle equazioni differenziali ordinarie Metodi didattici 83 L’insegnamento contempla lezioni teoriche, durante le quali saranno presentati gli argomenti del corso mediante lezioni frontali, ed esercitazioni in aula durante le quali di forniranno i principali strumenti necessari per la risoluzione di esercizi relativi ai contenuti dell’insegnamento. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta ed un colloquio orale. Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Ore Ore Argomenti Contenuti specifici Lez. Eserc. Funzioni olomorfe Serie di Fourier Trasformata di Fourier Trasformata di Laplace Applicazioni delle trasformate di Laplace e di Fourier alle equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali Totale Ore Derivazione complessa, funzioni olomorfe e loro proprietà. Condizioni di Cauchy-Riemann. Funzioni elementari nel campo complesso. Punti singolari. Cenni sulla polidromia. Integrazione su curve complesse. Teorema e formula integrale di Cauchy. Proprietà di media e di massimo. Serie di potenze e analiticità delle funzioni olomorfe. Teorema del massimo modulo. Teorema di Liouville. Teorema fondamentale dell’algebra. Serie di Laurent e classificazione delle singolarità. Residui, teorema dei residui e applicazioni al calcolo di integrali. Definizioni. Esempi. Disuguaglianza di Bessel. Teorema di convergenza puntuale. Teorema sulla convergenza uniforme. Integrazione termine a termine. Derivazione termine a termine. Euristica per passaggio al limite dalle serie di Fourier, definizione e proprietà, relazione tra derivazione e moltiplicazione per monomi, trasformata di una convoluzione, formula di inversione. Definizione e proprietà, semipiano di convergenza, relazione tra derivazione e moltiplicazione per monomi, trasformata di una convoluzione, antitrasformata e formule di inversione, calcolo di trasformate e antitrasformate. Introduzione alle equazioni alle derivate parziali, problemi di Cauchy e di Dirichlet, equazioni del calore, delle onde e di Laplace. Soluzioni di equazioni lineari alle derivate parziali tramite trasformate e separazione di variabili. Applicazioni della trasformata di Laplace alle equazioni differenziali. 10 8 5 3 5 5 5 5 6 8 31 29 Testi di riferimento Materiali didattici su piattaforma di e-learning IWT Appunti delle lezioni. 84 MISURE PER LA CERTIFICAZIONE DI IMPIANTI DI RETE Docente: Consolatina Liguori Semestre: II Propedeuticità: Fondamenti di Misure, Reti di calcolatori: Architetture e Servizi SSD: ING-INF/07 Cds: Ingegneria Elettronica Anno: III Integrato: Crediti: 3 Tipologia: Codice: Finalità del corso Obiettivo è conferire allo studente la capacità di effettuare la verifica delle reti, secondo le norme IEC per il cablaggio strutturato. Misura dei parametri elettrici delle reti ed in particolare dei canali di collegamento. Studio dell’architettura e uso dei principali strumenti per la verifica delle reti. Programma Convertitori D/A e Convertitori A/D (2h). Principio di funzionamento, predisposizione ed uso dell’oscilloscopio Numerico (2h). Principi di riflettometria (2h); Verifiche previste dalle norme ISO/IEC e TIA/EIA per il cablaggio strutturato (4h); Misura di: impedenza nominale, perdita di ritorno, attenuazione, perdita di paradiafonia e somma delle potenze relative, rapporto attenuazione/perdita di diafonia e somma delle potenze relative, perdita di telediafonia di livello uguale e somma delle potenze relative, resistenza del loop in d.c., ritardo di propagazione e differenza del ritardo, perdita nella conversione da longitudinale a differenziale, impedenza di trasferimento dello schermo; (8 h) Prescrizioni per collegamenti e canali su fibre ottiche; (2h) Misura di parametri relativi alle trasmissione su fibra ottica: attenuazione ottica, banda multimodale, perdita di ritorno ottica, ritardo di propagazione; (2h) Network Analyzer (2h); Cable tester: principali architetture (4h); Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Norme ISO/IEC e TIA/EIA per la certificazione delle reti informatiche. Principali dispositivi di misura dei parametri elettrici delle reti. Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto Dispense distribuite a lezione Capacità di: Utilizzare le apparecchiature più diffuse nella verifica dei canali di connessione in rame. Certificare reti informatiche. 85 PRINCIPI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: Finalità del corso Partendo dalle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo, già note dal corso di Fisica, ci si propone di fornire agli allievi quelle conoscenze metodologiche ed applicative utili allo studio della propagazione del segnale elettromagnetico in regime dinamico. Programma Teoria circuitale delle linee di trasmissione (10h) esercitazioni 20% Propagazione lungo una linea di trasmissione: soluzione progressiva e soluzione stazionaria. Discontinuità sulle linee. Coefficiente di riflessione. ROS. Teoria dei campi elettromagnetici ed onde piane (30h) esercitazioni 20% Equazioni di Maxwell in forma differenziale ed integrale. Relazioni costitutive. Teorema di Poynting. Condizioni iniziali, al contorno e teorema di unicità. Teoremi fondamentali. Onde piane nello spazio libero. Polarizzazione. Propagazione per raggi. Propagazione di un pacchetto d’onde: velocità di fase e di gruppo. Riflessione e trasmissione di onde piane alla superficie di separazione tra mezzi con caratteristiche diverse. Antenne (20h) esercitazioni 20% Potenziali elettromagnetici. Sorgenti elementari. Antenne filiformi. Condizioni di zona vicina e di zona lontana. Proprietà delle antenne. Parametri in trasmissione e ricezione. Arrays. Antenne impiegate nei sistemi di radio e tele-diffusione, di telefonia cellulare, ecc. Propagazione e modelli di stima del campo elettromagnetico (30h) esercitazioni 20% La formula del collegamento radio. Modello di propagazione nello spazio libero. Interazione con ostacoli presenti nell’ambiente: riflessione semplice e multipla, diffrazione e scattering. Modelli deterministici di propagazione. Modelli empirici di propagazione. Cenni su metodi numerici. Normativa e riduzione a conformità. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Leggi fondamentali dell’elettromagnetismo; Antenne per sistemi di telecomunicazioni, radio e tele-diffusione; Modelli di propagazione; 9 Prof. Giovanni Riccio Laurea, II Anno - II semestre Matematica III, Fisica II Capacità di: Risolvere problemi di propagazione del campo elettromagnetico; Caratterizzare un sistema di antenna; Realizzare la copertura di una zona; Modalità di svolgimento dell’esame Colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto Appunti dal corso. F.T.Ulaby: Fondamenti di Campi Elettromagnetici, Ed. McGraw-Hill Italia. P.Bevitori: Inquinamento elettromagnetico ad alta frequenza, Ed. Maggioli C.Smith, D.Collins: Comunicazioni wireless 3G, Ed. McGraw-Hill Italia. 86 PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI ( 6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Mario VENTO, Dr. Pierluigi RITROVATO Semestre: I Insegnamento non integrato Propedeuticità: Algoritmi e Strutture Dati SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Codice: Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento delle tecniche per la programmazione di sistemi software in Java, partendo dal progetto dell’applicazione. Il corso è pertanto mirato a sviluppare negli studenti, in una prima fase, le competenze necessarie alla interpretazione dei documenti di progetto di un’applicazione software (usando l’UML) e successivamente alle competenze di programmazione necessarie alla realizzazione dell’applicazione in Java. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della programmazione ad oggetti, con particolare riferimento ai diagrammi UML e, allo standard Javadoc, ed al codice sorgente Java. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper implementare in Java un sistema software già progettato in termini di diagrammi delle classi, e descritto in UML. Saper impiegare le classi definite nei packages standard di Java, e saper progettare i diagramma UML per semplici applicazioni. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un’applicazione Java utilizzando al meglio i packages già disponibili in Java. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e commentare oralmente un programma scritto in Java, o esporre le relative scelte progettuali e realizzative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto, oltre alle conoscenze incluse negli insegnamenti propedeutici, una buona pratica di programmazione in C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano un progetto di un’applicazione Java in tutte le sue parti, partendo dai documenti di progetto. 87 Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Presentazione del corso. Il ruolo della programmazione ad oggetti nella produzione del software. Cenni di Ingegneria del software. Il Modello ad oggetti: Incapsulamento, Classi ed Oggetti. Costruttori e Distruttori. Metodi di accesso. Riferimenti ad oggetti. Classi e funzioni amiche. Overloading degli operatori. Gestione della memoria e creazione dinamica di oggetti. Composizione ed ereditarietà. Classi derivate e regole di visibilità. Il polimorfismo. Metodi virtuali e classi astratte. Genericità e templates. Il linguaggio UML. Il sistema dei tipi, gli operatori e le strutture per il controllo del flusso in Java. Concetti di classe, oggetto e metodi. Ereditarietà e polimorfismo in Java. Controllo della visibilità di attributi e metodi. Classi astratte ed interfacce. Packages. La gestione dell’I/O. Il modello per la gestione delle eccezioni in Java. Eccezioni controllate e non-controllate. Le classi del JDK per la gestione delle eccezioni, la generazione di eccezioni. Eccezioni per la gestione dell’I/O. Fondamenti di programmazione concorrente e multithread. Sincronizzazione dei thread, condivisione delle risorse, gestione delle priorità. Programmazione multithread in Java. Componenti principali per la progettazione di Graphical User Interface (GUI). I packages AWT e SWING. Gestione degli eventi nel JDK 1.2. Gestione del Layout. Cenni sulla progettazione di componenti: Java Beans. Collezioni di oggetti in Java. Implementazioni astratte e concrete di List, Queue, Set e Map. Iteratori. Implementazione degli algoritmi di ricerca ed ordinamento sulle collezioni. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Il modello ad Oggetti. 4 2 Il linguaggio Java 10 8 2 Gestione degli errori in Java Programmazione concorrente in Java 2 2 3 4 2 3 Progetto delle Interfacce grafiche 6 2 3 Collezioni di strutture dati in Java Totale Ore 4 30 2 16 3 14 Testi di riferimento Bruce Eckel. Thinking in Java. 3rd Edition. Prentice-Hall Publisher. Sul sito del corso accessibile attraverso il portale dell’Area Didattica di Ingegneria dell’Informazione http://www.adinf.unisa.it/ sono, inoltre, disponibili esempi di esercizi svolti e ulteriore materiale didattico integrativo. 88 Cds: Ingegneria Informatica Anno: II PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI ( 9 CFU) Docente: Prof. Mario Propedeuticità: Insegnamento VENTO Dr. Algoritmi e non integrato Pierluigi Strutture Dati RITROVATO Semestre: I Codice: SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento delle tecniche per la programmazione di sistemi software in Java, partendo dal progetto dell’applicazione. Il corso è pertanto mirato a sviluppare negli studenti, in una prima fase, le competenze necessarie alla interpretazione dei documenti di progetto di un’applicazione software (usando l’UML) e successivamente alle competenze di programmazione necessarie alla realizzazione dell’applicazione in Java. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della programmazione ad oggetti, con particolare riferimento ai diagrammi UML e, allo standard Javadoc, ed al codice sorgente Java. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper implementare in Java un sistema software già progettato in termini di diagrammi delle classi, e descritto in UML. Saper impiegare le classi definite nei packages standard di Java, e saper progettare i diagramma UML per semplici applicazioni. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un’applicazione Java utilizzando al meglio i packages già disponibili in Java. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e commentare oralmente un programma scritto in Java, o esporre le relative scelte progettuali e realizzative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto, oltre alle conoscenze incluse negli insegnamenti propedeutici, una buona pratica di programmazione in C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano un progetto di un’applicazione Java in tutte le sue parti, partendo dai documenti di progetto. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 89 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Presentazione del corso. Il ruolo della programmazione ad oggetti nella produzione del software. Cenni di Ingegneria del software. Il Modello ad oggetti: Incapsulamento, Classi ed Oggetti. Costruttori e Distruttori. Metodi di accesso. Riferimenti ad oggetti. Classi e funzioni amiche. Overloading degli operatori. Gestione della memoria e creazione dinamica di oggetti. Composizione ed ereditarietà. Classi derivate e regole di visibilità. Il polimorfismo. Metodi virtuali e classi astratte. Genericità e templates. Il linguaggio UML. Il sistema dei tipi, gli operatori e le strutture per il controllo del flusso in Java. Concetti di classe, oggetto e metodi. Ereditarietà e polimorfismo in Java. Controllo della visibilità di attributi e metodi. Classi astratte ed interfacce. Packages. La gestione dell’I/O. Il modello per la gestione delle eccezioni in Java. Eccezioni controllate e non-controllate. Le classi del JDK per la gestione delle eccezioni, la generazione di eccezioni. Eccezioni per la gestione dell’I/O. Fondamenti di programmazione concorrente e multithread. Sincronizzazione dei thread, condivisione delle risorse, gestione delle priorità. Programmazione multithread in Java. Componenti principali per la progettazione di Graphical User Interface (GUI). I packages AWT e SWING. Gestione degli eventi nel JDK 1.2. Gestione del Layout. Cenni sulla progettazione di componenti: Java Beans. Collezioni di oggetti in Java. Implementazioni astratte e concrete di List, Queue, Set e Map. Iteratori. Implementazione degli algoritmi di ricerca ed ordinamento sulle collezioni. Ore Lez. 4 Ore Eserc. Ore Lab. Il modello ad Oggetti. 6 4 Il linguaggio Java 12 12 6 Gestione degli errori in Java Programmazione concorrente in Java 4 2 3 6 4 3 Progetto delle Interfacce grafiche 8 4 3 Collezioni di strutture dati in Java Totale Ore Testi di riferimento 6 44 4 28 3 18 Da valutare ancora. 90 PROGRAMMAZIONE IN RETE Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Prof. Giuseppe BOCCIGNONE Semestre: II Integrato: no Codice: Propedeuticità: Nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di software applicativi remoti. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle applicazioni remote, delle architetture software distribuite, dei concetti fondamentali dell’architettura delle Java Server Pages (JSP). Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e realizzare siti web statici, progettare e realizzare siti web dinamici, saper usare la tecnologia JSP. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sito web dinamico, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione di applicazioni remote. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle applicazioni remote. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze sulla progettazione e realizzazione di algoritmi e strutture dati, sulle basi di dati e sulla programmazione ad oggetti. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula verranno esemplificati gli argomenti teorici mediante la realizzazione di semplici pagine web dinamiche. Nelle esercitazioni pratiche, agli studenti verrà chiesto di progettare e realizzare semplici siti web dinamici. Metodi di valutazione Alla fine del corso gli studenti verranno divisi in gruppi e verrà loro assegnato un progetto contenente delle specifiche di realizzazione di un sito web dinamico. La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante discussione orale del progetto realizzato. 91 Contenuto del corso Argomenti Introduzione alle architetture Web Contenuti specifici Classificazioni delle applicazioni in applicazioni locali, remote e miste. Architettura delle applicazioni remote: modello client-server; modello peer-to-peer, modello three-tiered. Web statico e Web dinamico. Web applications. Introduzione all’HTML. Il concetto di Markup. Il concetto di Tag HTML. Sintassi HTML. Primi Tag HTML: Testa del documento e Corpo del documento. Paragrafi e giustificazione del testo. Font, liste e immagini. Link ipertestuali. I Form in HTML. Esercizi su HTML Introduzione a JSP; tecnologia JSP, architettura JSP. Java Server Pages. Servlet. Elementi di JSP: template text, comment, directive, scriptlet, declaration, expression. Oggetti impliciti. Direttive e Azioni JSP. Esercizi su JSP. Introduzione ai Java Beans. Requisiti di un Java Beans. Proprietà, metodi ed eventi dei Beans. Uso di Java Beans nelle pagine JSP. Vantaggi nell’uso dei Bean. Esercizi sui Bean. Interazioni Java-Database: architettura JDBC. Uso dei database nelle pagine JSP. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. 5 HTML 3 4 3 JSP 6 5 6 Java Beans JSP e interazione con i database Totale Ore 5 5 6 2 21 5 19 5 20 Testi di riferimento Della Mea Vincenzo, Di Gaspero Luca, Scagnetto Ivan. Programmazione Web lato server. Apogeo. 92 RETI DI CALCOLATORI: ARCHITETTURE E SERVIZI (6 CFU) Docente: Prof. Massimo DE SANTO Semestre: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica, Calcolatori Elettronici SSD: INF/01 Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Integrato: No Codice: Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si pone l'obiettivo di fornire gli strumenti metodologici ed operativi per una chiara comprensione delle Reti di Calcolatori con particolare riferimento agli aspetti architetturali e di progettazione delle reti stesse ed ai servizi di base che vengono erogati agli utenti. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza e comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di calcolatori, dei modelli con i quali vengono rappresentate, delle principali architetture di rete e delle relative metodologie di progetto. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper descrivere e progettare l’architettura di una rete LAN e delle sue connessioni ad Internet, nonché dei servizi fondamentali che essa dovrà erogare. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una rete di calcolatori in ambito LAN. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente e mediante l’uso di rappresentazioni schematiche un argomento legato alle Reti di Calcolatori. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze informatiche e matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio nonché visite guidate ad istallazioni di Rete e/o ad aziende operanti sul territorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 93 Contenuto del corso Ore Lez. 4 Ore Eserc. Ore Lab. Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Aspetti hardware e software delle reti. Reti locali (LAN), metropolitane (MAN) e geografiche (WAN). Protocolli di Rete e loro gerarchia. Interfacce e servizi. Modelli di riferimento OSI e TCP/IP Principali protocolli dello strato applicazione. Servizi di Sistema Operativo di Rete. World Wide Web e HTTP, Posta Elettronica: SMTP, MIME, POP e IMAP, Trasferimento File: FTP, Telnet, DNS. Interfaccia di programmazione di applicazioni di rete: Socket. Servizi di trasporto affidabile e non affidabile. Controllo degli errori. Controllo del flusso. Trasporto senza connessione: UDP. Trasporto orientato alla connessione: TCP. Algoritmi di routing. Internetworking. Il livello rete in internet. Il protocollo IP e le sue evoluzioni (IPV6). Indirizzamento IP. Dispositivi attivi di rete: Router. Standard IEEE 802 per LAN e MAN Lo standard IEEE 802.3 Ethernet e le sue evoluzioni. Dispositivi attivi di rete: hub, bridge, repeater. Cenni sui Sistemi di Cablaggio Strutturato. Mezzi trasmissivi. Cavi in Rame. Fibre ottiche. Tecniche di trasmissione. Trasmissione sincrona e asincrona. FDM, TDM, CDMA, SONET-SDH. Commutazione di circuito e di pacchetto. Cenni sul Sistema telefonico globale. Sistemi di Cablaggio Strutturato e relativi standard di realizzazione e documentazione, Strumenti per la progettazione e certificazione dei Sistemi di cablaggio strutturato. Livello Applicazione 4 2 Livello Trasporto Livello Network Livello DataLink 4 2 4 4 2 6 4 2 Livello Fisico 4 2 Progettazione di Reti Locali 6 30 10 10 20 Totale Ore Testi di riferimento B. Forouzan, Reti di Calcolatori e Internet, McGraw-Hill 2008 J. Kurose, K. Ross, Internet e Reti di Calcolatori, Pearson Paravia Italia, 2008 94 RETI: ARCHITETTURE E SERVIZI (9 CFU) Propedeuticità: Fondamenti di Informatica, Calcolatori Elettronici SSD: INF/01 Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Massimo DE SANTO Semestre: I Integrato: No Crediti: 9 Codice: Tipologia: Affine Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si pone l'obiettivo di fornire gli strumenti metodologici ed operativi per una chiara comprensione delle Reti di Calcolatori con particolare riferimento agli aspetti architetturali e di progettazione delle reti stesse ed ai servizi di base che vengono erogati agli utenti. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza e comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di calcolatori, dei modelli con i quali vengono rappresentate, delle principali architetture di rete e delle relative metodologie di progetto. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper descrivere e progettare l’architettura di una rete LAN e delle sue connessioni ad Internet, nonché dei servizi fondamentali che essa dovrà erogare. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una rete di calcolatori in ambito LAN. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente e mediante l’uso di rappresentazioni schematiche un argomento legato alle Reti di Calcolatori. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze informatiche e matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio nonché visite guidate ad istallazioni di Rete e/o ad aziende operanti sul territorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 95 Contenuto del corso Ore Lez. 6 Ore Eserc. Ore Lab. Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Aspetti hardware e software delle reti. Reti locali (LAN), metropolitane (MAN) e geografiche (WAN). Protocolli di Rete e loro gerarchia. Interfacce e servizi. Modelli di riferimento OSI e TCP/IP Principali protocolli dello strato applicazione. Servizi di Sistema Operativo di Rete. World Wide Web e HTTP, Posta Elettronica: SMTP, MIME, POP e IMAP, Trasferimento File: FTP, Telnet, DNS. Interfaccia di programmazione di applicazioni di rete: Socket. Servizi di trasporto affidabile e non affidabile. Controllo degli errori. Controllo del flusso. Trasporto senza connessione: UDP. Trasporto orientato alla connessione: TCP. Algoritmi di routing. Internetworking. Il livello rete in internet. Il protocollo IP e le sue evoluzioni (IPV6). Indirizzamento IP. Dispositivi attivi di rete: Router. Standard IEEE 802 per LAN e MAN Lo standard IEEE 802.3 Ethernet e le sue evoluzioni. Dispositivi attivi di rete: hub, bridge, repeater. Cenni sui Sistemi di Cablaggio Strutturato. Mezzi trasmissivi. Cavi in Rame. Fibre ottiche. Tecniche di trasmissione. Trasmissione sincrona e asincrona. FDM, TDM, CDMA, SONET-SDH. Commutazione di circuito e di pacchetto. Cenni sul Sistema telefonico globale. Sistemi di Cablaggio Strutturato e relativi standard di realizzazione e documentazione, Strumenti per la progettazione e certificazione dei Sistemi di cablaggio strutturato. Livello Applicazione 6 4 Livello Trasporto Livello Network Livello DataLink 6 4 4 6 4 6 6 4 Livello Fisico 6 4 Progettazione di Reti Locali 9 45 20 15 25 Totale Ore Testi di riferimento B. Forouzan, Reti di Calcolatori e Internet, McGraw-Hill 2008 J. Kurose, K. Ross, Internet e Reti di Calcolatori, Pearson Paravia Italia, 2008 96 RETI DI CALCOLATORI: PROTOCOLLI E SISTEMI Cds: Magistrale Ingegneria Informatica Anno: I Docente: Prof. Massimo DE SANTO Semestre: I Integrato: No Codice: Propedeuticità: SSD: INF-01 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si pone l'obiettivo di fornire gli strumenti metodologici ed operativi per una comprensione avanzata delle Reti di Calcolatori con particolare riferimento ai servizi applicativi di tipo multimediale, alla sicurezza ed alla gestione delle reti stesse. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza e comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di calcolatori, dei modelli con i quali vengono rappresentate, delle architetture di rete e delle relative metodologie di progetto in ambito multimediale, di sicurezza e di gestione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper descrivere e progettare l’architettura di una rete destinata ad erogare servizi multimediali in maniera sicura, nonché la definizione delle modalità di gestione della rete stessa. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare una rete di calcolatori in ambito sia LAN che WAN per l’erogazione di servizi multimediali e tenendo conto degli aspetti di sicurezza. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente e mediante l’uso di rappresentazioni schematiche un argomento legato alle Reti di Calcolatori. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze informatiche e matematiche di base nonché una formazione di base sulle reti di calcolatori. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio nonché visite guidate ad istallazioni di Rete e/o ad aziende operanti sul territorio. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 97 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Reti per l’erogazione di servizi multimediali Sicurezza su Rete Contenuti specifici Stato dell’arte delle Reti di Calcolatori. Problematiche legate alla multimedialità, alla sicurezza ed alla gestione. Applicazioni multimediali nel networking. Streaming Audio e Video. Principalli architetture di rete per l’erogazione di servizi multimediali. RTSP, RTP, RSVP. Principi di Crittografia. Integrità. Autenticazione. E-mail sicure. Firewall. Principi di Network Management. SNMP. Principali ambienti hardware e software per il Network Management. Metodi e strumenti per la progettazione avanzata di reti sicure per l’erogazione di servizi multimediali. Ore Lez. 6 Ore Eserc. Ore Lab. 10 5 6 10 5 8 Gestione delle Reti. Principi di Progettazione Avanzata di Reti Totale Ore Testi di riferimento 10 5 6 9 45 5 20 5 25 J. Kurose, K. Ross, Internet e Reti di Calcolatori, 4/e Pearson Paravia Italia, 2008 J. McCabe , Network Analysis, Architecture, and Design 3rd Ed., Elsevier, 2007 98 RETI DI TELECOMUNICAZIONI (5 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Anton Luca ROBUSTELLI (proposta) Semestre: I Propedeuticità: Fondamenti di analisi dei segnali e trasm. 2 SSD: ING-INF/03 Integrato: N Codice: Crediti: 6 Tipologia: Caratt Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di conoscenze sistemistiche nell’ambito delle reti di telecomunicazioni sia fisse che mobili e sia a commutazione di circuito che a commutazione di pacchetto, in grado di consentire attività di analisi e progettazione nell’ambito di architetture di reti di TLC anche complesse. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di telecomunicazioni fisse e mobili, delle architetture di riferimento per la commutazione a circuito e a pacchetto, dei protocolli standard, dei parametri di qualità, delle metodologie di progettazione e dimensionamento. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare le caratteristiche di una specifica architettura di rete per TLC, progettare e dimensionare una sezione di rete di TLC per utenza fissa o mobile in base a determinati requisiti di volumi di traffico, qualità del servizio, costi. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e dimensionare una sezione di rete di telecomunicazioni, ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle reti di telecomunicazioni Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di telecomunicazioni e reti dati. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche e esercitazioni di laboratorio durante le quali vengono assegnate agli studenti, divisi in gruppi di lavoro, delle attività di simulazione da realizzare durante tutto lo svolgimento del corso in riferimento a specifiche configurazioni di rete. Tali attività tendono tra l’altro a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante valutazione di un elaborato progettuale e colloquio orale. 99 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Principi di telefonia a commutazione di circuito Contenuti specifici Storia delle reti di telecomunicazione. Principi e cenni sul mercato delle tlc. Trend futuri. Applicazioni. Gerarchia della rete telefonica. Conversioni analogico/digitali e reti telefoniche digitali. Trasmissione analogica. Concentrazione e multiplazione. Segnalazione su reti PSTN a canale comune e a canale associato. Accesso analogico. Digitalizzazione della voce. Telefonia numerica asincrona (gerarchia PDH) e sincrona (SONET, gerarchia SDH, apparati e reti SDH). Commutazione a divisione di spazio e a divisione di tempo. Telefonia su IP. Tempi di ritardo/latenza. Jitter. Perdita di pacchetti. Attivita’ vocale. Cenni ai protocolli di trasporto TCP, UDP, RTP. Qualita’ del servizio. Reti backbone. Segnalazione su IP. Il protocollo SIP.. Il processo di standardizzazione 3G. Architettura di rete 3G. Gestione delle risorse. Accesso radio. Elementi di propagazione. Interferenza. Modellazione del canale. Interfaccia aria. Canali downlink e uplink. Procedure di accesso casuale. Strategie di handover. Tecniche di diversità. Controllo della potenza. Core network UMTS: architettura, entità di rete (MSC/VLR, HLR/AUC/EIR, SGSN, GGSN). Gestione della mobilità. Gestione dI sessioni a commutazione di circuito. Gestione di sessioni a commutazione di pacchetto: modelli a stati. L’accesso WCDMA. Core Network. Strategie di soft handover. Elementi di codifica in UMTS. Evoluzione da GSM ad UMTS. Comunicazione radio UMTS. Principi di VoIP e descrizione del sottosistema IMS. Introduzione alla sicurezza nelle reti di TLC Protocollo SIP. Protocollo SDP. Architettura IMS. Sip Application Server. Modello di instaurazione della sessione. Qualità di servizio. Scenari di chiamata. Registrazione a livello applicativo. Interlavoro IMS- reti tradizionali. Criteri di filtraggio. Servizi di Presence e Instant Messaging. Sicurezza. Ore Lez. 2 Ore Lab. 8 2 Reti di telefonia su IP 4 2 Reti mobili di seconda generazione 8 2 Reti mobili di terza generazione 10 2 Sottosistema IP multimedia Totale Ore 8 2 40 10 Testi di riferimento Bellamy – Digital Telephony – ed. John Wiley & Sons Inc J. Walrand, P. Varaiya, High Performance Communication Networks, Second Edition, ed. Morgan- Kaufmann, 2000. M. Mouley, M.B. Pautet, The GSM System for Mobile Communications, Telecom Publishing, 1992 H. Kaaranen et al. - UMTS Networks, Architecture, mobility and services, ed. Wiley G. Camarillo et al. - The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, ed. Wiley 100 RETI DI TELECOMUNICAZIONI (9 CFU) Cds: Ingegneria Informatica (Laurea Magistrale) Anno: II Docente: Da designare Semestre: I Integrato: N Propedeuticità: Crediti: 9 Codice: SSD: ING-INF/03 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di conoscenze sistemistiche nell’ambito delle reti di telecomunicazioni sia fisse che mobili e sia a commutazione di circuito che a commutazione di pacchetto, in grado di consentire attività di analisi e progettazione nell’ambito di architetture di reti di TLC anche complesse. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle reti di telecomunicazioni fisse e mobili, delle architetture di riferimento per la commutazione a circuito e a pacchetto, dei protocolli standard, dei parametri di qualità, delle metodologie di progettazione e dimensionamento. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare le caratteristiche di una specifica architettura di rete per TLC, progettare e dimensionare una sezione di rete di TLC per utenza fissa o mobile in base a determinati requisiti di volumi di traffico, qualità del servizio, costi. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e dimensionare una sezione di rete di telecomunicazioni, ed ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle reti di telecomunicazioni Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di telecomunicazioni e reti dati. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche e esercitazioni di laboratorio durante le quali vengono assegnate agli studenti, divisi in gruppi di lavoro, delle attività di simulazione da realizzare durante tutto lo svolgimento del corso in riferimento a specifiche configurazioni di rete. Tali attività tendono tra l’altro a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in gruppo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante valutazione di un elaborato progettuale e colloquio orale. 101 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Principi di telefonia a commutazione di circuito Contenuti specifici Storia delle reti di telecomunicazione. Principi e cenni sul mercato delle tlc. Trend futuri. Applicazioni. Gerarchia della rete telefonica. Conversioni analogico/digitali e reti telefoniche digitali. Trasmissione analogica. Concentrazione e multiplazione. Multiplazione FDM. Segnalazione su reti PSTN a canale comune e a canale associato. Accesso analogico. Digitalizzazione della voce. Multiplazione TDM e sistema E-1. Telefonia numerica asincrona (gerarchia PDH) e sincrona (SONET, gerarchia SDH, apparati e reti SDH). Commutazione a divisione di spazio e a divisione di tempo. Telefonia su IP. Tempi di ritardo/latenza. Jitter. Perdita di pacchetti. Attivita’ vocale. Cenni ai protocolli di trasporto TCP, UDP, RTP. Qualita’ del servizio. Funzioni all’edge. Reti backbone. Segnalazione su IP. Il protocollo SIP. Applicazioni e servizi. Il processo di standardizzazione 3G. Architettura di rete 3G (UTRAN e Core Network). Gestione delle risorse. Accesso radio WCDMA. Elementi di propagazione. Interferenza. Modellazione del canale. Interfaccia aria. Canali downlink e uplink. Procedure di accesso casuale. Entità di rete UTRAN (Base Station, RNC). Strategie di handover. Tecniche di diversità. Controllo della potenza. Core network UMTS: architettura, entità di rete (MSC/VLR, HLR/AUC/EIR, SGSN, GGSN). Gestione della mobilità. Gestione dI sessioni a commutazione di circuito. Tariffazione. Gestione di sessioni a commutazione di pacchetto: modelli a stati. L’accesso WCDMA. Core Network. Strategie di soft handover. Elementi di codifica in UMTS. Evoluzione da GSM ad UMTS. Comunicazione radio UMTS. Principi di VoIP e descrizione del sottosistema IMS. Introduzione alla sicurezza nelle reti di TLC Protocollo SIP. Entità logiche SIP Proxy. Modello di comunicazione SIP (indirizzamento, richiesta, risposta, registrazione). Protocollo SDP. Architettura IMS: nodi P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, HSS, BGCF, MRF. Sip Application Server. Modello di instaurazione della sessione. Qualità di servizio. Identità di utente pubbliche e private. Scenari di chiamata. Registrazione a livello applicativo. Interlavoro IMS- reti tradizionali. Criteri di filtraggio. Tariffazione. Servizi di Presence e Instant Messaging. Sicurezza. Ore Lez. 2 Ore Lab. 12 4 Reti di telefonia su IP 10 4 Reti mobili di seconda generazione 14 6 Reti mobili di terza generazione 18 4 Sottosistema IP multimedia 14 2 Totale Ore 70 20 Testi di riferimento Bellamy – Digital Telephony – ed. John Wiley & Sons Inc J. Walrand, P. Varaiya, High Performance Communication Networks, Second Edition, ed. Morgan- Kaufmann, 2000. M. Mouley, M.B. Pautet, The GSM System for Mobile Communications, Telecom Publishing, 1992 H. Kaaranen et al. - UMTS Networks, Architecture, mobility and services, ed. Wiley G. Camarillo et al. - The 3G IP Multimedia Subsystem (IMS): Merging the Internet and the Cellular Worlds, ed. Wiley 102 RETI LOGICHE Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: dr. A. Della Cioppa Semestre: I Integrato: Propedeuticità: Fondamenti di informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso introduce allo studio dell’organizzazione e della progettazione dei componenti hardware dei sistema digitali. In particolare, l’insegnamento inserisce nell’ambito della teoria della commutazione gli argomenti relativi alle reti logiche, fornendo le metodologie e gli strumenti per l’analisi e la sintesi delle reti logiche a vari livelli di complessità. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Metodologie di progettazione di reti logiche. Tecniche di sintesi di sistemi logici. Comprensione degli aspetti fondamentali della teoria della commutazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Progettare circuiti logici. Valutare le caratteristiche dei principali circuiti logici disponibili in commercio. Uso di sistemi CAD per il disegno e la simulazione di circuiti e sistemi logici. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper valutare gli aspetti di organizzazione e di progettazione dei sistemi d'elaborazione hardware. Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare circuiti logici. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle metodologie di progettazione delle reti logiche. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Fondamenti di Informatica. Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze informatiche e matematiche di base, con particolare riferimento all’architettura dei calcolatori elettronici e alle strutture algebriche, rispettivamente. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di circuiti logici partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Le attività di laboratorio sono finalizzate alla implementazione al calcolatore di circuiti logici - le cui specifiche sono proposte dagli/dalle allievi/e – mediante l’uso di strumenti CAD di ausilio alla progettazione. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 103 Contenuto del corso Argomenti Concetti di Base Algebra booleana Reti combinatorie Reti sequenziali Contenuti specifici Informazione e sua rappresentazione. Le algebre booleane. Le espressioni binarie. Le funzioni binarie. La minimizzazione in forma grafica e in forma tabellare. L'analisi e la sintesi delle reti combinatorie, Latch, Flip-Flop. Modelli e modalità di funzionamento delle reti sequenziali sincrone, La progettazione delle reti sequenziali sincrone Reti sequenziali e automi a stati finiti, La rappresentazione degli automi a stati finiti. La minimizzazione degli stati interni di un automa. Le trasformazioni Mealy-Moore e Moore-Mealy. Dispositivi programmabili: ROM e PLA Introduzione al VHDL. Descrizione e Costrutti. Ore Ore Ore Lez. Eserc. Lab. 2 6 8 8 2 2 4 2 Automi a stati finiti Logiche programmabili Introduzione al linguaggio VHDL Totale Ore 8 4 4 40 4 2 2 14 2 6 Testi di riferimento F. Fummi, M. G. Sami, C. Silvano: Progettazione digitale, II edizione, McGraw-Hill Italia, 2007. 104 SISTEMI DI AUTOMAZIONE DISTRIBUITA Numero di Crediti: Docente: Collocazione: Propedeuticità: 3 Francesco Basile Laurea, III Anno – Curriculum Sistemi Informativi, II semestre Tecnologie Informatiche dei Sistemi di Controllo Finalità del corso Fornire le competenze per la progettazione di un sistema di controllo distribuito. Nel corso vengono approfonditi gli aspetti dello standard internazionale IEC 61131 per la programmazione dei dispositivi di controllo e le tecnologie di maggior impiego nel settore, con particolare riferimento all’impiego delle reti per l’automazione. Vengono poi illustrati i sistemi SCADA, DCS e MES che rappresentano le più comuni applicazioni di controllo distribuito. Infine la presentazione delle metodologie per la progettazione di algoritmi di controllo logico/sequenziale e la problematiche relative alla loro implementazione completa l’insieme delle metodologie per la progettazione dei sistemi di controllo distribuito. Programma Programmazione dei dispositivi di controllo distribuito (4h) esercitazioni 35% Richiami sullo standard internazionale IEC 61131. Aspetti dello standard riguardanti i sistemi di controllo distribuiti. Controllo distribuito (12h) esercitazioni 10% Sistemi di produzione integrata. Reti per l’automazione. Sistemi per il controllo di supervisione (SCADA) e l’acquisizione di dati. Sistemi per l’esecuzione della produzione (MES). Sistemi di controllo distribuito (MES). Progettazione dei sistemi di controllo distribuito (14h) esercitazioni 50% Esempi di architetture di controllo. Ciclo di sviluppo di un sistema di automazione distribuito. Esempi di progettazione di un sistema di automazione distribuito. Competenze e capacità in uscita dal corso Competenze relative a: Capacità di: Tecnologie dei sistemi di controllo Progettare, configurare e programmare un distribuito per l’automazione sistema di automazione distribuito. Modalità di svolgimento dell’esame L’esame consta di una prova scritta ed un colloquio orale. Testi e materiale didattico di supporto P. Chiacchio, F. Basile, “Tecnologie informatiche per l’automazione”, McGraw-Hill, 2004, ISBN 88386-6147-2. Dispense integrative e problemi forniti sulla pagina web del docente accessibile dal sito web dipartimentale http://www.diiie.unisa.it 105 SISTEMI DI ELABORAZIONE Cds: Laurea Magistrale Anno: I Docente: Prof. Angelo MARCELLI Semestre: Integrato: No Codice: Propedeuticità: nessuna SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso presenta aspetti avanzati delle soluzioni architetturali utilizzate in processori commercialmente disponibili per migliorarne le prestazioni. L’analisi e’ condotta mediante il confronto sistematico tra i modelli e le diverse implementazioni proposte dai costruttori. Particolare enfasi e’ data alle scelte architetturali di supporto al sistema operativo. Il corso e’ completato da una parte relativa al dimensionameno degli impianti di elaborazione. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli aspetti avanzati delle architetture dei calcolatori, dell’interfaccia hardware/software, del supporto architetturale al sistema operativo, dell’impatto delle soluzioni architetturali sulle prestazioni. Conoscenza delle metodologie per il dimensionamento degli impianti di elaborazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper valutare l’impatto delle diverse soluzioni architetturali sulle prestazioni dei sistemi di elaborazione, saper dimensionare impianti di elaborazione Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere ed integrare soluzioni tecnologiche proposte in letteratura per ottenere sistemi di prestazioni assegnate. Individuare i trend metodologici e tecnologici delle architetture dei sistemi di elaborazione. Dimensionamento di impianti di elaborazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo, documentare il lavoro svolto in forma scritta e comunicare oralmente i risultati della propria attivita’ . Capacità di apprendere (learning skills) Saper valutare le soluzioni tecnologiche proposte nella letteratura specializzata. Prerequisiti Organizzazione di un sistema di elaborazione, parametri prestazionali delle unita’ componenti, progettazione di circuiti logici. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità specifiche, delle capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti progettano e realizzano soluzioni architetturali attraverso l’uso di simulatori. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avviene mediante un colloquio orale e la valutazione dell’elaborato di progetto svolto in laboratorio. nel corso del quale errà mediante una prova scritta e la valutazione dell’elaborato di progetto. Nel corso del colloquio l’allievo/a dovra’ presentare e discutere un articolo scientifico su tematiche attinenti gli argomenti del corso 106 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Prestazioni dei sistemi di elaborazione - Complessita’ computazionale e architettura del sistema di elaborazione – Ridondanza e parallelismo. Prestazioni – Esecuzione in pipeline – Conflitti – Gestione dei salti – Interruzioni ed eccezioni - Pipeline con unita multiciclo –Conflitti di controllo in pipeline multiciclo La memoria cache: metodi di mapping, algoritmi di rimpiazzamento, coerenza, prestazioni – La memoria virtuale: paginazione e segmentazione, gestione della pagine e dei segmenti, algoritmi di rimpiazzamento, tabella delle pagine e TLB, prestazioni – Memory Management Unit Processori superscalari – Esecuzione fuori ordine: il completamento. – Completamento in ordine. Metodo del Reordering Buffer – Metodo dell’History Buffer Cenni storici – Allocazione dei bus – Il chipset – Standardizzazione dei bus: SCSI, PCI, USB. Cenni storici - Classificazione della architetture parallele - Reti di interconnessione – Organizzazione della memoria – Coerenza delle cache – Valutazione delle prestazioni: legge di Amdhal – Cenni sulla programmazione parallela Il ciclo di vita di un impianto informatico. Proprietà e metriche per valutare la qualità di un sistema informatico. Modelli per l’ingegneria delle prestazioni: modelli markoviani, il modello a reti di code. Casi di studio: Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Pipeline 8 6 4 Gerarchia di memoria 8 6 4 CPU Bus Sistemi di grandi dimensioni 6 8 4 10 2 4 Impianti di elaborazione Totale Ore 12 54 14 16 Testi di riferimento D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer organization and design – The hardware/software interface, 2nd editino, Morgan Kaufmann, 1999 D. A. Menascè. V. A. F. Almeida, L. W. Dowdy: “Performance by Design: Computer Capacity Planning by Example”, Prentice Hall PTR, 2004. Materiali disponibili sul sito del docente accessibile dall’indirizzo http://nclab.diiie.unisa.it 107 SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE Propedeuticità: Fondamenti di Analisi dei segnali e trasm. 2 SSD: ING-INF/03 Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Integrato: No Codice: 0610700030 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Semestre: II Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire elementi di base utili come supporto alle decisioni relative ad acquisizioni di servizi e sistemi di telecomunicazione in ambiti aziendali. Il corso ha carattere essenzialmente informativo. Sono programmate attività esercitative e di familiarizzazione (visite ad aziende ed impianti) nella percentuale del 20%. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione delle tecniche e familiarizzazione con le terminologie utilizzate nell’ambito delle telecomunicazioni, dei sistemi, dei protocolli e degli scenari di rete. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare sistemi di telecomunicazione. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sistema di telecomunicazione. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle telecomunicazioni. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base sulle comunicazioni elettriche. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula per familiarizzare con i metodi di analisi e valutazione dei sistemi di telecomunicazione. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 108 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Architettura. Sistemi di commutazione a divisione di spazio. Switch multistadio. Complessita’ dello switch, Condizione di non blocco. Minimizzazione dello switch. Time-Division switching. Time switching puro. Switch bidimensionale spazio-tempo. Complessita’ degli elementi di commutazione. Switch multistadio Spazio-Tempo. Esempi di switch spazio-temporali. Trattamento della chiamata. Scenario di una chiamata entrante, uscente, terminale. Tassazione. Misure. Manutenzione dell’autocommutatore. Segnalazione a canale comune (CCS). ISDN: Accesso Base, Accesso Primario, Customer Premises Network e modello di riferimento, TA, TE, NT1, NT2. Rete intelligente: Motivazione e architettura. Protocolli. Scenari di chiamata. Servizi. Numero verde. Centrex. Chiamata con carta di credito. Number Portability. Hot Billing. Internet Call Waiting. Rete di accesso e sua evoluzione. Protocollo IP e TCP. Servizio CO e CL. Rete Internet. Motivazione. Architettura. Codifica vocale. Tempi di latenza. Il problema dell’eco. Perdita dei pacchetti. Funzioni del Gateway e del Gatekeeper. Protocolli H323 e SIP. Interlavoro con SS7. Scenari di chiamata. Decomposizione del Gateway. Comunicazione interdominio e problematica del Clearinghouse Architettura del sistema radiomobile GSM. MSC, VLR, HLR, BSS e BTS. Scenario di chiamata. Ore Lez. Telefonia a commutazione di circuito 28 Telefonia a commutazione di pacchetto 22 Sistemi radiomobili Totale Ore 10 60 Testi di riferimento John Bellamy, Digital Telephony, 2nd edition, John Wiley & Sons Inc. G. Kessler, P. Southwick, Guida a ISDN, Mc Graw Hill Italia Achille Pattavina, Reti di Telecomunicazioni, McGraw-Hill, per le reti a pacchetto e ATM. U. Black, Voice Over IP, Prentice Hall PTR Dispense di formazione e addestramento interno di industrie manifatturiere. F. Grimaldi, V. Zingarelli, Sistemi radiomobili cellulari, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, per la rete radiomobile e GSM 109 SISTEMI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI ( 6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Antonio PICCOLO Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-IND/33 Crediti: 6 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la progettazione di sistemi programmabili per il controllo di sistemi per la produzione industriale e di introdurre metodologie tradizionali e innovative per la supervisione e il controllo di sistemi civili e industriali. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dei sistemi per la produzione industriale, dei modelli concettuali, delle metodologie di progetto dei sistemi di controllo in ambito civile e industriale. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un sistema di regolazione e controllo per applicazioni civili e industriali integrando le tecniche di controllo apprese e le tecnologie adatte a realizzarlo. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati di progettazione dei sistemi di controllo per ambiente civile e industriale scegliendo la tecnologia più adatta e discriminando tra metodologie tradizionali, innovative o ibride. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai sistemi e alle tecnologie per gli impianti industriali e civili. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti, anche in lingua inglese. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica e fisica di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende i contenuti dell’insegnamento relativi alla progettazione di un sistemi di regolazione e controllo per uso civile o industriali, facendo uso delle tecniche di controllo tradizionali, innovative o ibride. A tale scopo alcune ore di laboratorio vengono dedicate all’addestramento degli studenti all’utilizzo di pacchetti software per la progettazione assistita da calcolatore. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale durante la quale sarà valutato anche l’elaborato progettuale. 110 Contenuto del corso Argomenti Generalità sui processi industriali Metodologie di controllo tradizionali per l’automazione Sistemi elettronici per la produzione industriale Contenuti specifici Classificazione dei processi industriali: flessibilità ed efficienza produttiva. Sistemi di produzione CIM. Richiami sui sistemi di controllo classico. Richiami sui sistemi di controllo digitale ed adattativo. Interfacciamento dei sistemi elettronici con il processo industriale: sensori e trasduttori, motori a passo, motori a magneti permanenti, motori asincroni. Sistemi a microprocessore per la supervisione e il controllo di macchine. Architettura fisica dei PLC, cicli di scansione, Linguaggio a contatti. Linguaggi evoluti: GRAFCET, Instruction List, Sequential Block, Structured Text. Sistemi di controllo a logica fuzzy e ad agenti software. Caratteristiche delle reti di comunicazione per ambiente industriale. Protocollo MAP, WorldFip, Modbus, Profibus DP, FMS, FDL, CAN. Energia e Risparmio energetico. Caratterizzazione dei carichi elettrici in ambiente civile. Il ruolo dell’automazione nella gestione del sistema elettrico. Ore Lez. 3 Ore Eserc. Ore Lab. 3 3 12 4 Sistemi e logica programmabile Sistemi di controllo e regolazione innovativi Reti di comunicazione industriale Sistemi domotici Totale Ore Testi di riferimento 6 3 3 8 6 3 6 38 15 7 G. Olsson, G. Piani, Computer systems for automation and control, Prantice Hall. L. Busti, C. De Nard, Gli Edifici Intelligenti, Tecniche Nuove. M. J. Usher, Sensori e Trasduttori, Tecniche Nuove. E. Grassani, Automazione Industriale, Delfino. M. G.Singh, J. P. Elloy, R. Mezencev, N. Munro: Applied industrial control - Vol. I, Pergamon Press. G. G. Seip, EIB:lo standard per la gestione ed il controllo degli edifici, Tecniche nuove. Appunti del corso. 111 SISTEMI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI (9 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Antonio PICCOLO Semestre: I Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-IND/33 Crediti: 9 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la progettazione di sistemi programmabili per il controllo di sistemi per la produzione industriale e di introdurre metodologie tradizionali e innovative per la supervisione e il controllo di sistemi civili e industriali. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dei sistemi per la produzione industriale, dei modelli concettuali, delle metodologie di progetto dei sistemi di controllo in ambito civile e industriale. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare un sistema di regolazione e controllo per applicazioni civili e industriali integrando le tecniche di controllo apprese e le tecnologie adatte a realizzarlo. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati di progettazione dei sistemi di controllo per ambiente civile e industriale scegliendo la tecnologia più adatta e discriminando tra metodologie tradizionali, innovative o ibride. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai sistemi e alle tecnologie per gli impianti industriali e civili. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti, anche in lingua inglese. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di matematica e fisica di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende i contenuti dell’insegnamento relativi alla progettazione di un sistemi di regolazione e controllo per uso civile o industriali, facendo uso delle tecniche di controllo tradizionali, innovative o ibride. A tale scopo alcune ore di laboratorio vengono dedicate all’addestramento degli studenti all’utilizzo di pacchetti software per la progettazione assistita da calcolatore. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale durante la quale sarà valutato anche l’elaborato progettuale. 112 Contenuto del corso Argomenti Generalità sui processi industriali Metodologie di controllo tradizionali per l’automazione Sistemi elettronici per la produzione industriale Contenuti specifici Classificazione dei processi industriali: flessibilità ed efficienza produttiva. Sistemi di produzione CIM. Richiami sui sistemi di controllo classico. Richiami sui sistemi di controllo digitale ed adattativo. Interfacciamento dei sistemi elettronici con il processo industriale: sensori e trasduttori, motori a passo, motori a magneti permanenti, motori asincroni. Sistemi a microprocessore per la supervisione e il controllo di macchine. Architettura fisica dei PLC, cicli di scansione, Linguaggio a contatti. Linguaggi evoluti: GRAFCET, Instruction List, Sequential Block, Structured Text. Sistemi di controllo a logica fuzzy e ad agenti software. Caratteristiche delle reti di comunicazione per ambiente industriale. Protocollo MAP, WorldFip, Modbus, Profibus DP, FMS, FDL, CAN. Energia e Risparmio energetico. Caratterizzazione dei carichi elettrici in ambiente civile. Il ruolo dell’automazione nella gestione del sistema elettrico. Ore Lez. 4 Ore Eserc. Ore Lab. 4 6 16 8 Sistemi e logica programmabile Sistemi di controllo e regolazione innovativi Reti di comunicazione industriale Sistemi domotici Totale Ore Testi di riferimento 8 6 6 10 10 4 8 54 22 14 G. Olsson, G. Piani, Computer systems for automation and control, Prantice Hall. L. Busti, C. De Nard, Gli Edifici Intelligenti, Tecniche Nuove. M. J. Usher, Sensori e Trasduttori, Tecniche Nuove. E. Grassani, Automazione Industriale, Delfino. M. G.Singh, J. P. Elloy, R. Mezencev, N. Munro: Applied industrial control - Vol. I, Pergamon Press. G. G. Seip, EIB:lo standard per la gestione ed il controllo degli edifici, Tecniche nuove. Appunti del corso. 113 SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI (6 CFU) Cds: Laurea in Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Matteo GAETA Semestre: Propedeuticità: Basi di dati SSD: ING-INF/05 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Integrato: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Introdurre ed approfondire le conoscenze del mondo dei sistemi informativi aziendali, attraverso una vision dettagliata sull’evoluzione del business nella società della conoscenza, sulle varie componenti dei sistemi operazionali, sui sistemi informazionali e sulla gestione dei progetti software. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’informatica aziendale, dei sistemi informativi, dei sistemi operazionali e informazionali, del project management. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare, definire, progettare e realizzare un Sistema Informativo Aziendale. Essere in grado di gestire un progetto software la pianificazione e le attività di progetto. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper stimare tempi, sforzi/costi di un progetto software sui sistemi informativi aziendali; gestire la qualità e migliorare i processi. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed essere in grado di gestire persone e team di lavoro, esporre oralmente argomenti relativi ai sistemi informativi aziendali sia a specialisti del settore che a non specialisti. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze relative alle basi di dati e nozioni sui sistemi informativi. Metodi didattici Il corso si caratterizza per una impostazione dinamica, ricca di casi di studio, per la parte relativa ai sistemi informativi operazionali ed innovativa per quanto riguarda i sistemi informazionali ed in particolare i sistemi di data mining. In merito al project management fornisce inoltre conoscenze fondamentali per la gestione dei progetti software nella realizzazione di Sistemi Informativi Aziendali dedicando particolare attenzione agli aspetti relativi alle attività di gestione, pianificazione e tempistica, gestione del rischio, gestione delle persone, stima dei costi, al miglioramento dei processi, alla gestione della qualità e delle configurazioni. Metodi di valutazione L’esame si articola in una prova pratica ed in un colloquio orale. La prova pratica consiste nella redazione di uno studio approfondito su specifiche tematiche metodologiche e/o tecnologiche rilevanti per il mondo dei sistemi informativi aziendali. Le tematiche oggetto di studio saranno indicate durante il corso. Il colloquio orale prevede anche una presentazione dei risultati dello studio effettuato. 114 Contenuto del corso Argomenti L’informatica aziendale Progetti per la realizzazione di un SIA Il sistema informativo e la sua scomposizione ERP Contenuti specifici Evoluzione del business, concetti generali, strategie aziendali Problematiche di gestione di progetti per la realizzazione di un Sistema Informativo Aziendale (SIA) Struttura dei sistemi informativi, sistemi operazionali, sistemi informazionali (data warehousing, data mining e business intelligence) I sistemi operazionali di base, gli ERP per area amministrativa, area logistica, area vendite (Sales Force Management), area acquisti e area produttiva: obiettivi, strutture di base, procedure e flussi evoluti I sistemi di supporto primario all’ERP, estensioni dell’ERP con particolare riferimento ai sistemi di gestione clienti (CRM), di e-commerce e di gestione della Supply Chain (SCM), sistemi tecnici, sistemi di ufficio/organizzazione Introduzione ai sistemi di data mining, processo di mining dei dati, statistiche elementari e analisi relative, meccanismi di classificazione, predizione e clustering, aree di applicazione. Ore Lez. 6 8 5 Ore Eserc. Ore Lab. 3 3 16 9 I sistemi operazionali complementari 4 2 Data Mining Totale Ore 3 40 1 20 Testi di riferimento Sistemi Informativi Aziendali (struttura e applicazioni); Maurizio Pighin e Anna Marzona; Pearson Italia Ingegneria del Software 8° Edizione; Sommerville Jan; Pearson Sistemi Informativi per l’impresa digitale; G. Bracchi, C. Francalanci e G. Motta; McGraw-Hill Sistemi Informativi Aziendali; Stephen Haag, Maeve Cummings, Donald J.McCubbrey; McGraw-Hill Sul sito del docente è inoltre disponibile materiale didattico integrativo. Durante le prime lezioni verranno fornite ulteriori indicazioni sui testi di riferimento e su eventuale materiale didattico da adottare. 115 SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI (9 CFU) Cds: Laurea Magistrale Anno: II Docente: Prof. Matteo GAETA Semestre: I Propedeuticità: SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Integrato: Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Introdurre ed approfondire le conoscenze del mondo dei sistemi informativi aziendali, attraverso una vision dettagliata sull’evoluzione del business nella società della conoscenza, sulle varie componenti dei sistemi operazionali, sui sistemi informazionali e sulla gestione dei progetti software. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’informatica aziendale, dei sistemi informativi, dei sistemi operazionali e informazionali, del project management. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper analizzare, definire, progettare e realizzare un Sistema Informativo Aziendale. Essere in grado di gestire un progetto software la pianificazione e le attività di progetto. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper stimare tempi, sforzi/costi di un progetto software sui sistemi informativi aziendali; gestire la qualità e migliorare i processi. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed essere in grado di gestire persone e team di lavoro, esporre oralmente argomenti relativi ai sistemi informativi aziendali sia a specialisti del settore che a non specialisti. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze relative alle basi di dati e nozioni sui sistemi informativi. Metodi didattici Il corso si caratterizza per una impostazione dinamica, ricca di casi di studio, per la parte relativa ai sistemi informativi operazionali ed innovativa per quanto riguarda i sistemi informazionali ed in particolare i sistemi di data mining. In merito al project management fornisce inoltre conoscenze fondamentali per la gestione dei progetti software nella realizzazione di Sistemi Informativi Aziendali dedicando particolare attenzione agli aspetti relativi alle attività di gestione, pianificazione e tempistica, gestione del rischio, gestione delle persone, stima dei costi, al miglioramento dei processi, alla gestione della qualità e delle configurazioni. Metodi di valutazione L’esame si articola in una prova pratica ed in un colloquio orale. La prova pratica consiste nella redazione di uno studio approfondito su specifiche tematiche metodologiche e/o tecnologiche rilevanti per il mondo dei sistemi informativi aziendali. Le tematiche oggetto di studio saranno indicate durante il corso. Il colloquio orale prevede anche una presentazione dei risultati dello studio effettuato. 116 Contenuto del corso Argomenti L’informatica aziendale Progetti per la realizzazione di un SIA Il sistema informativo e la sua scomposizione ERP Contenuti specifici Evoluzione del business, concetti generali, strategie aziendali Problematiche di gestione di progetti per la realizzazione di un Sistema Informativo Aziendale (SIA) Struttura dei sistemi informativi, sistemi operazionali, sistemi informazionali (data warehousing, data mining e business intelligence) I sistemi operazionali di base, gli ERP per area amministrativa, area logistica, area vendite (Sales Force Management), area acquisti e area produttiva: obiettivi, strutture di base, procedure e flussi evoluti I sistemi di supporto primario all’ERP, estensioni dell’ERP con particolare riferimento ai sistemi di gestione clienti (CRM), di e-commerce e di gestione della Supply Chain (SCM), sistemi tecnici, sistemi di ufficio/organizzazione Introduzione ai sistemi di data mining, processo di mining dei dati, statistiche elementari e analisi relative, meccanismi di classificazione, predizione e clustering, aree di applicazione. Ore Lez. 8 14 10 Ore Eserc. Ore Lab. 5 3 22 14 I sistemi operazionali complementari 6 2 Data Mining Totale Ore 5 60 1 30 Testi di riferimento Sistemi Informativi Aziendali (struttura e applicazioni); Maurizio Pighin e Anna Marzona; Pearson Italia Ingegneria del Software 8° Edizione; Sommerville Jan; Pearson Sistemi Informativi per l’impresa digitale; G. Bracchi, C. Francalanci e G. Motta; McGraw-Hill Sistemi Informativi Aziendali; Stephen Haag, Maeve Cummings, Donald J.McCubbrey; McGraw-Hill Sul sito del docente è inoltre disponibile materiale didattico integrativo. Durante le prime lezioni verranno fornite ulteriori indicazioni sui testi di riferimento e su eventuale materiale didattico da adottare. 117 SISTEMI OPERATIVI E SISTEMI EMBEDDED Docente: Prof. Giuseppe Boccignone Semestre: Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Integrato: no Codice: Propedeuticità: Calcolatori Elettronici SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’acquisizione di competenze sulle principali funzioni di un sistema operativo moderno, sull’uso della shell e sulle funzioni di un sistema operativo usato in un sistema embedded. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Conoscenza delle funzioni svolte da un sistema operativo moderno, con particolare riferimento alla gestione dei processi, della memoria, delle periferiche e dei file, e comprensione delle tecniche di base di implementazione di tali funzioni. Conoscenza delle problematiche fondamentali dei sistemi embedded e delle specificità dei sistemi operativi per tali sistemi. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Utilizzare le funzioni di un sistema operativo moderno attraverso programmi realizzati usando il linguaggio C e la shell. Sviluppare applicazioni su sistemi embedded basati sulla piattaforma Linux. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper valutare l’impatto sulle applicazioni delle caratteristiche del sistema operativo adottato. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato ai sistemi operativi. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesta la conoscenza del linguaggio C, e dell’architettura e del funzionamento di un processore. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare utilizzando i contenuti dell’insegnamento. Il progetto è strumentale, oltre all’acquisizione delle competenze e abilità sui contenuti dell’insegnamento, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano il progetto assegnato utilizzando il sistema operativo Linux su sistemi embedded. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante la realizzazione di un elaborato e un colloquio orale. 118 Contenuto del corso Argomenti Contenuti specifici Introduzione storica all'evoluzione dei sistemi operativi. Le principali famiglie di sistemi operativi attuali. Introduzione alla famiglia Unix e a Linux. Il modello a strati del sistema operativo. I sistemi embedded basati su Linux. Caratteristiche generali di una shell. Shell grafiche (GUI) e a linea di comando. La shell bash. Il login e la gestione di utenti e password. Accesso remoto e SSH. Script di shell. Variabili di ambiente. Path. Comandi per la gestione dei file. Redirezione dell'I/O. Strutture di controllo (selezione e iterazione). Pipes e processi in background. Comandi per la gestione dei processi e dei job. Il comando find. Le espressioni regolari e i comandi grep e sed. Caricamento del sistema operativo. Caricamento e configurazione di Linux in un sistema embedded. Il boot loader U-Boot. Caricamento da memoria flash e caricamento da rete. Installazione e configurazione di un cross-compiler e di un SDK. Personalizzazione e compilazione del kernel Linux. Compilazione e installazione delle applicazioni. Debug remoto con GDB. Il concetto di processo e la multiprogrammazione. Stati di un processo. Scheduling. Priorità. Gestione dei processi in modalità batch, timesharing e real time. La gestione dei processi in Unix. I thread. La sincronizzazione. Gestione dei processi nei sistemi embedded. I problemi nella gestione della memoria: rilocazione, protezione dei processi. Segmentazione della memoria. Swapping. Caricamento dinamico. Il modello della memoria in un processo Unix. La memoria virtuale. La MMU. Paging. Gestione della memoria nei sistemi embedded. Astrazione e virtualizzazione delle periferiche. I driver. Caricamento dinamico dei driver. Il file system. Partizioni e volumi. Sistemi RAID. Allocazione dello spazio su disco. Gestione dei file. Gestione delle directory. Journalling. Controllo di accesso: permessi e ACL. File system di rete. Esempi di file systems disponibili nei sistemi Unix. I permessi dei file sotto Unix. Il sistema NFS. Gestione delle periferiche e dei file nei sistemi embedded. Dischi a stato solido. Il sistema JFFS2. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. Introduzione al corso 2 L’interfaccia utente e l’interprete dei comandi 10 4 4 Il boot loader Strumenti di sviluppo per sistemi embedded Il nucleo e la gestione dei processi 4 4 6 2 6 10 4 4 La gestione della memoria 6 2 4 L’input/outpu t e la gestione dei file 8 4 6 Totale Ore Testi di riferimento Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi: concetti ed esempi, Addison-Wesley, 2006. Dispense aggiuntive fornite dal docente 46 16 28 119 SISTEMI RADIOMOBILI (6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Vincenzo Matta Semestre: II Integrato: Propedeuticità: FAST 2 SSD: ING-INF/03 Crediti: 6 Tipologia: Caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione dei sistemi radiomobili per le telecomunicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei modelli astratti, logici e fisici dei moderni sistemi radiomobili, della inerente terminologia, e delle relative metodologie di progetto e sviluppo. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare ed analizzare i sistemi di comunicazione radiomobili. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper selezionare i metodi più appropriati per progettare ed analizzare i sistemi di comunicazione radiomobili. In particolare, saper individuare le principali peculiarità (es., accesso multiplo, interferenze, fading) che caratterizzano le comunicazioni radiomobili rispetto ai modelli per le telecomunicazioni studiati dagli allievi nei corsi precedenti. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e presentare con chiarezza un argomento legato ai sistemi radiomobili. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando autonomamente materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e statistiche di base, unitamente ai fondamenti di analisi dei segnali e trasmissione.. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono illustrati, da parte del docente, esempi di applicazione della teoria illustrata durante lezioni precedenti. Nelle esercitazioni in laboratorio il docente illustra con l’ausilio del software MATLAB simulazioni di sistemi radiomobili di interesse pratico. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 120 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Canali affetti da fading Contenuti specifici Sistemi radiomobili e loro peculiarità. Organizzazione del corso. Fading: effetto del multipath e del movimento. Classificazione del fading. Modello di Rayleigh. Probabilità di errore per fading di Rayleigh in AWGN. Tecniche di diversità. Esercizi ed esempi al MATLAB. Il concetto cellulare. Dimensionamento di una rete cellulare. Procedure di hand-off. Capacità di un sistema cellulare. Interferenza co-canale e interferenza da canale adiacente. Esercizi ed esempi al MATLAB. Il problema dell’accesso. Teorema 2BT e relazioni con l’accesso multiplo. Accesso garantito ed accesso non deterministico. TDMA, FDMA e CDMA. Esercizi ed esempi al MATLAB. Accesso multiplo a divisione di codice. Tecniche a spettro espanso. CDMA con sequenza diretta. Fattore di espansione e guadagno di codifica. Prestazioni e capacità. Esercizi ed esempi al MATLAB. Cenni alle reti di sensori. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 10 2 2 Il sistema cellulare 8 2 2 Strategie di accesso multiplo CDMA e Tecniche Spread Spectrum Reti di sensori Totale Ore 7 2 2 10 5 42 2 2 10 2 8 Testi di riferimento J. Proakis, Digital Communications, McGraw Hill, 2001. S. Benedetto and E. Biglieri, Principles of Digital Transmission: With Wireless Applications, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1999. T. Rappaport, Wireless Communications, Prentice-Hall, 2002. 121 TECNICHE DI PROGRAMMAZIONE Docente: Prof. Mario VENTO, Dr. Gennaro Percannella Semestre: I Cds: Ingegneria Informatica Anno: I Insegnamento non integrato Propedeuticità: Crediti: 9 Codice: SSD: ING-INF/05 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento degli algoritmi e delle strutture dati avanzate e alle tecniche di programmazione evolute, come la programmazione greedy e quella dinamica. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata negli ambiti di approfondimento del corso, con particolare riferimento allo pseudo-codice. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper implementare in C gli algoritmi e strutture dati avanzate e conoscere la realizzazione che alcune strutture dati standard hanno nei packages Java. . Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un’applicazione in termini di strutture dati ed algoritmi standard, eventualmente utilizzando al meglio i packages già disponibili in Java. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e commentare oralmente un programma scritto in Java, o esporre le relative scelte progettuali e realizzative. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando libri di testo diversi da quelli proposti o la documentazione in linea. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto, oltre alle conoscenze incluse negli insegnamenti propedeutici, una buona pratica di programmazione in C. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti, divisi per gruppi di lavoro, un progetto da sviluppare durante tutto lo svolgimento del corso. Il progetto comprende unitariamente tutti i contenuti dell’insegnamento ed è strumentale all’acquisizione, oltre che delle capacità di progettazione e realizzazione di una base di dati partendo dalle specifiche, anche a sviluppare e rafforzare le capacità di lavorare in team. Nelle esercitazioni in laboratorio gli studenti implementano un progetto di un’applicazione Java in tutte le sue parti, partendo dai documenti di progetto. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 122 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Tipi di dato astratti e concreti Contenuti specifici Presentazione del corso. Il ruolo della programmazione ad oggetti nella produzione del software. Cenni di Ingegneria del software. I Tipi di dato astratto List, Queue, Set, Bag, Code a priorità. Implementazione di code a priorità implementate con liste ed heap. Alberi rosso-neri ed algoritmi fondamentali di inserimento, ricerca, cancellazione e rotazione. Alberi splay. Grafi: rappresentazione, visita in ampiezza e profondità, ordinamento topologico. Algoritmi fondamentali su grafi: componenti connesse, alberi di copertura di costo minimo (Kruskal), cammini minimi a sorgente singola (Dijkstra) e multipla (Floyd-Warshall e Johnson), flusso massimo (FordFulkerson, Karp). Heap di Fibonacci e Binomiali Algoritmi di ordinamento in tempo lineare: Counting sort, Radix sort, Bucket sort. Algoritmi di ordinamento avanzati: Quicksort ed HeapSort. Algoritmi di selezione. Algoritmi di crittografia a chiave simmetrica: DES, Triple DES, Attacchi a DES. Algoritmi di teoria dei numeri, Massimo comun divisore, Potenze di un elemento, Crittografia a chiave pubblica RSA Fondamenti della programmazione dinamica. Prodotto di sequenze di matrici. Algoritmo della più lunga sottosequenza comune. Traingolarizzazione ottima. Fondamenti teorici dei metodi greedy. Selezione di attività. Codici di Huffman. Problemi di scheduling. Ore Lez. 4 4 Ore Eserc. Ore Lab. Strutture dati avanzate 16 8 12 Algoritmi avanzati 12 4 4 Algoritmi per la sicurezza informatica Programmazione dinamica Algoritmi Greedy Totale Ore Testi di riferimento 4 2 6 4 6 52 4 20 16 (C) T.H. Cormen, C.E. Leiserson, R.L. Rivest, C. Stein, "Introduzione agli Algoritmi e Strutture dati", seconda edizione, McGraw-Hill, 2005. 123 TECNOLOGIE INFORMATICHE DEI SISTEMI DI CONTROLLO (6 CFU) Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Ing. Francesco Basile Semestre: Integrato: Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/04 Crediti: 6 Tipologia: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha come obiettivo la progettazione, configurazione e programmazione di un sistema di controllo. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Capacità di progettare un sistema di automazione e valutarne le prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Programmazione dei dispositivi di controllo in base allo standard internazionale IEC 6113. Utilizzo delle tecnologie di maggior impiego nel settore, con particolare riferimento ai controllori a logica programmabile (PLC). Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per l’utilizzo delle tecnologie informatiche nella progettazione e programmazione di un sistemi di controllo. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato all’impiego delle tecnologie informatiche nei sistemi di controllo. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di informatica e automatica. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni in laboratorio. Nelle esercitazioni in aula viene assegnato agli studenti un esercizio da risolvere mediante carta e penna. Nelle esercitazioni di laboratorio agli studenti viene assegnato un progetto da progettare e sviluppare ed implementare su un dispositivo di controllo industriale; il progetto viene convalidato mediante l’utilizzo di un emulatore di processo. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e un colloquio orale. 124 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Programmazione dei dispositivi di controllo Contenuti specifici Panoramica sulle moderni sistemi di automazione industriale Lo standard internazionale IEC 61131. Programmazione dei dispositivi di controllo attraverso i linguaggi previsti dallo standard: Testo Strutturato, Linguaggio a Contatti, Diagramma a Blocchi Funzionali, Lista Istruzioni e Diagramma Funzionale Sequenziale. Requisiti di un dispositivo per il controllo. Controllori per applicazioni generiche: controllori monolitici, controllori con architettura a bus, controllori basati su personal computer. Il controllore a logica programmabile (PLC). Controllori di macchine a controllo numerico. Controllori specializzati: regolatori PID e controllori per motori elettrici. Sistemi di produzione integrata. Reti per l’automazione. Sistemi per il controllo di supervisione (SCADA) e l’acquisizione di dati. Sistemi per l’esecuzione della produzione (MES). Sistemi di controllo distribuito (MES). Esempi di architetture di controllo. Ciclo di sviluppo di un sistema di automazione distribuito. Esempi di progettazione di un sistema di automazione distribuito. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. 14 6 6 Dispositivi di Controllo 4 2 Controllo distribuito 8 2 2 Progettazione di sistemi di controllo distribuito Totale Ore 10 38 4 14 8 Testi di riferimento P. Chiacchio, F. Basile, “Tecnologie informatiche per l’automazione”, McGraw-Hill, 2004, ISBN 88386-6147-2. Dispense integrative e problemi sulla pagina web del docente accessibile dal sito www.automatica.unisa.it 125 TECNOLOGIE SOFTWARE PER IL WEB Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Prof. Mario VENTO Semestre: Integrato: no Codice: Propedeuticità: Fondamenti di Informatica SSD: ING-INF/05 Crediti: 9 Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione di software applicativi remoti. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito delle applicazioni remote, delle architetture software distribuite, dei concetti fondamentali dell’architettura delle Java Server Pages (JSP). Comprensione delle problematiche legate ai portali web ed alla loro accessibilità ed usabilità. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e realizzare siti web statici, progettare e realizzare siti web dinamici. Saper usare la tecnologia JSP. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per progettare e realizzare un sito web dinamico, ottimizzare il processo realizzativo in base al contesto in esame, individuare le metodiche più idonee per organizzare le attività di progettazione e realizzazione di applicazioni remote. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle applicazioni remote. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze sulla progettazione e realizzazione di algoritmi e strutture dati, sulle basi di dati e sulla programmazione ad oggetti. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula verranno esemplificati gli argomenti teorici mediante la realizzazione di semplici pagine web dinamiche. Nelle esercitazioni pratiche, agli studenti verrà chiesto di progettare e realizzare semplici siti web dinamici. Metodi di valutazione Alla fine del corso gli studenti verranno divisi in gruppi e verrà loro assegnato un progetto contenente delle specifiche di realizzazione di un sito web dinamico. La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante discussione orale del progetto realizzato. 126 Contenuto del corso Argomenti Introduzione alle architetture Web Contenuti specifici Classificazioni delle applicazioni in applicazioni locali, remote e miste. Architettura delle applicazioni remote: modello client-server; modello peer-to-peer, modello three-tiered. Web statico e Web dinamico. Web applications. Introduzione all’HTML. Il concetto di Markup. Il concetto di Tag HTML. Sintassi HTML. Primi Tag HTML: Testa del documento e Corpo del documento. Paragrafi e giustificazione del testo. Font, liste e immagini. Link ipertestuali. I Form in HTML. Esercizi su HTML Introduzione a JSP; tecnologia JSP, architettura JSP. Java Server Pages. Servlet. Elementi di JSP: template text, comment, directive, scriptlet, declaration, expression. Oggetti impliciti. Direttive e Azioni JSP. Esercizi su JSP. Introduzione ai Java Beans. Requisiti di un Java Beans. Proprietà, metodi ed eventi dei Beans. Uso di Java Beans nelle pagine JSP. Vantaggi nell’uso dei Bean. Esercizi sui Bean. Interazioni Java-Database: architettura JDBC. Uso dei database nelle pagine JSP. Concetti di Web Service. Vantaggi e svantaggi dei web service. Cenni al Web Services Description Language. Introduzione alle Tecnologie Middleware. J2EE: introduzione, componenti di J2EE, implementazione di applicazioni in J2EE. Concetti sull’usabilità dei siti web. Progettazione dei siti web centrato sull’usabilità: il principio di percepibilità e visibilità. Tecniche di analisi dell’usabilità di un sito. Accessibilità dei siti web. Analisi di accessibilità dei siti web. Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. 5 HTML 3 4 3 JSP 6 5 6 Java Beans JSP e interazione con i database Web Service e Tecnologie Middleware 5 5 6 2 5 5 5 7 7 Accessibilità ed Usabilità 8 3 Totale Ore 34 29 27 Testi di riferimento Della Mea Vincenzo, Di Gaspero Luca, Scagnetto Ivan. Programmazione Web lato server. Apogeo. 127 TELECOMUNICAZIONI NUMERICHE Cds: Ingegneria Informatica LM Anno: II Docente: Prof. Vincenzo Matta Semestre: Integrato: N Codice: Propedeuticità: SSD: ING-INF/03 Crediti: 9 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira all’apprendimento di modelli e metodi per la definizione, progettazione e realizzazione dei sistemi per le telecomunicazione numeriche, con enfasi sulle problematiche connesse ai moderni sistemi multi-utente. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione dei modelli astratti, logici e fisici delle telecomunicazioni numeriche e dei moderni sistemi radiomobili, della inerente terminologia, e delle relative metodologie di progetto e sviluppo. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare ed analizzare i sistemi per le telecomunicazioni numeriche. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper selezionare i metodi più appropriati per progettare ed analizzare i sistemi per le telecomunicazioni numeriche. In particolare, saper individuare le principali peculiarità (es., accesso multiplo, interferenze, fading) che caratterizzano i sistemi di telecomunicazione avanzati rispetto ai modelli studiati dagli allievi nei corsi precedenti. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo e presentare con chiarezza un argomento legato alle telecomunicazioni numeriche. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando autonomamente materiali diversi da quelli proposti. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e statistiche di base, unitamente alla teoria dei segnali e alla teoria e tecnica delle comunicazioni. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed esercitazioni pratiche di laboratorio. Nelle esercitazioni in aula vengono illustrati, da parte del docente, esempi di applicazione della teoria illustrata durante lezioni precedenti. Nelle esercitazioni in laboratorio il docente illustra con l’ausilio del software MATLAB simulazioni di sistemi di interesse pratico. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale. 128 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Contenuti specifici Introduzione ai moderni sistemi di telecomunicazioni numeriche e discussione delle loro peculiarità. Organizzazione del corso. Fading: effetto del multipath e del movimento. Classificazione del fading. Modello di Rayleigh. Probabilità di errore per fading di Rayleigh in AWGN. Tecniche di diversità. Esercizi ed esempi al MATLAB. Il problema dell’accesso. Teorema 2BT e relazioni con l’accesso multiplo. Accesso garantito ed accesso non deterministico. TDMA, FDMA e CDMA. Protocollo ALOHA e analisi di stabilità. Capacità dei canali ad accesso multiplo. Esercizi ed esempi al MATLAB. Accesso multiplo a divisione di codice. Tecniche a spettro espanso. CDMA con sequenza diretta. Fattore di espansione e guadagno di codifica. Prestazioni e capacità. Esercizi ed esempi al MATLAB. Teorema di Little. Classificazione delle code. Code M/M1, M/M/m, M/G/1. Formula di Pollaczeck-Khintchine. Esercizi ed esempi al MATLAB. Il concetto cellulare. Dimensionamento di una rete cellulare. Procedure di hand-off. Capacità di un sistema cellulare. Interferenza co-canale e interferenza da canale adiacente. Esercizi ed esempi al MATLAB. Panoramica sulle più comuni problematiche di sicurezza nelle reti. Crittografia e steganografia. Canali con intercettazioni. Esercizi ed esempi al MATLAB. Cenni alle reti di sensori. Esercizi ed esempi al MATLAB. Ore Lez. 2 Ore Eserc. Ore Lab. Canali affetti da fading 10 2 2 Strategie di accesso multiplo 10 2 2 CDMA e Tecniche Spread Spectrum 8 2 2 Teoria delle code 10 2 2 Il sistema cellulare 8 2 2 Problematiche di sicurezza nelle telecomunicazioni Reti di sensori Totale Ore 10 2 2 4 62 2 14 2 14 Testi di riferimento J. Proakis, Digital Communications, McGraw Hill, 2001. S. Benedetto and E. Biglieri, Principles of Digital Transmission: With Wireless Applications, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1999. T. Rappaport, Wireless Communications, Prentice-Hall, 2002. D. Bertsekas, R. Gallager, Data Networks, Prentice Hall, 1992. 129 TELERILEVAMENTO Cds: Ingegneria Informatica(LM) Anno: II Docente: Prof. Stefano Marano Semestre: Integrato: No Codice: Propedeuticità: Elaborazione numerica dei segnali SSD: ING-INF/03 Crediti: 9 Tipologia: a scelta Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Obbiettivo del corso è di fornire gli elementi per comprendere le metodologie utilizzate nel telerilevamento e le sue principali applicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Sistemi di telerilevamento satellitari. Classificazione dati. Elaborazione delle immagini Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Analisi dei sistemi radar e dei sistemi di telerilevamento satellitari. Feature extraction con applicazioni di prevenzione di rischi. Autonomia di giudizio (making judgements) Scegliere metodi per elaborazione di immagini e classificazione. Valutare comparativamente le prestazioni dei sistemi di telerilevamento. Abilità comunicative (communication skills) Saper lavorare in gruppo; argomentare oralmente su questioni tecniche e metodologiche; sviluppare correttamente la soluzione numerica di un problema di decisione e/o classificazione. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati è richiesto il possesso di strumenti metodologici di base nel campo matematico e statistico e dei fondamenti di elaborazione numerica dei segnali. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche, lezioni applicative sulle tecnologie, relative esercitazioni in classe ed esercitazioni di laboratorio, in particolare nella stazione satellitare RESLEHM, assegnazione di tesine. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante un colloquio orale, tenendo conto anche delle suddette tesine. Contenuto del corso Argomenti Aspetti fisici ed elettromagnetici del remote sensing Contenuti specifici Introduzione al corso. Finalità del telerilevamento. Sensori. Applicazioni. Orbite dei satelliti. Cenni di meccanica celeste 130 Ore Lez. Ore Eserc. Ore Lab. 6 Sistemi radar Sistemi radar ad apertura sintetica (SAR) Generalità sul radar. Frequenze radar. Misure radar: distanza, velocità radiale, ambiguità distanza e doppler, angoli, cella di risoluzione spaziale, risoluzione in frequenza. Cenni sulle tipologie di antenne e di scansione. Determinazione della portata radar. Equazione fondamentale del radar. Significato statistico della portata del radar. Generalità sul telerilevamento attivo a microonde. Le principali missione SAR satellitari. Modalità di funzionamento di un SAR. Risoluzione geometrica di un’immagine acquisita da un sistema SAR. Distorsione geometrica di un’immagine acquisita un sistema SAR. Elaborazione SAR bidimensionale spazio-variante con relativo schema a blocchi. Principi di interferometria SAR.Elaborazione SAR interferometrica. Il rumore sulla fase interferometrica. L’accuratezza nella ricostruzione della topografia. La ricostruzione della fase assoluta. La geocodifica. L’interferometria differenziale. Test di ipotesi multiple. Criterio di Bayes. Classificatori MAP. Classificatori parametrici lineari e quadratici. Stima non parametrica di densità: metodo di Parzen e metodo kNN. Classificatori non parametrici. Aspetti pratici del progetto e dell’analisi prestazionale dei classificatori non parametrici. Distorsione radiometrica e geometrica. Trasformazioni polinomiali per correzione di immagine ed interpolazione. Image enhancement: operazioni puntuali e spaziali nel dominio del tempo e di Fourier. Modelli statistici di dati telerilevati Introduzione ad IDL. Lettura e scrittura dei dati in IDL. Visualizzazione immagini, superfici e contorni in IDL. Programmazione in IDL. Implementazione di un processore SAR in IDL. Interferometria SAR: registrazione delle immagini, generazione dell’interferogramma, algoritmo di integrazione locale per la ricostruzione della fase. 22 8 16 Elementi di classificazione ed elaborazione delle immagini 16 6 Esercitazioni di laboratorio 16 Totale Ore 60 14 16 Testi di riferimento G. Galati, F. Mazzenga, M. Naldi, Elementi di Sistemi Radar, Aracne, 1996 G. Franceschetti, R. Lanari, Synthetic Aperture Radar Processing, CRC Press, 1999 H. Van Trees, Detection, modulation and estimation theory, Wiley interscience K. Fukunaga, Pattern recognition, Academic Press J.A. Richard: Remote sensing digital image analysis, Sprinter-Verlag, 1986 C. Oliver- S- Quegan. Understanding Synthetic Aperture Radar Images, Artech House, 1998 Getting Started with IDL – IDL version 6.0, www.rsinc.com 131 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ANALISI DEI SEGNALI Integrato: con Teoria dei segnali: modulo di Elementi di Probabilità Codice: Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Propedeuticità: Matematica II SSD: ING-INF/03 Crediti:6 Semestre: II Tipologia: Caratterizzante Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso ha carattere metodologico. Vengono esposte le principali tecniche di analisi ed elaborazione dei segnali (in particolare mediante sistemi LTI), con enfasi sulla dualità tempofrequenza. Le tecniche illustrate hanno diffusa applicazione in elettronica, informatica, misure elettroniche, telecomunicazioni. I contenuti sono strettamente propedeutici per i corsi del settore Telecomunicazioni. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Analisi dei segnali nel dominio del tempo. Analisi di segnali nel dominio della frequenza. Analisi dei sistemi lineari nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza, sia in tempo-continuo che in tempo-discreto. Trattamento statistico dei segnali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Caratterizzare i sistemi LTI in termini di legami ingresso-uscita. Operare semplici elaborazioni su segnali di interesse applicativo. Effettuare il campionamento e la ricostruzione di un segnale analogico. Saper effettuare semplici elaborazioni di segnali aleatori. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper scegliere la rappresentazione più adatta per l’analisi dei segnali e dell’interazione con i sistemi. Saper evitare effetti indesiderati nella discretizzazione di un segnale analogico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre gli argomenti trattati in maniera corretta e precisa Capacità di apprendere (learning skills) Aver maturato i concetti introdotti in vista degli studi successivi. Saper utilizzare fonti diverse per l’approfondimento delle metodologie introdotte nel corso Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze matematiche di base. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione L’accertamento del profitto consiste nel superamento di una prova scritta e di una prova orale. 132 Contenuto del corso Lezioni ed esercitazioni Argomenti Segnali e sistemi nel dominio del tempo Contenuti specifici Classificazione, operazioni elementari e proprietà dei segnali. Medie temporali, energia e potenza di segnali. Funzioni di correlazione e proprietà. Studio dei sistemi nel dominio del tempo. Sistemi LTI. Somma e integrale di convoluzione. Sistemi ARMA. Autofunzioni dei sistemi LTI. Risposta in frequenza. Trasformata di Fourier e proprietà. Somma di Poisson e serie di Fourier. Analisi dei sistemi LTI nel dominio della frequenza. Caratterizzazione energetica di segnali deterministici ed aleatori. Applicazioni della teoria della decisione e della stima. Segnali digitali. Campionamento ideale e reale. Ricostruzione dei segnali analogici. Conversione t/n e DFT. Ore Lezione Ore Esercitaz. 14 6 Segnali e sistemi nel dominio della frequenza 16 8 Conversione analogico/digitale. Totale Ore 10 40 6 20 Testi di riferimento E. Conte, Lezioni di teoria dei segnali, Liguori,1996. S. M. Kay, Fundamentals of statistical signal processing: estimation theory, Prentice Hall, 1993. S. M. Kay, Fundamentals of statistical signal processing: detection theory, Prentice Hall, 1998. 133 TEORIA DEI SEGNALI: MODULO DI ELEMENTI DI PROBABILITÀ Integrato: Teoria dei Segnali: Modulo di Analisi dei Segnali Codice: Cds: Ingegneria Informatica Anno: II Docente: Prof. Maurizio GUIDA Semestre: I Propedeuticità: Matematica I Matematica II SSD: SECS-S/02 Crediti: 6 Tipologia: Base Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso mira a fornire strumenti e metodi di base per descrivere ed analizzare fenomeni non deterministici allo scopo di effettuare valutazioni predittive ed assumere decisioni in regime di rischio controllato. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione della terminologia utilizzata nell’ambito della probabilità, della inferenza statistica e della verifica statistica delle ipotesi. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Capacità di analizzare fenomeni non deterministici che si sviluppano nel tempo. Capacità di effettuare valutazioni predittive e assumere decisioni in regime di incertezza, con particolare riferimento applicativo alla rivelazione di segnali immersi in un disturbo aleatorio. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare i metodi più appropriati per analizzare un fenomeno non deterministico. Abilità comunicative (communication skills) Saper esporre oralmente un argomento legato all’analisi dei segnali. Capacità di apprendere (learning skills) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di teoria degli insiemi, analisi matematica e calcolo combinatorio. Metodi didattici L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 134 Contenuto del corso Argomenti Elementi di Teoria della Probabilità Contenuti specifici Esperimento probabilistico, Spazio Campione, Eventi. Assiomi. Probabilità condizionata e indipendenza. Teorema delle Probabilità Totali. Teorema di Bayes. Esperimenti Composti Definizione di variabile aleatoria. Distribuzione di probabilità. Densità di probabilità. Indicatori sintetici di una variabile aleatoria. Funzioni di una variabile aleatoria. Coppie di variabili aleatorie. Distribuzioni congiunte e marginali. Indicatori sintetici per coppie di variabili aleatorie. Modelli di variabili aleatorie discrete: Bernoulli, Binomiale, Poisson. Modelli di variabili aleatorie continue: Uniforme, Normale, Esponenziale, Lognormale, Gamma. Definizione di processo aleatorio. Caratterizzazione statistica dei processi aleatori. Stazionarietà. Medie temporali. Ergodicità. Modelli di processi aleatori i uso comune: processo di Bernoulli, processo di Poisson, processi Gaussiani, Catene di Markov. Popolazione e campione. Principali statistiche campionarie. Principi generali della stima parametrica. Stimatori e stime. Proprietà degli stimatori. La funzione di Verosimiglianza. Metodi di costruzione degli stimatori. La verifica statistica delle ipotesi. Errore di I e di II specie. Regione di accettazione e regione critica. Il problema della rivelazione di segnali deterministici immersi in un disturbo aleatorio. Ore Lez. 7 Ore Eserc. 3 Ore Lab. Le Variabili Aleatorie 10 3 Modelli Probabilistici di uso comune 5 2 I Processi Aleatori 8 2 Elementi di Inferenza Statistica Elementi di Teoria della Decisione Totale Ore 10 3 5 45 2 15 Testi di riferimento Appunti delle lezioni S. M. Ross, Probabilità e Statistica per l’Ingegneria e le Scienze, Apogeo. 135 TEORIA E TECNICA DELLE TELECOMUNICAZIONI MODULO I E MODULO II Cds: Ingegneria Informatica Anno: III Docente: Stefano Marano Semestre: Integrato: Propedeuticità: Teoria dei segnali SSD: ING-INF/03 Crediti: 12 Tipologia: caratterizzante Codice: Obiettivi formativi: risultati di apprendimento previsti e competenza da acquisire Il corso è orientato a fornire gli strumenti metodologici per il progetto e l’analisi dei sistemi di comunicazione analogici e digitali, con enfasi su questi ultimi. Il corso presenta inoltre le tecniche di base per la trasmissione analogica e numerica. Si forniscono infine gli elementi salienti di teoria dell’informazione. Conoscenze e capacità di comprensione (knowledge and understanding) Comprensione degli elementi fondamentali e dei trade-off di progetto per i sistemi di modulazione analogici e digitali, con specifica attenzione alla valutazione delle prestazioni delle differenti soluzioni progettuali. Determinazione dei limiti ultimi della trasmissione dell’informazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding) Saper progettare e analizzare semplici sistemi di trasmissione dell’informazione. Comprendere e manipolare adeguatamente il concetto di informazione nei sistemi di comunicazione, in primo luogo, ma anche con respiro applicativo più ampio. Autonomia di giudizio (making judgements) Saper individuare la classe di sistemi maggiormente idonei a specifici scenari applicativi di interesse pratico. Determinare i limiti teorici delle prestazioni di detti sistemi e, di conseguenza, il grado di efficienza delle singole soluzioni progettuali. Abilità comunicative (communication skills) Saper analizzare, comprendere, ed elaborare il linguaggio matematico della rappresentazione dei sistemi digitali in termini geometrici, e della valutazione delle prestazioni dei sistemi di trasmissione. Saper analizzare, comprendere, ed elaborare il linguaggio matematico della teoria dell’informazione. Capacità di apprendere (learning skills) Essendo il corso a carattere metodologico, esso fornisce strumenti per la modellistica e la comprensione di sistemi fisici di varia natura e tipologia, con ovvia enfasi sui sistemi di trasmissione dell’informazione. Prerequisiti Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base ed elementi di probabilità, variabili aleatorie e processi stocastici. Metodi didattici Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni numeriche. Metodi di valutazione La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante una prova scritta e colloquio orale. 136 Contenuto del corso Argomenti Introduzione al corso Elementi di base dei sistemi di comunicazione analogici Introduzione ai sistemi digitali Rappresentazione e trasmissione dell’informazione Contenuti specifici Richiami storici. Rilevanza delle telecomunicazioni. Modulazioni analogiche lineari e non lineari. Valutazione delle prestazioni. Valutazione comparativa dei sistemi analogici. Richiami storici. Rilevanza delle comunicazioni digitali. L’impatto della teoria di Shannon Sorgenti di informazione e loro rappresentazione. Canali e loro rappresentazione. Sistemi di modulazione PAM, PPM, PSK, FSK, QAM: complessità, banda, prestazioni in termini di probabilità di errore, e rapporto segnale rumore. Ricezione ottima su canali affetti da ISI. Algoritmo di Viterbi. Caratterizzazione spettrale delle modulazioni lineari. L’interferenza intersimbolica Entropia. Entropia condizionata. Divergenza. Mutua informazione. Entropia di processi di Markov. Disuguaglianza del trattamento dei dati. AEP. Capacità di canale. BSC. BEC. Canale gaussiano con vincolo di potenza. Separazione sorgente-canale. Cenni di teoria dell’informazione multiutente. Teorema di Slepian Wolf. Reti di sensori per l’inferenza statistica. Ore Lez. 2 6 10 Ore Eserc. Ore Lab. 2 20 12 Equalizzazione, caratterizzazione spettrale e ISI Elementi di teoria dell’informazione AEP e capacità di canale Sistemi multiutente e decentralizzati. Totale Ore 6 2 14 6 14 6 14 82 6 38 Testi di riferimento J. G. Proakis, M. Salehi, Communication Systems Engineering, seconda edizione, Prentice Hall, 2002. J. G. Proakis, Digital Communications, quarta edizione, McGraw-Hill. T. M. Cover, J. A. Thomas, Elements of Information Theory, John Wiley & Sons, 1991. R. Gallager, Principles of Digital Communication, Cambridge University Press, 2008. 137 ELENCO DOCENTI (→ vai a curriculum docenti) Francesco Basile Pasquale Chiacchio Donatello Conte Ciro D'Apice Antonio Della Cioppa Massimo De Santo Nicola Femia Matteo Gaeta Liberata Guadagno Maurizio Guida Nicola Lamberti Vincenzo Langone Consolatina Liguori Maurizio Longo Stefano Marano Angelo Marcelli Vincenzo Matta Vincenzo Paciello Gennaro Percannella Giovanni Petrone Antonio Piccolo Joseph Quartieri Rocco Restaino Abdelaziz Rhandi Giovanni Riccio Anton Luca Robustelli Pierluigi Siano Mario Vento Francesco Zirpoli 138