Digital technologies engineering

Il corso introduce i principi fondamentali dell’elettrodinamica con attenzione agli aspetti utili alla trasmissione di segnali e alla propagazione delle onde negli ambienti reali. Vengono presentate le equazioni di Maxwell, le relazioni costitutive dei mezzi dielettrici, magnetici e conduttori, e i concetti di polarizzazione, perdite e dispersione, Sono descritte le proprietà delle onde piane, introducendo i parametri caratteristici della propagazione, il vettore di Poynting e il concetto di energia elettromagnetica. Saranno presentate le condizioni di continuità dei campi che permettono di descrivere riflessione, trasmissione e assorbimento su interfacce piane, introducendo anche i coefficienti dipendenti da polarizzazione. I concetti introdotti nel corso saranno utilizzati per descrivere modelli di propagazione elettromagnetica tipicamente utilizzati nei sistemi wireless (riflessione ionosferica, effetti della attenuazione atmosferica, propagazione in ambiente urbano, modelli di propagazione satellitari).

• Introduzione alle equazioni di Maxwell; - relazioni costitutive dei mezzi dielettrici, magnetici e conduttori - concetti di polarizzazione, perdite e dispersione; - proprietà delle onde piane, e parametri caratteristici della propagazione; - vettore di Poynting e il concetto di energia elettromagnetica. - condizioni di continuità dei campi: riflessione, trasmissione e assorbimento su interfacce piane, introduzione dei coefficienti dipendenti da polarizzazione. - modelli di propagazione elettromagnetica tipicamente utilizzati nei sistemi wireless (riflessione ionosferica, effetti della attenuazione atmosferica, propagazione in ambiente urbano, modelli di propagazione satellitari).

Operazioni tra grandezze vettoriali, principali sistemi di riferimento, operatori differenziali, cinematica, elettrostatica, magnetostatica.

Frequenza delle lezioni e studio del materiale fornito.

Attraverso esercizi/progetti svolti in classe, gli studenti avranno la possibilità di esercitarsi e prepararsi per affrontare la prova d’esame. Le lezioni frontali, coadiuvate da esercitazioni di laboratorio, consentiranno agli studenti di sviluppare un solido background per superare l’esame.

Appunti forniti dal docente. Halliday, D., Resnick, R. and Walker, J. (2014) Fundamental of Physics. 10th Edition, Wiley and Sons, New York. "Appunti di Campi Elettromagnetici" - G. Manara, A. Monorchio, P. Nepa. Edizioni "Il Campano"

Il corso fornisce agli studenti i principi fondamentali della gestione e dell'economia industriale, con particolare attenzione agli aspetti organizzativi, manageriali ed economici dei sistemi produttivi e industriali. Gli studenti acquisiranno conoscenze sulla gestione per processi, sui sistemi di gestione per la qualità, sulle metodologie di project management, sulle tecniche di analisi dei costi, sui metodi di valutazione degli investimenti e sugli approcci per il miglioramento delle prestazioni produttive. Il corso mira a sviluppare le capacità analitiche necessarie a supportare i processi decisionali nei contesti industriali.

È raccomandata una conoscenza di base dei fondamenti di matematica.

Le attività didattiche comprendono:

• Lezioni frontali.
• Esempi numerici ed esercitazioni guidate.
• Analisi di casi di studio industriali.
• Discussione di applicazioni produttive reali.
• Presentazione di strumenti e metodologie pratiche utilizzati nell'ingegneria e nella gestione industriale.

Il conseguimento dei risultati di apprendimento è verificato mediante una prova scritta costituita da domande aperte e brevi esercizi numerici relativi a tutti gli argomenti del corso. È prevista una prova orale facoltativa, finalizzata ad approfondire la valutazione della preparazione dello studente ed eventualmente a modificare il voto conseguito nella prova scritta.

Dispense, slide e materiale integrativo forniti dal docente.

Lo studente che completa l'insegnamento con successo avrà conoscenze su (i) concetti di base della rappresentazione dell'informazione e dell'architettura di un calcolatore; (ii) principi della programmazione strutturata in un linguaggio di alto livello; (iii) un sottoinsieme significativo del linguaggio di programmazione C++ (classi escluse). 

Rappresentazione dell'informazione e organizzazione di un calcolatore. Modello generale dell'architettura del calcolatore. Rappresentazione binaria dell'informazione: numeri, testi ed immagini. Fondamenti di programmazione. Il concetto di algoritmo. Sintassi e semantica di un linguaggio di programmazione. Metodologie di programmazione strutturata. Il linguaggio C++: tipi fondamentali, operatori e espressioni, strutture di controllo, arrays, puntatori e riferimenti. Funzioni, strutture e unioni. Allocazione dinamica della Memoria. Ingresso/Uscita dei dati. Algoritmi di ricerca e di ordinamento. Programmazione a moduli. Strutture dati: Lista, Coda, Pila. Un ambiente di sviluppo integrato (IDE) per il linguaggio C++. Compilazione, collegamento e debugging.

Nessuno.

Lo studente acquisirà un approccio rigoroso all'analisi di problemi informatici, alla descrizione di algoritmi e allo sviluppo di programmi.

Le capacità verranno verificate durante l'esame facendo svolgere alcuni esercizi di programmazione sulle strutture dati più comuni (vettori, matrici e liste), oppure un esercizio di progettazione ed implementazione di una struttura dati più complessa, con le relative funzioni, a partire dalle specifiche del problema descritte in linguaggio naturale.

Prova scritta: esercizi di programmazione in C++.

Prova orale: domande sul programma del corso.

[1] Domenici, G. Frosini, Introduzione alla Programmazione ed Elementi di Strutture Dati con il Linguaggio C++, Franco Angeli, Milano (va bene dalla quinta edizione in poi).

[2] P. Corsini, G. Frosini, Note su organizzazione di un calcolatore: rappresentazione dell'informazione, Edizioni ETS, Piazza Carrara, 16-19, Pisa, 2017.

[3] M. Cococcioni. Materiale didattico di supporto alle lezioni del corso di Fondamenti di Programmazione (slide – canale MS Teams del corso)

[4] M. Cococcioni. Esercizi svolti (canale MS Teams del corso) 

Acquisire solide basi della meccanica, dell’elettromagnetismo e della termodinamica, nonché le competenze necessarie ad applicare questi principi a problemi di fisica e di ingegneria.

Conoscenze di base di matematica, tra cui algebra, trigonometria, geometria analitica, calcolo differenziale e calcolo integrale.

I risultati dell’apprendimento sono verificati mediante una prova scritta, seguita da una prova orale. La valutazione considera sia la comprensione teorica sia la capacità di risoluzione dei problemi.

L’esame consiste in una prova scritta con risoluzione di problemi seguita da una prova orale sugli argomenti del corso. La prova scritta può essere suddivisa in prove in itinere.

Può essere utilizzato qualsiasi manuale universitario di Fisica Generale. Un testo di riferimento consigliato è: D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamental of physics, Wiley.

Gli studenti che completeranno con successo il corso acquisiranno una conoscenza di base dell'architettura e dei protocolli di Internet, dei principali comandi di rete Linux e dell'utilizzo di Wireshark per l'acquisizione e l'analisi dei pacchetti.

Reti di calcolatori e Internet

• Gli elementi fondamentali di Internet
• Principi architetturali delle reti di calcolatori
• Ritardi e perdite nelle reti a commutazione di pacchetto
• Livelli dei protocolli e relativi modelli di servizio

Livello di Applicazione

• Architetture client/server e peer-to-peer (P2P)
• DNS
• Cenni su HTTP

Livello di Trasporto

• Servizi del livello di trasporto
• UDP
• Meccanismi per il controllo di flusso e congestione nel TCP
• Varianti del TCP
• QUIC e HTTP/3

Livello di Rete

• IPv4
• NAT e DHCP
• IPv6
• Protocolli di routing

Esercitazioni di laboratorio

• Comandi di rete Linux
• Wireshark

Conoscenza di base della programmazione informatica

Lo studente sarà in grado di comprendere il funzionamento dei principali protocolli e dispositivi di rete.

Discussioni aperte durante le sessioni di laboratorio saranno utilizzate per verificare l'acquisizione delle competenze tecniche da parte degli studenti.

• Testo di riferimento: James F. Kurose, Keith W. Ross, "Computer Networking: A Top-Down Approach", Pearson Addison-Wesley
• Slide delle lezioni
• Sito web del testo di riferimento
• Materiale fornito dal docente sui comandi di rete Linux

Lo studente che completerà con successo il modulo di algebra lineare acquisirà una conoscenza pratica dei principali strumenti dell'algebra lineare (sistemi lineari, matrici, autovalori, ecc.).

Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito una conoscenza solida dei metodi e dei concetti fondamentali del calcolo differenziale e integrale per funzioni reali di più variabili. Avranno inoltre sviluppato una buona conoscenza del calcolo in spazi Euclidei, dello studio di curve e superfici, e saranno in grado di lavorare con campi di vettori e con relativi operatori differenziali e integrali.

 Trigonometria elementare; geometria analitica elementare (equazione della retta e delle coniche in forma canonica);

E' altamente consigliato avere seguito con profitto il corso di Analisi 1

La valutazione avviene tramite esami scritti e orali.

Esame conclusivo.

Prova scritta (con orale facoltativo aggiuntivo a richiesta).

Per il corso di algebra lineare, il docente intende fornire una serie di appunti scritti. Altri testi di riferimento sono:

• “Geometria e algebra lineare” di Bruno Martelli, disponibile online
• “Algebra lineare. Per tutti” di Lorenzo Robbiano
• “Schuam's Outlines, Linear Algebra” (6ª edizione) di Seymour Lipschutz e Marc Lipson.   

Questo libro (in inglese) contiene soluzioni dettagliate a centinaia di esercizi

Obiettivo del corso è l'acquisizione delle conoscenze teoriche fondamentali del calcolo differenziale e integrale per funzioni reali di una variabile reale e delle equazioni differenziali ordinarie, unitamente agli elementi base delle successioni, delle serie numeriche e dei numeri complessi. Questo bagaglio di conoscenze fornirà l'intelaiatura matematica e il rigore logico indispensabili per la successiva modellizzazione, l'analisi algoritmica e la risoluzione dei problemi tipici delle scienze ingegneristiche e delle tecnologie digitali.

Si richiede la conoscenza del calcolo aritmetico ed algebrico fondamentale: proprietà di base delle quattro operazioni e delle funzioni elementari per la manipolazione di uguaglianze e disuguaglianze. Sarà utile avere acquisito una idea anche intuitiva degli insiemi numerici degli interi, razionali

e reali.

Lo studente sarà incentivato a partecipare in modo attivo ponendo domande durante le lezioni e usufruendo degli orari di ricevimento per chiarire eventuali dubbi. Inoltre, tramite la somministrazione di test settimanali a risposta multipla, sarà stimolato a mantenere uno studio costante e regolare durante la settimana; questi test fungeranno sia da strumento personale di autovalutazione continua, sia da canale di riscontro tempestivo per i docenti sul livello di comprensione generale del corso. Lo studente svilupperà un approccio proattivo e rigoroso nell'analisi dei problemi, abituandosi a non applicare meccanicamente formule o procedimenti risolutivi, ma a ricercare costantemente i nessi logici e la coerenza delle soluzioni.

La verifica delle capacità di applicare gli strumenti analitici e di risoluzione dei problemi avverrà principalmente attraverso la prova scritta, in cui lo studente dovrà dimostrare di saper risolvere esercizi pratici riguardanti gli argomenti del corso. Inoltre, sia nella prova scritta che in quella orale, lo studente dovrà dimostrare di saper sfruttare le conoscenze teoriche apprese per riconoscere i limiti di applicabilità delle tecniche utilizzate, valutando criticamente la validità delle ipotesi matematiche e la coerenza logica dei passaggi analitici prima di procedere alla risoluzione.

L'esame si articola in una prova scritta e una prova orale. Durante il corso verranno svolti delle prove parziali che potranno sostituire la prova scritta.

• Analisi matematica 1 di Marco Bramanti, Carlo D. Pagani, Sandro Salsa Zanichelli. * Appunti di Analisi Matematica, Emanuele Paolini