Corso di Laurea in INGEGNERIA INFORMATICA - unipi.it · 2002. 8. 2. · E-mail:...

UNIVERSITÀ DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA

Corso di Laurea in

INGEGNERIA INFORMATICA

Informazioni e Programmi degli Insegnamenti

ANNO ACCADEMICO 2002/2003

www.ing.unipi.it/ing_inf

1

INDICE PREFAZIONE 1. GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI LAUREA

�� Il Consiglio del Corso di Laurea �� Il Presidente �� La Commissione didattica paritetica �� La Commissione stralcio

2. LE PERSONE �� I Docenti �� La Coordinatrice didattica �� I rappresentanti degli studenti

3. LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO 4. L’OFFERTA DIDATTICA

�� I periodi �� I crediti �� Il manifesto

5. I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI �� Basi di dati (Prof. G. Alia) �� Calcolatori elettronici (Prof. G. Frosini) �� Comunicazioni numeriche (Prof. F. Berizzi) �� Controllo digitale (Prof. A. Balestrino) �� Elettronica digitale (Prof. M. Macucci) �� Elettrotecnica (Prof. Antonino Musolino) �� Fisica generale (Prof. S. Faetti) �� Fondamenti di automatica (Prof. M. Innocenti) �� Fondamenti di informatica I (Prof. L. Lopriore) �� Fondamenti di Informatica II (Prof.ssa N. De Francesco) �� Gestione dell’informazione aziendale (Ing. R. Chiavaccini) �� Ingegneria dei sistemi software (Ing. A. Domenici) �� Matematica (Prof. V. Benci) �� Organizzazione di sistemi operativi e reti (Prof. G. Anastasi) �� Programmazione matematica (Prof. M. Pappalardo) �� Reti Logiche (Prof. P. Corsini) �� Tecnologie Informatiche Applicate (Prof. M. Avvenuti) �� Tecnologie per l’Automazione Industriale (Prof. A. Caiti)

2

PREFAZIONE

Agli studenti del Corso di Laurea Il Corso di Laurea in Ingegneria Informatica è nato presso la Facoltà di Ingegneria

dell’Università di Pisa nell’anno accademico 1989/1990, come percorso quinquennale. Dal 2001/2002, in virtù della riforma universitaria, è stato attivato il Corso di Laurea triennale in Ingegneria Informatica, al quale si aggiungono, con il prossimo anno accademico 2002/2003, a completare il quadro dell’offerta didattica, tre lauree specialistiche alle quali si può accedere senza debiti formativi.

Il settore dell’ingegneria informatica, in rapida evoluzione, possiede delle enormi potenzialità. In questi ultimi anni ci si è impegnati a fondo per concepire, progettare e proporre percorsi formativi universitari rispondenti alle richieste del mondo produttivo e della società nel suo complesso, che coniugassero conoscenze di base e competenze tecnologiche, tradizione e innovazione, qualità e sostenibilità.

Il Corso di Laurea triennale, cui questa guida in particolare si riferisce, si propone di formare ingegneri dotati di una preparazione culturale di base, di conoscenze ingegneristiche intersettoriali, di approfondite competenze informatiche capace di “realizzare e gestire singoli elaboratori e reti di elaboratori, applicazioni software, sistemi di automazione industriale, sistemi informativi aziendali, servizi di calcolo e di rete, sistemi integrati di acquisizione, elaborazione e controllo”.

L’ingegnere informatico che decide, al termine dei tre anni, di inserirsi nel mercato del lavoro avrà la necessaria preparazione culturale, le conoscenze tecniche e le competenze specifiche che il mercato del lavoro richiede per le nuove professionalità.

L’ingegnere informatico che decide, invece, di proseguire il percorso universitario avrà un bagaglio di conoscenze di base e una impostazione metodologica adeguata che gli consentono di affrontare con serenità gli ulteriori livelli di formazione offerti dall’università, a partire dalle lauree specialistiche fino ai dottorati di ricerca.

L’ingegnere informatico è anzitutto un ingegnere, oltre che un buon informatico. L’offerta didattica del corso triennale, pertanto, prevede al primo anno insegnamenti che forniscono una preparazione metodologico-scientifica di base (matematica, fisica e fondamenti di informatica), al secondo anno discipline a contenuto ingegneristico intersettoriale (elettrotecnica, elettronica, telecomunicazione, automatica, sistemi digitali), al terzo anno discipline più professionalizzanti (calcolatori elettronici, sistemi operativi e reti, ingegneria economico gestionale): a questi si aggiungono insegnamenti diversificati per chi intende proseguire il percorso universitario verso il settore dell’ingegneria informatica o verso quello dell’ingegneria dell’automazione, e per chi intende invece inserirsi da subito nel mondo produttivo e professionale.

Con il prossimo anno accademico, oltre ad offrire agli studenti una didattica di qualità legata alla professionalità del corpo docente, saranno previste, in uno spirito di confronto e di dialogo con gli studenti, oltre al normale ricevimento, attività di tutorato e orientamento promosse dal nuovo servizio di coordinamento didattico attivato dal Corso di Laurea.

Il Presidente del Consiglio di Corso di Laurea Graziano Frosini

3

1. GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI LAUREA Il CONSIGLIO DI CORSO DI LAUREA1 Questo consiglio si è costituito il 20 maggio 2002, aggregando i consigli dei Corsi di Laurea del vecchio e del nuovo ordinamento. Esso è attualmente così formato:

Docenti garanti del nuovo ordinamento: Anastasi Giuseppe, Avvenuti Marco, Balestrino Aldo, Benci Vieri, Berizzi Fabrizio, Chiavaccini Roberto, Corsini Paolo, De Francesco Nicoletta, Domenica Andrea, Faetti Sandro, Frosini Graziano, Innocenti Mario, Lopriore Lanfranco, Macucci Massimo, Musolino Antonio, Pappalardo Massimo. Altri docenti: Alia Giuseppe, Ancilotti Paolo, Bernardeschi Cinzia, Bicchi Antonio, Caiti Andrea, Ciampi Mario, Diani Marco, Ghelardoni Paolo, Giannessi Franco, Lazzerini Beatrice, Landi Alberto, Lenzini Luciano, Penco Umberto, Prete Cosimo Antonio, Rizzo Giuliana, Rizzo Luigi, Saletti Roberto. Ricercatori: Bartoli Carlo, Mingozzi Enzo. Coordinatrice didattica: Dini Angela. Rappresentanti degli studenti: Danelli Mario, Ippolito Simona, Joalé Lorenzo, Lazzeri Carlo, Mazzeo Donato, Mereu Lorenzo, Pinna Bruno, Scagliano Antonio.

Spetta al consiglio del Corso di Laurea: a) organizzare e coordinare le attività di insegnamento per il conseguimento del titolo accademico relativo al Corso di Laurea; b) esaminare ed approvare i piani di studio proposti dagli studenti per il conseguimento del titolo accademico; c) sperimentare nuove modalità didattiche, nei limiti previsti dalle disposizioni di legge; d) avanzare proposte di professori a contratto, ai fini della programmazione didattica della facoltà; e) approvare la relazione annuale sull’attività didattica del Corso di Laurea, contenente anche una valutazione complessiva dei risultati conseguiti e della funzionalità dei servizi didattici disponibili; f) avanzare richieste per il potenziamento e l’attivazione dei servizi didattici; g) presentare al consiglio di facoltà le proposte relative alla programmazione ed all’impiego delle risorse didattiche disponibili al fine di pervenire, con razionale ed equilibrato impegno dei docenti, alla individuazione di una efficace offerta didattica; h) formulare per il consiglio di facoltà proposte e pareri in merito alle modifiche statutarie attinenti al Corso di Laurea, alla destinazione dei posti in organico di professore di ruolo e di ricercatore, alla richiesta di nuovi posti in organico di professore di ruolo e di ricercatore, alla chiamata di professori di ruolo per gli insegnamenti impartiti nel Corso di Laurea; i) deliberare il regolamento didattico del Corso di Laurea; l) approvare il regolamento di funzionamento del Corso di Laurea; m) deliberare, a richiesta degli interessati, sul riconoscimento degli studi compiuti e dei titoli conseguiti. IL PRESIDENTE 2 Il Presidente del Corso di Laurea in Ingegneria Informatica è il Prof. Graziano Frosini. È stato

1 Università di Pisa, Statuto, art. 27, www.unipi.it/statuto/ 2 Testo cit., art. 28

4

eletto il 10 giugno 2002. Al Presidente del Corso di Laurea spetta: a) convocare e presiedere il consiglio, coordinandone l’attività e provvedendo alla esecuzione delle relative deliberazioni; b) adottare provvedimenti di urgenza su argomenti afferenti alle competenze del consiglio sottoponendoli allo stesso, per ratifica, nella prima adunanza successiva; c) partecipare alle riunioni del comitato di presidenza della facoltà, se istituito; d) predisporre la relazione annuale sull’attività didattica; e) sovrintendere alle attività del Corso di Laurea e vigilare, su eventuale delega del preside, al regolare svolgimento delle stesse; f) proporre al preside la commissione per il conseguimento del titolo accademico e nominare, su proposta dei professori ufficiali, le commissioni per gli esami dei singoli insegnamenti. LA COMMISSIONE DIDATTICA PARITETICA 3 La commissione didattica paritetica, in fase di costituzione, è formata dai rappresentanti degli studenti nel consiglio di Corso di Laurea, da un pari numero di garanti e dal presidente del Corso di Laurea che la presiede. La commissione ha funzioni analoghe a quelle previste per le commissioni didattiche di Facoltà di cui all'art. 26 dello Statuto: in particolare esprime parere sulla programmazione didattica annuale e sulla compatibilità tra i crediti assegnati alle attività formative e gli obiettivi formativi del Corso di Laurea determinati nel regolamento didattico di ateneo e di Corso di Laurea. LA COMMISSIONE STRALCIO 4 Dal 27 settembre 2001 è costituita presso il Corso di Laurea la Commissione Stralcio, presieduta dalla Prof.ssa Beatrice Lazzerini. Gli studenti già iscritti possono scegliere di passare dal vecchio al nuovo Corso di Laurea. In questo caso le loro carriere sono riformulate in termini di crediti e i crediti riconosciuti vengono trasferiti dal vecchio al nuovo ordinamento. Lo studente che fa domanda di passaggio verrà ricevuto dalla Commissione, nelle date che verranno indicate sulle pagine web del Corso di Laurea (www.in.unipi.it/ing_inf) e riceverà una proposta di passaggio che potrà o meno accettare seduta stante. Il documento definitivo, nel caso che lo studente accetti la decisione della commissione, verrà acquisito amministrativamente dalla segreteria studenti ed avrà valore di passaggio e conversione in crediti della precedente carriera.

3 Testo cit., art. 27.3 4 Delibera del Senato Accademico n. 237 dell’8 maggio 2001, delibera del Senato Accademico n. 311 del 26 giugno 2001, lettera del rettore del 12 luglio 2001 prot. 02/1398.

5

2. LE PERSONE I DOCENTI I docenti titolari degli insegnamenti del nuovo ordinamento sono:

Prof. Alia Giuseppe Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). E-mail: [email protected]

Prof. Anastasi Giuseppe Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Avvenuti Marco Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Balestrino Aldo Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di sistemi elettrici e automazione. Settore scientifico disciplinare: automatica (ING-INF/04). Email: [email protected]

Prof. Benci Vieri Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di Matematica applicata “U.Dini”. Settore scientifico disciplinare: analisi matematica (MAT/05). Telefono 050/500065 Fax 050/554795 Email: [email protected]

Prof. Berizzi Fabrizio Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione. Settore scientifico disciplinare: telecomunicazioni (ING-INF/03). Email: [email protected]

Prof. Caiti Andrea Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di sistemi elettrici ed automazione. Settore scientifico disciplinare: automatica (ING-INF/04). Email: [email protected]

Prof. Chiavaccini Francesco Assistente di ruolo ad esaurimento, presso il Dipartimento di ingegneria meccanica, nucleare e della produzione. Settore scientifico disciplinare: ingegneria economico-gestionale (ING-IND/35).

6

Telefono 050836611 Fax 050836665 Email: [email protected]

Prof. Corsini Paolo Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof.ssa De Francesco Nicoletta Professore Straordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Domenici Andrea Ricercatore confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Faetti Sandro Professore Associato confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di Fisica “E.Fermi”. Settore scientifico disciplinare: fisica sperimentale (FIS/01). Telefono 050844560 Fax 050844333 Email: [email protected]

Prof. Frosini Graziano Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Innocenti Mario Professore Straordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di sistemi elettrici e automazione. Settore scientifico disciplinare: automatica (ING-INF/04). Email: [email protected]

Prof. Lopriore Lanfranco Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Macucci Massimo Professore Straordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: elettronica (ING-INF/01). Email: [email protected]

Prof. Musolino Antonio Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di sistemi elettrici e automazione. Settore scientifico disciplinare: elettrotecnica (ING-IND/31). Email: [email protected]

7

Prof. Pappalardo Massimo Professore Straordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di Matematica applicata “U.Dini” Settore scientifico disciplinare: ricerca operativa (MAT/09). Telefono 050500065 Fax 050554795 Email: [email protected] Nell’anno accademico 2001/2002 il primo anno di corso è stato sdoppiato per motivi numerici. I docenti degli insegnamenti aggiuntivi sono stati i seguenti:

Prof.ssa Bernardeschi Cinzia (Fondamenti di Informatica I, lettere M-Z, Fondamenti di Informatica II, lettere A-L) Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di ingegneria dell’informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Settore scientifico disciplinare: sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05). Email: [email protected]

Prof. Ghelardoni Paolo (Matematica, lettere M-Z) Professore Associato non confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di matematica Applicata “U.Dini” Settore scientifico disciplinare: analisi numerica (cod. MAT/08). Telefono 050500065 Fax 050554795 Email: [email protected]

Prof. Giannessi Franco (Programmazione Matematica, lettere A-L) Professore Ordinario a tempo pieno, presso il Dipartimento di matematica “L. Tonelli”. Settore scientifico disciplinare: ricerca operativa (MAT/09). Telefono 050844253 Fax 050844203 Email: [email protected]

Prof. Rizzo Giuliana (Fisica Generale, lettere A-L) Ricercatore confermato a tempo pieno, presso il Dipartimento di fisica “E. Fermi”. Settore scientifico disciplinare: fisica sperimentale (FIS/01). Telefono 050844206 Fax 050844333 Email: [email protected] LA COORDINATRICE DIDATTICA La coordinatrice didattica del Corso di Laurea è la Dott.ssa Angela Dini, Dipartimento di Ingegneria dell’ informazione: elettronica, informatica, telecomunicazioni. Orario di ricevimento: dal lunedì al venerdì dalle ore 10,00 alle ore 12,00. Telefono diretto 050/568698 E-mail: [email protected] I RAPPRESENTANTI DEGLI STUDENTI I rappresentanti degli studenti sono:

8

Sig. Mario Danelli Telefono 328/2758783 E-mail [email protected]

Sig.ra Simona Ippolito Telefono 050/598537 E-mail: [email protected]

Sig. Lorenzo Joalé Telefono 349/2960763 E-mail: [email protected]

Sig. Carlo Lazzeri Telefono 340/4188300 E-mail: [email protected]

Sig. Donato Mazzeo Telefono 333/9094273 E-mail: [email protected]

Sig. Lorenzo Mereu Telefono 050/555071 E-mail: [email protected]

Sig. Bruno Pinna Telefono 339/2164218 E-mail: [email protected]

Sig. Antonio Scigliano Telefono 340/451890 E-mail: [email protected]

9

3. LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni Direttore: Prof. Nunzio Aldo D’Andrea Sede principale: Via Diotisalvi, 2 Pisa. Telefono 050/568111 Fax 050/568522 http://www.iet.unipi.it Dipartimento di Sistemi Elettrici ed Automazione Direttore: Prof. Romano Giglioli Sede principale: Via Diotisalvi, 2 Pisa. Telefono: 050 565111, Fax 050 565333. http://www.dsea.unipi.it Centro di Servizi Informatici della Facoltà di Ingegneria Via Giunta Pisano, 28 Telefono e Fax 050/553594 Presidente: Prof. Graziano Frosini Direttore Operativo: Dott.ssa Daniela Dorbolò Orario di apertura:

dal lunedì al venerdì dalle ore 8,30 alle ore 19,00 sabato dalle ore 8,30 alle ore 12,30

E-mail: [email protected] http://www.ing.unipi.it/sifi Centro Bibliotecario Via Diotisalvi, 2 Telefono 050/553604 Fax 050/555057 Presidente: Prof. Giuseppe Forasassi Direttore Operativo: Dott.ssa Edite Moscatelli Orario di apertura:

dal lunedì al venerdì 8,15 – 18,45 sabato 8,15 – 12,45

E-mail: [email protected] http://biblioteca.ing.unipi.it

10

4. L’OFFERTA DIDATTICA I PERIODI Nell’anno accademico 2002/2003 le lezioni si svolgeranno secondo il seguente calendario:

I° periodo: dal 7 ottobre 2002 al 21 dicembre 2002 (11 settimane) II° periodo: dal 24 febbraio 2003 al 12 aprile 2003 e dal 28 aprile al 24 maggio 2003 (11 settimane) I CREDITI Il carico di lavoro dello studente viene pesato attraverso i crediti. Il credito formativo (CFU) è la misura del volume di lavoro di apprendimento, richiesto ad uno studente in possesso di adeguata preparazione iniziale, per l'acquisizione di conoscenze ed abilità nelle attività formative previste dall’ordinamento didattico del Corso di Laurea. Ad ogni credito corrispondono 25 ore di lavoro complessivo per lo studente, che comprende sia le lezioni e le esercitazioni in aula e in laboratorio (attività frontali), sia lo studio individuale, sia altri tipi di attività formative quali ad esempio il tirocinio. La quantità media di lavoro di apprendimento svolto in un anno da uno studente impegnato a tempo pieno negli studi universitari è convenzionalmente fissata in 60 crediti. Ogni attività formativa ha associato un certo numero di crediti, che vengono acquisiti con il superamento di un esame o con altra forma di verifica del profitto, e non sostituiscono il voto. Secondo la regola generale stabilita dalla Facoltà, i crediti assegnati alle attività frontali hanno la seguente corrispondenza: per lezioni o esercitazioni svolte in aula, un credito comporta 8,3 ore in aula e 16,6 ore di studio individuale, e per le esercitazioni sperimentali svolte in laboratorio un credito comporta 12,5 ore in laboratorio e 12,5 ore di studio individuale. IL MANIFESTO PRIMO ANNO DI CORSO

Fondamenti di informatica I (12 CFU*- 1° per.) [ING-INF/05] Matematica (12 CFU - 1° per.) [MAT/05] Fisica generale (12 CFU - 2° per.) [FIS/01] Fondamenti di informatica II (12 CFU* - 2° per.) [ING-INF/05] Programmazione matematica (12 CFU* - 2° per.) [MAT/09]

SECONDO ANNO DI CORSO Elettrotecnica (9 CFU - 1° per.) [ING-IND/31] Reti Logiche (12 CFU - 1° per.) [ING-INF/05] Comunicazioni numeriche (12 CFU- 2° per.) [ING-INF/03] Elettronica digitale (12 CFU - 2° per.) [ING-INF/01] Fondamenti di automatica (12 CFU - 2° per.) [ING-INF/04] Prova di conoscenza della lingua inglese (3 CFU)

TERZO ANNO DI CORSO Calcolatori elettronici (12 CFU- 1° per.) [ING.INF/05] Gestione dell’informazione aziendale (12 CFU- 1° per.) [ING-IND/35] Organizzazione di sistemi operativi e reti (10 CFU* - 2° per.) [ING.INF/05] Un insegnamento tecnico-pratico tra:

Tecnologie informatiche applicate (10 CFU*- 2° per.) [ING-INF/05]

11

Tecnologie per l’automazione industriale (10 CFU* - 2° per.) [ING-INF/04] ovvero

Tirocinio (10 CFU - 2° per.) A scelta dello studente # (10 CFU) Prova finale (6 CFU)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

* di cui 2 di laboratorio # Scelte consigliate:

Basi di dati (10 CFU- 1° per.) [ING-INF/05] Controllo digitale (10 CFU - 2° per.) [ING-INF/04]

Ingegneria dei sistemi software (10 CFU- 1° per.) [ING-INF/05] PRECEDENZE TRA ESAMI [tra parentesi gli esami propedeutici] Basi di dati [Fondamenti di informatica II] Calcolatori elettronici [Fondamenti di informatica II, Reti Logiche] Comunicazioni numeriche [Elettrotecnica] Controllo digitale [Fondamenti di automatica] Elettronica digitale [Elettrotecnica] Elettrotecnica [Fisica generale] Fisica generale [Matematica] Fondamenti di automatica [Fisica generale] Fondamenti di informatica II [Fondamenti di informatica I] Gestione dell’informazione aziendale [Fondamenti di informatica II, Programmazione matematica] Ingegneria dei sistemi software [Fondamenti di informatica II] Organizzazione di sistemi operativi e reti [Calcolatori elettronici] Programmazione matematica [Matematica] Reti Logiche [Fondamenti di informatica I] Tecnologie informatiche applicate [Calcolatori elettronici] Tecnologie per l’automazione industriale [Fondamenti di automatica]

12

5. I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI

13

BASI DI DATI (10 CFU) Docente: Giuseppe ALIA

Numero totale di ore di lezione (L): 59 Numero totale di ore di esercitazione (E) 25 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) -

Propedeuticità: Fondamenti di informatica II

Obiettivi: Fare acquisire competenze teoriche ed esperienze di progetto sulle basi di dati (con particolare riferimento al modello relazionale); illustrare le problematiche relative alla progettazione di sistemi per la gestione di basi di dati, con particolare riguardo alla ottimizzazione delle queries, alla gestione della concorrenza e del recupero da crash.

Programma di massima: Prima parte IL MODELLO RELAZIONALE: Introduzione alle Basi di Dati. Il modello relazionale: relazioni, schemi, attributi e domini. L'algebra relazionale: selezione, proiezione, prodotto cartesiano, ridenominazione, unione, differenza. Operatori derivati: intersezione, join naturale e sue proprietà, theta-join, complemento e complemento attivo, divisione, assegnazione. Il calcolo relazionale delle tuple. Algebra relazionale estesa: proiezione generalizzata, funzioni di aggregazione, outer join. Aggiornamento di relazioni. (L:11, E:1) IL LINGUAGGIO SQL: L'SQL come linguaggio di interrogazione di basi di dati. Le frasi principali select, from, where. Condizioni di ricerca e connettivi and, or, not. La frase order by. Tuple duplicate. Le operazioni as, union, intersect e except.. Le funzioni di aggregazione avg, min, max, sum e count e le frasi group by e having. Sottorichieste e condizioni is null, in, not in, >some, >all, contains, exists, unique. Relazioni derivate. L'SQL come linguaggio di manipolazione di basi di dati. Le viste d'utente. L'SQL come linguaggio di definizione di basi di dati. Definizione di vincoli. (L:6, E:8) PROGETTAZIONE DELLO SCHEMA LOGICO DI UNA BASE DI DATI RELAZIONALE: I vincoli di integrità. La teoria delle dipendenze funzionali. Assiomi di Armstrong e regole derivate. Chiusura di un insieme di dipendenze o di attributi. La forma canonica delle dipendenze funzionali. La decomposizione loss-less join, dependency-preserving e la loro verifica. Anomalie e ridondanza in una base di dati relazionale. Attributi primi. Attributi strutturati e multivalore. Prima e seconda forma normale. Terza forma normale e procedura di generazione automatica. La forma normale di Boyce-Codd. La teoria delle dipendenze multivalore e la quarta forma normale. Procedure di decomposizione automatica per BCNF, 4NF. Generalizzazione delle proprietà di loss-less join e dependency-preserving. Le dipendenze di join e la quinta forma normale. Teorema di Fagin. La forma normale generale Domain-Key. La denormalizzazione. (L:11, E:11) Seconda parte INTRODUZIONE AI SISTEMI PER LA GESTIONE DI DATI:. I sistemi per la gestione degli archivi. I livelli di basi di dati ed i sistemi per la gestione di basi di dati. I linguaggi DDL e DML. Il Data Base Manager e il Data Base Administrator. Tipi di utente. La struttura di un sistema per la gestione di basi di dati. Problemi d’uso. (L:3) PROGETTAZIONE CONCETTUALE. Sistemi informativi e sistemi informatici. Il modello Entity-Relationship. Entità, attributo, relazione. Vincoli di cardinalità. Specializzazione, generalizzazione e aggregazione. Riduzione a modello relazionale. (L:4, E:5) ALTERNATIVE AL MODELLO RELAZIONALE. Il modello orientato agli oggetti e il modello relazionale ad oggetti. Relazioni annidate. Estensioni del linguaggio SQL. Cenni ai sistemi di information retrieval. (L:3) PROGETTAZIONE DELLO SCHEMA FISICO DI UNA BASE DI DATI RELAZIONALE. Tipi di memorie fisiche. La gestione del buffer, tecniche LRU, MRU e toss immediate. L'organizzazione dei file. L'organizzazione delle relazioni nei files. Il dizionario dei dati. Indici densi e sparsi, primari e secondari. Indici organizzati ad albero bilanciato. Funzioni hash statiche e dinamiche. L'accesso con piu' chiavi. (L:8) PROGETTAZIONE DI SISTEMI PER LA GESTIONE DI BASI DI DATI RELAZIONALI. La stima del costo di elaborazione delle queries. Le strategie di selezione e di join. Transazioni e stati. Il controllo della concorrenza. Verifica della serializzabilità di uno schedule. Le tecniche di locking. La starvation. Il rollback in cascata. Il protocollo a due fasi, basato su grafo e a ordinamento orario. La granularita' multipla. Gli schemi multiversione. Il deadlock: prevenzione, rilevamento e recupero. Il recupero da crash. L’uso del file log. Checkpoints e dump. L'impaginazione ombra. Architetture: centralizzate, client-server, parallele, distribuite. Basi di dati distribuite: vantaggi e svantaggi. Replicazione e frammentazione. Join e semijoin. Controllo delle transazioni nei sistemi per la gestione di basi di dati distribuite. (L:13)

Testi di riferimento: �� Silberschatz, H.F. Korth, S. Sudharshan: Database system concepts, McGraw-Hill, IV ed., 2002. �� Materiale fornito dal docente.

Modalità di svolgimento degli esami: �� Iscrizione obbligatoria tramite modulo affisso a cura del docente presso il Dip. di Ingegneria dell’Informazione. �� Prova scritta il cui superamento ammette alla prova orale. Norme più dettagliate si trovano nel materiale

fornito.

14

CALCOLATORI ELETTRONICI (12 CFU) Docente: Graziano FROSINI

Numero totale di ore di lezione (L): 60 Numero totale di ore di esercitazione (E): 40 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) - Propedeuticità: Fondamenti di Informatica II, Reti Logiche Obiettivi: Il corso si propone di illustrare l’architettura di un calcolatore, prendendo come riferimento il Personal Computer e il linguaggio Assembler DJGPP, di pubblico dominio. A tale scopo vengono anzitutto trattati gli aspetti architetturali fondamentali, e vengono fornite le regole di corrispondenza tra C++ e Assembler. Vengono poi illustrati alcuni meccanismi hardware avanzati e viene descritto un semplice nucleo di sistema operativo.

Programma di massima:

ARCHITETTURA DI UN CALCOLATORE: Unità di elaborazione logico-aritmetica e unità in virgola mobile. Circuiti di comando del bus. Memoria centrale e memoria cache. Interfacce. Interruzioni e annidamento. Accesso diretto alla memoria. (L: 15)

MODULI DI PROGRAMMA. Linguaggio Assembler DJGPP. Programmazione a moduli. Assemblatore, Collegatore, Caricatore-rilocatore. Moduli in C/C++. Regole basilari di corrispondenza tra C++ e Assembler. Collegamento tra moduli in linguaggi diversi. (L: 5)

INTERFACCIAMENTO: Tastiera e video. Contatori. Comunicazioni seriali e standard EIA RS232. Interfacce seriali. (L: 5, E: 10)

ASPETTI ARCHITETTURALI AVANZATI: Memoria virtuale. Paginazione. Livelli di privilegio. Multiprogrammazione. Segmentazione. Segmentazione con multiprogrammazione e protezione. Segmentazione con paginazione. (L: 15)

NUCLEO DI SISTEMA OPERATIVO: Processo: descrittore e corpo. Livelli di privilegio di un processo. Schedulazione. Processi in ambiente segmentato. Sincronizzazione e mutua esclusione. Primitive di nucleo. Operazioni di ingresso/uscita. Primitive di I/O. Gestione della memoria dinamica e del timer. (L: 15, E: 10)

CORRISPONDENZA TRA C++ E ASSEMBLER Regole basilari. Identificatori. Funzioni e operatori globali. Classi. Funzioni e operatori membro. Elaborazioni su numeri reali. (L. 5, E: 20)

Testi di riferimento: �� P. Corsini, G. Frosini, B Lazzerini, “Architettura dei Calcolatori con riferimento al Personal Computer”,

McGraw-Hill, Milano. �� G. Frosini, F. Marcelloni, “Regole di Corrispondenza Assembler-C++”, Edizioni ETS – Pisa �� Materiale fornito dal docente Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta/pratica presso il Centro di Calcolo (2 ore) e prova orale. Numero di prove coincidente col

numero di appelli con prova scritta. �� Per la prova scritta, non esistono limiti di votazione per l’ammissione alla prova orale. La prova scritta si

conserva nell’ambito degli appelli che si svolgono nei periodi Gennaio-Aprile e Maggio-Novembre. �� Esercizi di esame con soluzioni disponibili via Internet al sito:

http://www.ing.unipi.it/~d3671/esami

15

COMUNICAZIONI NUMERICHE (12 CFU) Docente: Fabrizio BERIZZI

Numero totale di ore di lezione (L): 66 Numero totale di ore di esercitazione (E): 33 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) - Propedeuticità: Elettrotecnica Obiettivi. La prima parte del corso ha lo scopo di mettere gli allievi in grado di comprendere i concetti e le operazioni fondamentali che stanno all base della elaborazione numerica dei segnali; la seconda parte è dedicata agli aspetti essenziali (modulazione, demodulazione, conversione analogico/digitale accesso multiplo alle risorse di comunicazione per un uso più efficiente) dei sistemi di comunicazione numerica e alla loro struttura. Programma di massima: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SEGNALI. Classificazione dei segnali: segnali determinati, aleatori, analogici, campionati, numerici. Energia/potenza di un segnale. Rappresentazione dei segnali nel dominio della frequenza: trasformata di Fourier: spettro di ampiezza e di fase, densità spettrale di energia/potenza. Filtri lineari tempo-invarianti a tempo continuo.

(L: 16; E: 9) SEGNALI E SISTEMI DISCRETI. Il campionamento dei segnali. Ricostruzione del segnale analogico dai campioni. Spettro di sequenze aperiodiche e periodiche. Trasformata discreta di Fourier. Filtraggio lineare di segnale a tempo discreto. Interpolazione numerica.

(L: 12; E: 6) SEGNALI ALEATORI. Processi stocastici: definizione, stazionarietà, gaussianità. Densità spettrale di potenza. Filtraggio lineare di processi aleatori. Il rumore nei sistemi di comunicazione.

(L: 6; E: 4) MODULAZIONI E SISTEMI NUMERICI. Trasmissione numerica in banda base: modulazione PAM. Strategia ottima di ricezione per trasmissione su canale Gaussiano bianco. Interferenza intersimbolica. Probabilità di errore. Equalizzazione. Trasmissione numerica in banda passante: modulazioni QAM, FSK, PSK e relativi demodulatori. Calcolo delle prestazioni.

(L: 24; E: 14) TECNICHE AD ACCESSO MULTIPLO. Definizione. Tecniche ad accesso a divisione di tempo (TDM), di frequenza (FDM, OFDM). Tecniche di tipo spread spectrum Direct e Frequency Hopping. Codici pesudo-noise. Tecniche di accesso a divisione di codice (CDMA).

(L: 8; E: 0) Testi di riferimento:

�� Esercizi di Teoria dei Segnali I, ETS, F. Berizzi, G. Corsini, M. Luise, F. Giannetti, G.M. Vitetta �� Teoria dei segnali, M. Luise, Mc Graw Hill �� Teoria dei segnali - Segnali determinati, ETS, L. Verrazzani, G . Corsini �� Teoria dei segnali - Segnali Aleatori, ETS, L. Verrazzani, G . Corsini �� An introduction to analog and digital communications, S. Haykin, John Wiley and Sons (JWS) �� Communication System, 4-th edition, S. Haykin, John Wiley and Sons (JWS)

Modalità di svolgimento dell'esame:

�� Prova orale.

16

CONTROLLO DIGITALE (12 CFU) Docente: Aldo BALESTRINO


Propedeuticità: Fondamenti di Automatica

Obiettivi: Presentare un inquadramento sistematico del controllo digitale sia dal punto di vista delle basi teoriche che delle applicazioni . Far comprendere la struttura di un sistema di controllo digitale, le tecniche di progetto e analisi con l’impiego di MATLAB Simulink.


STRUTTURA DI UN SISTEMA DI CONTROLLO DIGITALE. Schema a blocchi. Processi continui e processi discreti. Problemi di compatibilità. Campionamento e conversione analogico/digitale. Attuatori. Sensori. Microcontrollori. Controllori a Logica Programmabile:PLC. (L: 10, E: 5)

MODELLAZIONE MATEMATICA. Rappresentazioni nello spazio di stato. Rappresentazioni simboliche. La tecnica della Z trasformata, proprietà e teoremi. La funzione di trasferimento. Modelli a media mobile, auto regressivi, AR-MA. Il passaggio dal continuo al discreto, tecniche esatte e tecniche approssimate. La scelta del periodo di campionamento. (L: 10, E: 6)

PROPRIETA’ STRUTTURALI. Controllabilità ed osservabilità. Rappresentazioni minime. Assegnamento dei poli. Osservatori dinamici e Principio del Modello Interno. Stabilità secondo Liapunov. Tecniche di analisi della stabilità . La risposta armonica. (L: 10, E: 4)

MODELLI RIDOTTI. Decomposizione ai valori singolari e pseudoinversione. Il problema della complessità dei modelli. Riduzione dei modelli. Bilanciamento. Analisi ai valori singolari. Effetti della finitezza dei registri. (L: 10,E: 4)

CONTROLLO A CICLO APERTO E CONTROLLO A CICLO CHIUSO. Problemi di sensibilità e robustezza. Algoritmi di controllo ottimo a ciclo aperto. Controllo ad orizzonte sfuggente. Controllo predittivo. Tipo di un sistema , regolatori standard e loro sintonia. Sintesi analitica. (L: 10, E: 5)

LUOGO DELLE RADICI. La tecnica del luogo delle radici. Regole di tracciamento. Problemi di analisi. Problemi di sintesi. Luogo reciproco delle radici. (L: 12, E: 5)

APPLICAZIONI E PROSPETTIVE. Esempi di applicazioni. Controllo intelligente e a logica sfocata. Reti neurali. Software per l’identificazione, l’analisi e la progettazione. La prototipizzazione rapida. (L: 4, E:4 )

Testi di riferimento: �� A.Balestrino: Appunti dalle lezioni. �� C.Bonivento, C.Melchiorri, R.Zanasi: Sistemi di Controllo Digitale, Esculapio Ed. Bologna. �� K.J.Astrom, B.Wittenmark: Computer Controlled Systems, Theory and design, Prentice-Hall,Englewood

Cliffs, NJ. �� J.Ackermann: Sampled-data Control Systems, Springer-Verlag, Berlin �� R.Isermann: Digital control Systems, Springer-Verlag, Berlin �� R.H.Middleton, G.C.Goodwin: Digital control and estimatuion, , Prentice-Hall,Englewood Cliffs, NJ. �� J.A.Cadzow, H.R.Martens: Discrete-time and Computer Control Systems, Prentice-Hall,Englewood

Cliffs, NJ. �� J.G.Proakis, D.G.Manolakis: Digital Signal processing, MacMillan, New York.

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova orale.

17

ELETTRONICA DIGITALE (12 CFU) Docente: Massimo MACUCCI


Propedeuticità: Elettrotecnica

Obiettivi: Lo scopo del corso è quello di fornire gli elementi base per la comprensione e l’analisi dei circuiti elettronici, sia analogici sia digitali, con particolare enfasi su questi ultimi. Programma di massima:

CENNI SUI SEMICONDUTTORI E DIODI: Struttura cristallina dei semiconduttori, drogaggio, correnti di diffusione e drift, capacità di diffusione e transizione, giunzione p-n e suo funzionamento, legge di Shockley, meccanismi di breakdown a valanga e Zener, fenomeni di non idealità. (L: 5, E: 3) CIRCUITI CON DIODI: Concetto di retta di carico, circuiti equivalenti del diodo per grandi segnali, tecniche di analisi dei circuiti a diodi, rettificatori, raddrizzatori, interruttore a diodo, tagliatori e fissatori, logica a diodi, modello linearizzato. (L: 4, E: 2) TRANSISTORI BJT E FET: Struttura fisica, principio di funzionamento, caratteristiche di ingresso e uscita, effetto Early, modello di Ebers-Moll, determinazione del punto di riposo, modelli linearizzati. (L: 9, E: 4) CIRCUITI A TRANSITORI: Configurazioni CE, CB, CC, CS, CD, calcolo dell’amplificazione di corrente e di quella di tensione, circuiti multistadio, teorema di Miller, comportamento in frequenza dei circuiti a transistori. (L: 8, E: 5) REAZIONE E AMPLIFICATORI REAZIONATI: Teoria semplificata della reazione, effetti della reazione, amplificatori differenziali, amplificatori operazionali e loro utilizzo in circuiti lineari. (L: 3, E: 2) REGOLATORI LINEARI E A COMMUTAZIONE: Regolatore di tensione serie, regolatori monolitici integrati, alimentatori a commutazione per personal computer, regolatore di corrente. (L: 3, E: 1) COMPARATORI, TRIGGER E LORO APPLICAZIONI: Comparatore ad anello aperto, trigger di Schmitt invertente e non invertente, generatore di onda quadra e rettangolare. (L: 2, E: 1) PROGRAMMA DI SIMULAZIONE SPICE: Scopo, utilizzo e funzionamento del programma di simulazione circuitale SPICE. (L: 2, E: 2) PORTE LOGICHE IN TECNOLOGIA CMOS: Inverter CMOS, parametri caratteristici dei circuiti digitali, calcolo dell’energia dissipata durante la commutazione, fan-in, fan-out, sintesi delle porte logiche tramite il metodo della pull-up/pull-down network, protezione ingressi da scariche elettrostatiche, logica a pass transistor, body effect. (L: 6, E: 2) FAMIGLIE LOGICHE BIPOLARI: Famiglia RTL, famiglia DTL a componenti discreti e a componenti integrati, famiglia TTL, stadio di uscita totem pole, porta NAND TTL, porte TTL complesse, porta TTL tristate, famiglia TTL Schottky, confronto tra le diverse famiglie TTL. (L: 3, E: 2) LOGICA SEQUENZIALE: Latch realizzato con inverter, flip-flop S/R in tecnologia CMOS, flip-flop D e D edge triggered, il circuito integrato NE555 e le sue applicazioni come timer e come multivibratore.(L: 6, E: 3) MEMORIE A SEMICONDUTTORE: Struttura a matrice delle memorie, ROM a diodi, ROM e PROM a MOS, memoria SRAM e DRAM, principio di funzionamento del decoder degli indirizzi (wired NOR), memorie EPROM e EEPROM. (L: 8, E: 3) GENERATORI DI CLOCK: Generatore di onda quadra, oscillatore quarzato di Pierce. (L: 5, E: 2) LOGICA PROGRAMMABILE: Concetto di PAL, struttura e implemetazione della stessa, ASIC e FPGA con vantaggi e svantaggi, struttura FPGA, concetto del TERAMAC e della logica riconfigurabile. (L:2,E:1) Testi di riferimento:

�� Dispense fornite dal docente (disponibili sul sito web del corso a http://brahms.iet.unipi.it/esd) �� S. Sedra and K. C. Smith, “Microelectronic Circuits,” Oxford University Press, New York (1998).

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta (3.5 ore), prova orale. La prova scritta è valida per l’appello corrente e per i due

successivi. In caso di abbandono durante la prova orale si dovrà sostenere una nuova prova scritta.

18

ELETTROTECNICA (9 CFU) Docente: Antonino MUSOLINO

Numero totale di ore di lezione (L): 50 Numero totale di ore di esercitazione (E): 25 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) -

Propedeuticità: Fisica Generale.

Obiettivi: Si introducono i metodi generali per l’analisi delle reti elettriche lineari che vengono utilizzati per lo studio delle reti in regime sia stazionario che transitorio. Vengono quindi introdotte le nozioni di multipolo a multiporta con particolare riferimento ai circuiti a due porte. Lo studio dei principi di funzionamento di alcune macchine elettriche e dei circuiti equivalenti relativi al loro funzionamento in condizione di regime completa gli argomenti trattati a lezione.


PRINCIPI FONDAMENTALI E CIRCUITI RESISTIVI: Bipoli elettrici e loro interconnessioni. I principi di Kirchhoff. Generatori ideali di tensione e corrente. Generatori pilotati. Partitore di tensione e di corrente. Il principio di sostituzione. Il principio di sovrapposizione degli effetti. Teoremi di Thevenin e Norton. Elementi di teoria dei grafi. Il metodo del tableau. Metodo delle correnti di maglia. Metodo delle tensioni di nodo. (L: 10, E: 4)

CIRCUITI IN REGIME PERIODICO: Condensatori ed induttori. Sistemi di induttori mutuamente accoppiati. Il regime sinusoidale. Rappresentazione complessa delle grandezze sinusoidali. Rappresentazione fasoriale delle relazioni tensione corrente. Potenza in un bipolo a regime sinusoidale. Teoremi sulle potenze. Circuiti risonanti. Trasformata serie di Fourier. Analisi dei circuiti lineari sollecitati da generatori di forma d’onda periodica non sinusoidale. Potenza nei circuiti in condizione di regime periodico non sinusoidale.

(L: 14, E: 8)

CIRCUITI IN REGIME TRANSITORIO: Evoluzione aperiodica dei circuiti. Risposta nel dominio del tempo di un circuito. Calcolo delle condizioni iniziali. Trasformata di Laplace. Relazioni tensione corrente nel dominio trasformato. Risposta di un circuito nel dominio di Laplace. Reti con interruttori. (L: 10, E: 5)

MULTIPOLI: Multipoli e multiporta. Reti a due porte. Rappresentazione ingresso uscita delle reti a due porte. Collegamenti tra reti a due porte. Teoremi di Thevenin e Norton generalizzati.. (L: 6, E: 3)

SISTEMI TRIFASE: Componenti di un sistema trifase. Sistemi simmetrici ed equilibrati. Sistemi dissimmetrici e squilibrati. Potenza. Rifasamento. (L: 3, E: 2)

ELEMENTI DI MACCHINE ELETTRICHE: Circuiti magnetici. Il trasformatore ideale e quello reale. Trasformatori trifase. Conversione elettromeccanica dell’energia. Campo magnetico rotante. Macchina asincrona: pricipi di funzionamento e circuito elettrico equivalente. Macchina in corrente continua.(L: 7, E: 3)

Testi di riferimento: �� M. Raugi, Lezioni di Elettrotecnica, SEU Pisa. �� G. Battistini e F. Nencioni, Elettrotecnica, Editrice Le Monnier, Firenze. �� Longo, Analisi dei circuiti elettrici lineari, Libreria Testi Universitari Pisa. �� Longo, G. Becherini, Analisi dei circuiti elettrici lineari - esercizi, Libreria Testi Universitari Pisa

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta (3 ore), prova orale. La prova scritta si conserva anche per gli appelli successivi a

quello in cui è stata sostenuta.

19

FISICA GENERALE (12 CFU) Docente: Sandro FAETTI

Numero totale di ore di lezione (L): 51 Numero totale di ore di esercitazione (E): 48 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) -

Propedeuticità: Matematica.

Obiettivi: Il corso si propone di introdurre gli studenti alle principali leggi della Fisica classica. Il corso e' suddiviso in due parti. Nella prima vengono trattate le nozioni principali concernenti la Cinematica e la Dinamica del punto materiale e vengono introdotti alcuni concetti di base di Termodinamica. Nella seconda parte vengono discusse le proprieta' del Campo Elettrico , del Campo Magnetico e vengono introdotte le equazioni di Maxwell in forma integrale.

Programma di massima

Prima parte:

CINEMATICA DEL PUNTO: Grandezze fisiche e unita' di misura. Sistemi di riferimento. La velocita' e l'accelerazione. Moti in una dimensione: il moto uniforme e il moto uniformemente accelerato. Moti in due dimensioni: moto parabolico e moto circolare ed uniforme. La velocita' angolare. ( L:6 , E:4) DINAMICA DEL PUNTO: Le leggi di Newton e la forza. Lavoro e potenza. L'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. La conservazione dell'energia. La quantita' di moto e la sua conservazione. Alcune forze fondamentali : la forza gravitazionale, la forza elettrica, la forza elastica, Le reazioni vincolari e le forze di contatto. Gli urti e le forze impulsive. (L:8, E:8) TERMODINAMICA : La temperatura e le scale termometriche. Il calore e l'energia termica. Il primo principio. Il secondo principio.Trasformazioni reversibili e irreversibili. (L:6, E:6)

Seconda parte:

ELETTROSTATICA: La legge di Coulomb. Il campo elettrico di una carica puntiforme. Il campo elettrico di una distribuzione di cariche. La legge di Gauss. Campi elettrici di distribuzioni ad alta simmetria. La differenza di potenziale. La circuitazione del campo e il potenziale. L'energia di un sistema di cariche. La densita' di energia del campo. Proprieta' dei conduttori all'equilibrio. Capacita' e condensatori. La costante dielettrica e il campo nei dielettrici. (L:10, E:10) LA CORRENTE ELETTRICA: La corrente e la densita' di corrente. La legge di Ohm. La conservazione della carica e l'equazione di continuita'. Le leggi di Kirchoff. (L:6, E:8) IL CAMPO MAGNETOSTATICO: La forza magnetica e il campo magnetico. Forza su un filo. Momento di forza su una spira. Il momento magnetico. La legge di Biot Savart. La legge di Ampere. Il flusso del campo magnetico. (L:6,E:6) CAMPI VARIABILI NEL TEMPO: La legge di Faraday e la legge di Lenz. Autoinduttanza e mutua induttanza. Energia di un sistema di spire conduttrici. Densita' di energia del campo magnetico. La corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell in forma integrale. (L:9,E:6)

Testi di riferimento: �� SERWAY- Principi di Fisica, Edi SES o, in alternativa, SERWAY- Fisica per Scienze ed Ingegneria

vol. I e II (seconda edizione) Edi SES �� Dispense fornite dal docente disponibili presso la Copisteria Il Campano �� Libro di esercizi: SERWAY . Guida alla soluzione dei problemi di Fisica. �� Esercizi di esame (con soluzioni) disponibili presso la Copisteria Il Campano.

Modalità di esame: 1. Prova scritta e prova orale. Per la prova scritta è richiesta l’iscrizione presso la portineria del Biennio di

Ingegneria. Numero di prove scritte coincidente con il numero di appelli con prova scritta. 2. Lo studente può accedere alla prova orale se la votazione dello scritto è maggiore o uguale a 15. La

prova scritta si conserva nell'ambito degli appelli Gennaio-Febbraio, Maggio-Giugno- Luglio, Settembre-Ottobre.

20

FONDAMENTI DI AUTOMATICA (12 CFU) Docente: Mario INNOCENTI

Numero totale di ore di lezione (L): 63 Numero di ore di esercitazion (E): 36 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) - Propedeuticità: Fisica Generale Obbiettivi: Il corso si propone di fornire le basi per l’analisi ed il controllo di sistemi dinamici continui. Vengono presentate le tecniche principali par la valutazione della stabilità e delle proprietà strutturali. Viene affrontata la sintesi infrequenza di sistemi di controllo su applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione. Lo svolgimento degli argomenti del corso è basato sull’uso del software Matlab/Simulink. Programma di massima INTRODUZIONE AI SISTEMI DINAMICI: Modelli di sistemi dinamici tempo-continui e tempo-discreti. Descrizioni ingresso/uscita e ingresso/stato/uscita, operatore di ritardo e di integrazione. Calcolo operazionale: la trasformata di Laplace. Metodi di anti-trasformazione. (L: 14, E: 4) STABILITÀ E RISPOSTA ARMONICA: Stabilità secondo Liapunov. Criteri di stabilità per sistemi lineari e non lineari. Stima della regione di asintotica stabilità. Criterio di Routh. Risposta armonica per sistemi tempo-continui. Diagrammi di Bode, di Nyquist e di Nichols. (L: 15, E: 48 ELEMENTI FONDAMENTALI DEI SISTEMI DI CONTROLLO: Sistemi compositi. Controllabilità e osservabilità. Forme canoniche di controllo e di osservazione. Azioni di controllo: ciclo aperto e ciclo chiuso, in avanti e in retroazione. Tipo di un sistema. Principio del modello interno. Curve M-N. Legami globali. (L: 14, E: 8) TECNICHE DI SINTESI DEL CONTROLLORE: Sintesi dei sistemi di controllo nel dominio del tempo e della frequenza. Rappresentazioni grafiche, criteri di stabilitá, trasformazione da ciclo aperto a ciclo chiuso. Luogo e contorno delle radici. Reti correttrici. Regolatori standard. Sistemi con ritardo. Sintesi per tentativi, metodo analitico. Sintesi diretta con assegnamento dei poli e osservatore. Sensibilitá alle variazioni parametriche, reiezione dei disturbi. (L: 20, E: 16) Le esercitazioni comprendono l’uso del software Matlab e Simulink. Testi di riferimento: �� P.Bolzern, R.Scattolini, N.Schiavoni: "Fondamenti di Controlli Automatici", McGraw Hill, Milano, 1998. �� Ogata: “Modern Control Engineering”, Prentice Hall, 1997. �� G Dutton, S. Thompson, B Barraclough: “The Art of Control Engineering” Addison Wesley, 1997. �� Dorf: “Modern Control Systems” 1998, Addison Wesley. Modalitá di svolgimento degli esami: Iscrizione all’esame tramite moduli disponibili presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. L’esame prevede una prova orale nella quale è compresa anche la soluzione di esercizi numerici.

21

FONDAMENTI DI INFORMATICA I (12 CFU) Docente: Lanfranco LOPRIORE

Numero totale di ore di lezione (L): 60 Numero totale di ore di esercitazione (E): 30 Numero totale di ore di laboratorio (S): 20

Propedeuticità: Nessuna

Obiettivi: Il corso si propone di illustrare i principi e le tecniche della programmazione. Vengono inoltre analizzati alcuni aspetti dei moderni linguaggi di programmazione ad alto livello, con l’obiettivo di porre i fondamenti per un inquadramento generale dei principali concetti e costrutti. Come linguaggio di riferimento si utilizza il C++, per la sua ampia diffusione in ambito produttivo e industriale. La materia viene presentata mediante largo ricorso ad esempi, evitando per quanto possibile l’uso di programmi che facciano riferimento a concetti matematici avanzati o conoscenze specifiche. La trattazione si esaurisce con i dati astratti e le classi, rimandando ad un insegnamento successivo lo studio della programmazione ad oggetti.

Programma di massima: PROGRAMMAZIONE CON IL LINGUAGGIO C++: Sviluppo di un programma. Il linguaggio C++. Tipi fondamentali. Istruzioni semplici, strutturate e di salto. Funzioni. Riferimenti e puntatori. Array. Strutture e unioni. Altri aspetti delle funzioni. Altre forme di dichiarazione. Memoria libera. Visibilità e collegamento. Classi. Operatori con oggetti classe. Altre proprietà delle classi. Classi per l’ingresso e per l’uscita. (L: 44, E: 23, S: 20)

RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE: Rappresentazione di testi e figure. Le basi di numerazione. Rappresentazione dei numeri all’interno dei calcolatori. Principali operazioni sui naturali in base due e sugli interi in base due. (L: 8, E: 3)

CONCETTI DEI LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE: Interpretazione e traduzione. Il concetto di legame. La struttura dei linguaggi dinamici. Costruttori di tipi. Prodotto cartesiano. Trasformazioni finite. Sequenza. Ricorsione. Unione discriminata. Insieme potenza. Compatibilità di tipo. Problemi con i puntatori. Garbage collection. Aliasing. (L: 8, E: 4)

Testi di riferimento: �� P. Corsini, G. Frosini, Note su Organizzazione di un Calcolatore e Rappresentazione

dell’Informazione. Pisa: Servizio Editoriale Universitario. �� A. Domenici, G. Frosini, Introduzione alla Programmazione ed Elementi di Strutture Dati con il

Linguaggio C++. Milano: Franco Angeli, 2001. �� C. Ghezzi, M. Jazayeri, Programming Language Concepts, Third Edition. New York: Wiley, 1998.

(Traduzione italiana della seconda edizione: Concetti dei Linguaggi di Programmazione. Milano: Franco Angeli, 1989.)

�� L. Lopriore, Programmazione Mediante Esempi Utilizzando il Linguaggio C++, Raccolta di lucidi. Settembre 2002.

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta e prova orale. Numero di prove coincidente col numero degli appelli. �� Iscrizione alla prova scritta mediante modulo esposto a cura del docente presso il Dipartimento di

Ingegneria della Informazione, da effettuarsi entro le ore 12:00 del giorno precedente. �� L’ammissione alla prova orale è subordinata al conseguimento di una valutazione pari o superiore a

15/30 nella prova scritta. La prova scritta rimane valida nell’ambito degli appelli dei periodi di Gennaio-Marzo e di Maggio-Ottobre.

�� Gli esercizi di esame sono disponibili nella dispensa di C. Bernardeschi e L. Lopriore, Esercizi di Programmazione sui Tipi di Dati Astratti Utilizzando il Linguaggio C++, Anno Accademico 2002–2003. Pisa: Servizio Editoriale Universitario.

22

FONDAMENTI DI INFORMATICA II (12 CFU) Docente: Nicoletta DE FRANCESCO

Numero totale di ore di lezione (L): 66 Numero totale di ore di esercitazione (E): 22 Numero totale di ore di laboratorio (S): 22

Propedeuticità: Fondamenti di Informatica I

Obiettivi: La prima parte del corso si propone di introdurre i concetti della programmazione ad oggetti, utilizzando il linguaggio C++, di cui vengono trattati gli aspetti di ereditarietà e polimorfismo. La seconda parte del corso riguarda lo studio delle strutture dati e degli algoritmi più comuni che operano su tali strutture. Viene introdotta la nozione di complessità degli algoritmi e vengono illustrate tecniche per valutarla. L’obiettivo è quello di mettere in grado lo studente di progettare in modo corretto ed efficiente algoritmi, e di saperli valutare. La terza parte del corso si propone di insegnare le conoscenze fondamentali di basi di dati e di mettere in grado lo studente di esprimere semplici interrogazioni su di una base di dati relazionale. Obiettivo del laboratorio è quello di far fare allo studente una semplice ma completa esperienza di progettazione: durante le ore di laboratorio viene sviluppato un progetto utilizzando i concetti del corso, ed in particolare la metodologia orientata agli oggetti.

Programma di massima: PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI CON IL LINGUAGGIO C++: Classi e funzioni modello. Gerarchie di classi. Funzioni virtuali. Derivazione semplice. Metodologie orientate agli oggetti. Gestione delle eccezioni. Classi di ingresso/uscita. (L: 24, E:8, S: 8) ALGORITMI E STRUTTURE DATI: Complessità computazionale concreta: tempo di esecuzione dei programmi, espressioni O-grande, classi di complessità. Complessità dei programmi iterativi. Principi di programmazione ricorsiva. Complessità dei programmi ricorsivi: algoritmo di ordinamento. Classificazione di alcune relazioni di ricorrenza: metodo del divide et impera, relazioni di ricorrenza lineari. Tipi di dati Alberi Binari e Generici: definizione, visite e memorizzazione. Alberi binari di ricerca. Tipo di dato Heap e algoritmo di ordinamento heap-sort. Ricerca in un insieme: metodo hash. Grafi orientati e non orientati visita in profondità, componenti connesse e minimo albero di copertura (algoritmo di Kruskal), cammini minimi ed algoritmo di Dijkstra. (L: 24, E:8, S: 10) BASI DI DATI: Introduzione ai sistemi informativi: basi di dati e sistemi di gestione di basi di dati. Il modello relazionale dei dati. Algebra relazionale. Il linguaggio SQL: definizione di tabelle e sviluppo di interrogazioni Il modello Entità -Relazioni. (L: 18, E:6, S: 4) Testi di riferimento:

�� N. De Francesco, lucidi delle lezioni e delle esercitazioni (sito web del docente) �� D. Dorbolò, G. Frosini, B. Lazzerini, Programmazione a oggetti con riferimento al C++,Ed. Franco

Angeli �� N. De Francesco, A. Bechini, appunti di Algoritmi e strutture dati, sito web del docente �� Atzeni, Ceri, Paraboschi, Torlone, Basi di Dati, Ed. McGraw-Hill.

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta, presentazione di un progetto e prova orale. Numero di prove coincidente col numero

degli appelli �� Iscrizione alla prova scritta mediante modulo esposto a cura del docente presso il Dipartimento di

Ingegneria della Informazione, da effettuarsi entro le ore 12:00 del giorno precedente

23

GESTIONE DELL'INFORMAZIONE AZIENDALE (12 CFU) Docente: Roberto CHIAVACCINI


Propedeuticità: Fondamenti di Informatica II, Programmazione Matematica

Obiettivi: Introdurre gli allievi alle tipiche problematiche delle aziende e dei sistemi informativi aziendali. In particolare mettere gli allievi in condizione di affrontare i temi della contabilità finanziaria, gestionale e del controllo economico di gestione nell'ambito dei sistemi informativi integrati.

Programma di massima: Parte prima: elementi propedeutici

I PARADIGMI DELL'INGEGNERIA AZIENDALE: I problemi aziendali alla luce del metaparadigma caratterizzante l'Ingegneria. La Progettazione dei sistemi aziendali: le variabili, i principi assiomatici ed empirici, l'importanza del superamento dei trade-off progettuali. (L: 6, E: 3) IL COMPITO DELLE AZIENDE: Il Valore come misura del successo di un'azienda. La stella del Valore. Metodi misti per la stima del Valore: il metodo reddituale ed il metodo finanziario. Cenni di matematica finanziaria e di teoria degli investimenti finanziari. (L: 6, E: 3) L'OGGETTO AZIENDA: L'azienda e le informazioni. L'azienda come sistema dinamico complesso caratterizzato dalla componente umana. L'analisi sistemica delle aziende: l'identificazione dei processi operativi, i processi di controllo di breve e di medio-lungo, la struttura fisica dei processi. (L: 6, E: 3) I SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI: Le informazioni in azienda. Le tecnologie informatiche di base. Le persone ed i sistemi informativi. Valori, rischi ed etica. I sistemi informativi per la gestione dei processi operativi: introduzione ai sistemi ERP, CRM, PDM. I sistemi informativi per il controllo: cenni sul Datawarehouse e sulla Business Intelligence. (L: 6, E: 3)

Parte seconda: applicazioni

LA CONTABILITÀ FINANZIARIA: Il bilancio civilistico secondo la IV Direttiva CEE. Il processo di ammortamento. La valorizzazione delle scorte. Il bilancio fiscale. Il bilancio per usi gestionali: le rettifiche, le riclassificazioni e le analisi. Gli indicatori di redditività e finanziari che misurano il Valore creato dall'azienda. La crescita sostenibile e le analisi di breack-even. (L: 10, E: 5) LA CONTABILITA' GESTIONALE: Contabilità gestionale e contabilità finanziaria. I costi per le decisioni. La tradizionale contabilità dei costi: classificazione, rilevazione, allocazione. I nuovi criteri di contabilità dei costi: Activity Based Costing; Just in Time Costing; Life Cycle Costing; Quality Costs.. (L: 10, E: 5) IL CONTROLLO ECONOMICO DI GESTIONE: Il sistema dei Budget. Le fasi per la definizione dei Budget. L'analisi degli scostamenti. Le critiche al sistema di controllo per obiettivi ed i nuovi criteri di gestione. (L: 10, E: 5) APPROFONDIMENTO DEI SISTEMI ERP: I fondamenti. L’evoluzione. I componenti. L’integrazione. Presentazione dei moduli di contabilità e di controlling (L: 12, E: 6)

Testi di riferimento: �� Chiavaccini R., Pratali P.; "Progettare i processi di impresa", Franco Angeli, Milano. �� Dispense fornite dal docente e disponibili su Internet

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova orale.

24

INGEGNERIA DEI SISTEMI SOFTWARE (10 CFU) Docente: Andrea DOMENICI

Numero totale di ore di lezione (L): 55 Numero totale di ore di esercitazione (E) 11 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) 22

Propedeuticità: Fondamenti di Informatica II

Obiettivi: Il corso si propone di illustrare i principi e le tecniche dell'Ingegneria dei Sistemi Software. Verranno illustrati i concetti fondamentali dei processi di sviluppo del software, dei linguaggi di specifica e di progetto, e dei metodi di progettazione. Si farà particolare riferimento alle metodologie orientate agli oggetti.

Programma di massima: IL PROCESSO DI SVILUPPO DEL SOFTWARE: La produzione di software come attività industriale. Ciclo di vita e modelli di processo. L: 4, E: 0, S: 0) ANALISI E SPECIFICA DEI REQUISITI: Concetti generali, linguaggi di specifica, analisi orientata agli oggetti con notazione UML. (L: 15, E: 0, S: 6) PROGETTAZIONE: Tecniche orientate agli oggetti con notazione UML. Progetto architetturale. Progetto di dettaglio. Strumenti per lo sviluppo del software. (L: 12, E: 0, S: 16) CONVALIDA E VERIFICA: Test di unità e di sistema. Test strutturale e funzionale. (L: 2, E: 0, S: 0) PROGETTO DI SISTEMI DISTRIBUITI: Concetti generali. Architetture a oggetti distribuiti. (L: 22, E: 11, S: 0)

Testi di riferimento: � C. Ghezzi, A. fuggetta, S. Morasca, A. Morzenti, M. Pezze', "Ingegneria del Software", Mondadori. � S. Bennet, J. Skelton, K. Lunn, "Introduzione a UML", McGraw-Hill. � Dispense fornite dal docente.

Modalità di svolgimento degli esami: �� L'esame consiste in una prova orale comprendente il previo svolgimento, nella stessa giornata, di un

breve elaborato scritto.

25

MATEMATICA (12 CFU) Docente: Vieri BENCI


Programma di massima: I NUMERI E LE FUNZIONI: Numeri naturali, interi, razionali e reali, il concetto di funzione, disequazioni nel campo reale, il principio di induzione, estremo superiore ed inferiore, il binomio di Newton, i numeri complessi, radice n-esime, funzione esponenziale, risoluzione di semplici equazioni nel campo complesso. (L: 6, E: 3) MATRICI E DETERMINANTI: Operazioni con le matrici, calcolo dei determinanti e loro proprietà, trasformazioni da Rn a Rm (L: 6, E: 3)

SISTEMI LINEARI: Cenni sul metodo di eliminazione di Gauss, matrice inversa, il teorema di Rouché-Capelli. (L: 6, E: 3) ELEMENTI DI GEOMETRIA ANALITICA: Lo spazio vettoriale Rn, nozione di spazio vettoriale astratto, prodotto scalare, ortogonalità fra vettori, disuguaglianza di Schwartz (senza dimostrazione), vettori linearmente indipendenti, concetto di "base", trasformazioni lineari e loro rappresentazione mediante matrici. Equazioni della retta e dell'iperpiano di codimensione 1, cambiamenti di sistemi di riferimento, coordinate polari nel piano, circonferenza, ellisse e parabola, equazioni delle principali quadriche. (L: 6, E: 3) LIMITI DI SUCCESSION: Definizione di limite e prime proprietà, forme indeterminate, teoremi di confronto, alcuni limiti notevoli, il numero e e suo significato, successioni definite per ricorrenza, infiniti ed infinitesimi, cenni alle successioni definite per ricorrenza. (L: 6, E: 3) FUNZIONI CONTINUE: Definizione di continuità, punti di discontinuità, teoremi di Bolzano (con dimostrazione) e di Weierstrass (senza dimostrazione) e loro conseguenze, continuità delle funzioni monotone e delle loro inverse. (L: 6, E: 3) DERIVATE: Definizione di derivata, significato cinematico e geometrico della derivata, regole di derivazione (con dimostrazione), derivate delle funzioni elementari, teorema di Fermat (con dimostrazione), teorema di Rolle (con dimostrazione), teorema di Lagrange (con dimostrazione), funzioni monotone, criterio di monotonia (con dimostrazione), funzioni convesse, formula di Taylor (senza dimostrazione), teoremi di L'Hospital (senza dimostrazione), studio del grafico di funzioni. (L: 6, E: 3) FUNZIONI DI PIÙ VARIABILI REALi:- Dominio e rappresentazione cartesiana, limiti e continuità, derivate parziali, gradiente, significato geometrico e fisico del gradiente, massimi e minimi relativi, matrice hessiana. (L: 6, E: 3) INTEGRALI: Integrale definito e sua interpretazione geometrica, prime proprietà degli integrali definiti, integrale indefinito, teorema fondamentale del calcolo integrale (con dimostrazione), regole di integrazione, calcolo di aree e volumi, integrali impropri. (L: 6, E: 3) SERIE: Serie, serie a termini positivi, serie geometrica, serie armonica generalizzata, criteri di convergenza (integrale, confronto, infinitesimi, radice n-sima, rapporto), serie a segni alterni, convergenza assoluta, serie di Taylor. (L: 6, E: 3) EQUAZIONI DIFFERENZIALI: Definizione e classificazione delle equazioni differenziali, teoremi di esistenza e di unicità, equazioni a variabili separabili, equazioni lineari del primo ordine, equazioni lineari di ordine superiore a coefficienti costanti, struttura dell'insieme delle soluzioni, metodo di variazione delle costanti. Sistemi di equazioni differenziali del primo ordine. Studio qualitativo delle soluzioni, spazio delle fasi. Equazione logistica, equazione di Lotka-Volterra. (L: 6, E: 3)

Testi consigliati �� Marcellini P., Sbordone C., Calcolo, Liguori Editore, Napoli �� V. Benci, Lezioni di Analisi Matematica esposte col metodo degli infinitesimi, Tipografia Editrice

Pisana, 338, 1998

Modalità di svolgimento degli esami: �� Prova scritta (2 ore), prova orale.

26

ORGANIZZAZIONE DI SISTEMI OPERATIVI E RETI (10 CFU)

Docente: Giuseppe ANASTASI

Numero totale di ore di lezione (L): 52 Numero totale di ore di esercitazione (E) 14 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) 22 Propedeuticità: Calcolatori Elettronici Obiettivi: Il corso si compone di due parti: organizzazione dei sistemi operativi e organizzazione delle reti di calcolatori. La prima parte ha lo scopo di illustrare la struttura di un sistema operativo multiprogrammato, e di descrivere le tecniche di amministrazione di un sistema effettivo. La seconda parte ha lo scopo di illustrare i concetti di base sulle reti di calcolatori e sulle tecniche di programmazione in rete, e di descrivere le modalità di installazione e gestione di reti di calcolatori. Programma di massima: SISTEMI OPERATIVI. Organizzazione di un sistema operativo. Gestione dei processi. Gestione della memoria principale. Gestione dei dispositivi di ingresso/uscita. Sistema per la gestione dei file. Interprete dei comandi. Sistemi operativi di rete. Esemplificazioni con Windows e UNIX.

(L: 22, E: 3) RETI DI CALCOLATORI. Introduzione alle reti di calcolatori. Reti locali (Ethernet, Ethernet veloci). Cablaggio di reti locali. Estensioni di reti locali (repeater, bridge, switch). Reti locali wireless (802.11). Reti geografiche. Interconnessione di reti. Instradamento dei pacchetti. I protocolli IP e PPP. Schema di indirizzamento IP. I protocolli TCP e UDP. Internet/Intranet/Extranet.

(L: 18, E: 4) APPLICAZIONI DI RETE. Interfaccia socket. Programmazione di applicazioni client-server. Sistema dei nomi di dominio. Applicazioni di uso comune (Web, FTP, Posta Elettronica, ecc.).

(L: 1, E: 4) SICUREZZA. Sicurezza di sistema e sicurezza di rete. Crittografia a chiave segreta e a chiave pubblica. Autenticazione. Integrità. Firme digitali. Distribuzione delle chiavi e certificazioni. Sicurezza nella rete (IPSec). Sicurezza nelle applicazioni (PGP). Controllo degli accessi. Intrusioni e Virus. Auditing. Firewall. (L: 7, E: 3) AMMINISTRAZIONE DI UN SISTEMA. Installazione e configurazione del sistema operativo. Installazione di dispositivi. Creazione e gestione degli account. Gestione delle risorse condivise. Controllo degli accessi. Programmi antivirus. Gruppi di continuità. Copie di backup. Esercitazioni in ambiente Windows e UNIX. (L: 2, S: 10) GESTIONE DI UNA RETE. Installazione di una rete locale. Collegamento a Internet. Creazione e gestione di account di rete. Gestione delle risorse di rete. Installazione e configurazione di un server Web. Installazione e configurazione di un server di posta elettronica. Configurazione di un firewall. Ricerca di malfunzionamenti. Strumenti di monitoraggio. Esercitazioni con riferimento ad una rete locale con server UNIX e clienti Windows.

(L: 2, S: 12) Testi di riferimento

�� A. Silberschatz, P. Galvin, “Sistemi Operativi, V Edizione”, Addison-Wesley �� D. Comer, “Internet e Reti di Calcolatori”, Addison-Wesley �� Materiale fornito dal docente

Modalità di esame

�� Prova orale + realizzazione di un progettino.

27

PROGRAMMAZIONE MATEMATICA (12 CFU) Docente: Massimo PAPPALARDO

Numero totale di ore di lezione (L): 60 Numero totale di ore di esercitazione (E) 28 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) 20 Propedeuticità: Matematica Obiettivi: Il corso ha lo scopo di introdurre alcune problematiche di interesse per l’ingegneria informatica, nelle quali le teorie ed i metodi matematici giocano un ruolo fondamentale. Teorie e metodi matematici vengono indotti partendo dai problemi, e viene mostrato come è possibile formulare un modello matematico avente proprietà che risulteranno utili anche per la risoluzione numerica. Si analizzerà poi la parte metodologica della programmazione matematica (lineare, non lineare e discreta) e si illustreranno gli algoritmi principali di risoluzione e la relativa implementazione in MATLAB. Programma di massima: PROBLEMI: Problema della progettazione e gestione dei trasporti. Problema dei turni. Problemi di localizzazione. Problemi di gestione ottima di risorse limitate. Problemi di miscelazione ottimale. Problemi di cammini minimi. Problemi di flusso massimo. Problemi di flusso di costo minimo. Problema del ciclo hamiltoniano ottimo. Problemi di assegnamento. (L. 8, E: 0) CALCOLO DIFFERENZIALE: Struttura di R^n: metrica, norma, prodotto scalare. Limiti e continuita’ per funzioni di piu’ variabili. Calcolo differenziale per funzioni di più variabili: derivate parziali, derivate direzionali, differenziale, gradiente, matrice hessiana. Teorema del differenziale totale e teorema dell’inversione delle derivate miste. Differenziale di funzioni composte. Minimi liberi. Metodo del gradiente con ricerca esatta. Minimi vincolati, moltiplicatori di Lagrange-Kuhn-Tucker. Algoritmo di Frank-Wolfe per problemi convessi su poliedri. (L: 20, E: 10) PROGRAMMAZIONE LINEARE: Poliedri e loro rappresentazione. Teorema fondamentale della PL. Risoluzione geometrica della PL. Soluzioni di base degeneri e non degeneri e complementari. Problema duale, teorema della dualita’ forte e teorema degli scarti complementari. Condizioni di ottimo e loro interpretazione. Algoritmo del simplesso: correttezza e finitezza. (L: 14, E: 8) PROGRAMMAZIONE LINEARE SU GRAFI E PROGRAMMAZIONE INTERA: Elementi di teoria dei grafi: cammini, cicli, alberi di copertura, matrici di incidenza, equazioni di bilancio. Algoritmo del simplesso per il problema del flusso di costo minimo. Interpretazione del cambio di base. Flussi e potenziali di base, ammissibili e degeneri per problemi capacitati e non capacitati. Teorema di Bellman. Cenni sul metodo dei piani di taglio. (L: 10, E: 6) SERIE DI FUNZIONI: Successioni di funzioni: convergenza puntuale ed uniforme. Serie di funzioni: convergenza puntuale, uniforme e assoluta. Teoremi di continuita’ ed integrabilita’ per la convergenza uniforme. Serie di potenze: raggio di convergenza, teorema di Abel. Serie di Fourier: coefficienti di Fourier e disuguaglianza di Bessel. Successione trigonometrica ortonormale. Serie trigonometriche. (L: 8, E: 4) MATLAB: Comandi di base. Il “toolbox-optimization”. Funzioni di piu’ variabili e calcolo del gradiente. Algoritmi del gradiente ed algoritmo di Frank-Wolfe. Algoritmo del simplesso. Gestione di grafi e reti. Algoritmo del simplesso su reti. Algoritmo di Ford-Fulkerson. (S: 20)

Testi di riferimento:

�� M. Pappalardo, Lezioni di Programmazione Matematica, S.E.U., 2002. �� Apostol, Calcolo-Volume 3, Boringhieri.

Modalità di svolgimento degli esami:

�� Iscrizione presso il Dipartimento di Matematica Applicata, prima della prova scritta. �� Prova scritta, prova pratica presso il Centro di Calcolo e prova orale. Numero di prove scritte e

pratiche coincidente col numero di appelli con prova scritta. �� La prova scritta si conserva nell’ambito degli appelli di Gennaio-Febbraio ed in quelli di Maggio-

Giugno-Luglio-Settembre.

28

RETI LOGICHE (12 CFU) Docente: Paolo CORSINI


Propedeuticità: Fondamenti di Informatica I

Obiettivi: Dare un inquadramento sistematico alle varie classi di reti logiche, enfatizzando le modalità di descrizione attraverso il linguaggio HDL Verilog. Far comprendere la struttura interna di un calcolatore semplice ma completo.


ORGANIZZAZIONE FUNZIONALE DI UN CALCOLATORE: Schema a blocchi. Tecniche di indirizzamento degli operandi e principali istruzioni dei processori della famiglia INTEL 80x86. Il linguaggio assembler MASM, il Debug ed il Code View per processori della famiglia 80x86 (è dato allo studente il compito di acquisire familiarità con l’ambiente di sviluppo, utilizzando le risorse del Centro di Servizi Informatici della Facoltà). (L: 12, E: 12)

RETI COMBINATORIE: Le porte AND, OR, NOT, NAND e NOR; il decodificatore/demultiplatore; il multiplatore. Le porte a tre strati e le loro applicazioni. Modalità di descrizione, trattazione algebrica e sintesi ottima delle reti combinatorie. I transitori e le alee. (L: 6, E: 4)

RETI SEQUENZIALI ASINCRONE: Modelli funzionali, modalità di descrizione e modelli implementativi. I flip-flop SR, D latch e D edge-triggered. Le memorie RAM. (L: 5, E: 5)

RETI SEQUENZIALI SINCRONIZZATE: L'elemento di registro; i registri in traslazione e i contatori. Reti sequenziali sincronizzate di Moore, di Mealy e di Mealy Ritardato: modelli funzionali, modalità di descrizione, modelli implementativi. Il flip-flop J-K. Reti sequenziali complesse: descrizione in un linguaggio di trasferimento tra registri, sintesi in accordo al modello strutturale con parte operativa e parte controllo (con particolare riferimento ai modelli microprogrammati). (L: 10, E: 5)

STRUTTURA FISICA DI UN CALCOLATORE: Moduli di base e loro collegamento. Struttura interna del processore; della memoria e di alcune interfacce (parallele, seriali, di conteggio e per la conversione A/D e D/A). L’ingresso/uscita dati a controllo di programma. Il meccanismo di interruzione ed il controllore di interruzione. Tecniche di interruzione nell'ingresso/uscita dati. (la trattazione della maggior parte degli argomenti elencati in questo capoverso costituisce anche una esemplificazione sull’uso di reti combinatorie e sequenziali). (L: 15, E: 16)

ALGORITMI E RETI DI TIPO ARITMETICO: Richiami sulla rappresentazione dei numeri naturali, interi e reali; gli algoritmi e le reti fondamentali per una aritmetica dei numeri naturali e dei numeri interi. (L: 7, E: 2)

Testi di riferimento: �� Corsini, Dalle porte AND OR NOT al Sistema Calcolatore: un Viaggio nel Mondo delle Reti

Logiche utilizzando il Linguaggio Verilog, Editrice Tecnico Scientifica ETS, Pisa. �� Corsini, Il Calcolatore EBx86, Architettura e Manuale d'Uso, SEU, Pisa. �� Rizzo, L'Aritmetica dei Calcolatori, SEU, Pisa. �� Dispense fornite dal docente.

Modalità di svolgimento degli esami: Prova scritta (3 ore), prova pratica presso il Centro di Calcolo (programma in assembler MASM - 2 ore), prova orale. La prova scritta e quella pratica si conservano anche per l’appello successivo a quello in cui sono state sostenute.

29

TECNOLOGIE INFORMATICHE APPLICATE (10 CFU) Docente: Marco Avvenuti

Numero totale di ore di lezione (L): 66 Numero totale di ore di esercitazione (E) - Numero totale di ore di laboratorio (S): 22 Propedeuticita`: Calcolatori Elettronici

Obiettivi: Illustrare la struttura interna di un personal computer (processore pipeline, bus, periferiche). Descrivere le tecnologie di base del Web. Insegnare a gestire i servizi di rete e a progettare semplici applicazioni Web.

Programma di massima: ARCHITETTURA DEI SISTEMI DI ELEBORAZIONE Cenni sulle linee di trasmissione. Bus sincroni e asincroni. Mutua esclusione e condivisione delle risorse su un bus: master/slave, multimaster, arbitraggio. Arbitri asincroni e sincroni. Studio di alcuni bus commerciali (PCI, USB, SCSI). Soluzioni architetturali per l'incremento delle prestazioni dei processori: fasi di una istruzione, esecuzione pipeline, unità funzionali multiple. Processori RISC: criteri di progetto, formato istruzioni, controllo di flusso e chiamata di sottoprogramma. Sistemi a processori multipli e problematiche realizzative. Le periferiche: porte parallele, porte seriali asincrone, sistemi con requisiti temporali stretti, trasferimento a blocchi. Microcontrollori: funzioni, architettura e principi di programmazione. Simulazione logica: livelli logici, simulazione a tempo discreto, simulazione ad eventi. (L: 44, S: 2)

TECNOLOGIE PER APPLICAZIONI DI RETE. Il Web come esempio di architettura distribuita client-server. Il linguaggio HTML. Javascript e pagine dinamiche. Il protocollo HTTP. L'interfaccia CGI. Script e Forms. Applet e Servlet Java. La Cache del Web: consistenza della cache, costi e benefici. Sicurezza nelle applicazioni Web: Secure Socket Layer (SSL), il protocollo S-HTTP. Le esercitazioni di laboratorio prevedono lo sviluppo di applicazioni con interfaccia CGI, Javascript e CSS (L: 22, S: 20)

Testi di riferimento:

�� Luigi Rizzo: "Sistemi di Elaborazione 1", SEU, PISA, 1996. �� C. Bates: "Web Programming", Wiley, 2002. �� Dispense fornite dal docente

Modalità di svolgimento degli esami:

�� Prova orale. �� Iscrizione all'esame tramite moduli disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria

dell'Informazione.

30

TECNOLOGIE PER L'AUTOMAZIONE INDUSTRIALE (10 CFU) Docente: Andrea CAITI

Numero totale di ore di lezione (L): 50 Numero totale di ore di esercitazione (E) 16 Numero totale di eventuali ore di laboratorio (S) 22

Propedeuticità: Fondamenti di Automatica

Obiettivi: L’insegnamento ha lo scopo di far acquisire conoscenze di base sulla struttura generale di un sistema di controllo e di far apprendere le modalità sia simulative sia implementative delle componenti di controllo (software, hardware), di misura, di attuazione e di comunicazione. Al termine del corso l’allievo deve essere in grado: di individuare la componentistica necessaria all’automazione di un processo industriale; di progettare un sistema di regolazione appropriato alla componentistica scelta; di verificare con strumenti CAD l’adeguattezza delle scelte effettuate; di scrivere pseudo-codice per esecuzione su PLC.

Programma di massima: I COMPONENTI DI UN SISTEMA DI CONTROLLO: Schemi a blocchi e schemi equivalenti. (L: 2; E: 2) ATTUATORI: Motori in corrente continua, motori brushless, motori passo-passo; il synchro. (L: 6, E: 2) SENSORI: Caratteristiche generali, precisione, sensitività, accuratezza,, caratteristiche statiche e dinamiche; misure di processo (pressione, portata, temperatura); potenziometri; tachimetri; encoder; estensimetri; sensori ad induttanza. (L: 10; E: 4) CONDIZIONAMENTO ANALOGICO DEI SEGNALI: Effetti del carico; filtri passivi ed anti-alias; filtri attivi, amplificatori operazionali, amplificatori di misura; conversione corrente-tensione e tensione-corrente. (L:6; E: 2) CONTROLLORI INDUSTRIALI - PLC: Standard IEC 1131; componenti di un sistema PLC e loro dimensionamento; pseudo-linguaggi per la programmazione, diagrammi a scala, Sequential Functional Chart. (L: 12, S: 8) SISTEMI DI COMUNICAZIONE DIGITALE PER IL CONTROLLO E LA SUPERVISIONE DI PROCESSO: Modello ISO/OSI; reti digitali di impianto, topologie e protocolli di comunicazione; bus di campo, smart sensors (L: 6; E: 2) SISTEMI INFORMATIVI PER LA GESTIONE, SUPERVISIONE E COMANDO DI PROCESSO: Sistemi SCADA; controllo statistico di processo (L: 4; E: 4) PROGETTO ASSISTITO AL CALCOLATORE DI UN SISTEMA DI CONTROLLO: Simulazione ed analisi di prestazioni; il sistema Matlab/Simulink (L: 4; S: 14) Testi di riferimento:

�� G. Magnani, “Tecnologie dei Sistemi di Controllo”, McGraw Hill Italia �� P. Chiacchio, “PLC e automazione industriale”, McGraw Hill Italia

Modalità di svolgimento degli esami: �� La prova finale del corso si svolge come progetto di un sistema di regolazione per sistemi fisici

telecontrollati. Gli studenti dovranno presentare una relazione tecnica che individua l’obiettivo della regolazione, le soluzioni proposte, la validazione di tali soluzioni con strumenti CAD, i risultati ottenuti sul sistema fisico, la verifica delle specifiche richieste sul sistema. La relazione tecnica presentata è quindi oggetto di discussione in sede di esame orale.

31

NOTE _______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

32

NOTE _______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

33

NOTE _______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

34

NOTE _______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

35

NOTE _______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Corso di Laurea in INGEGNERIA INFORMATICA - unipi.it · 2002. 8. 2. · E-mail:...

Documents

Transcript of Corso di Laurea in INGEGNERIA INFORMATICA - unipi.it · 2002. 8. 2. · E-mail:...