Elenco c): II anno

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021

Modulo: Circuiti ed algoritmi per il trattamento dei segnali

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	ING-IND/31
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	36M061 TRATTAMENTO DEI SEGNALI AMBIENTALI in Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-35 LM-30 MORABITO FRANCESCO CARLO
Docente	Francesco Carlo MORABITO
Obiettivi	N.D.
Programma	Introduzione al trattamento dei Segnali (CFU 1) Generalità sul trattamento dei segnali, segnali analogici, campionamento e conversione AD e DA, segnali a tempo discreto (numerici), equazioni alle differenze lineari a coefficienti costanti, rappresentazione nel dominio del tempo e della frequenza, segnali aleatori multi-dimensionali, statistiche di ordine superiore al secondo, processi stocastici, concetti di teoria della stima, metodo della massima verosimiglianza, stima del minimo errore quadratico medio, metodo della massima probabilità a posteriori, elementi di teoria dell’informazione, entropia informazionale, informazione mutua, negentropia, correntropia, metodo di stima a massima entropia, metodi di ottimizzazione. Rappresentazione di sistemi digitali mediante grafi e schemi a blocchi, strutture di rete fondamentali per sistemi FIR e IIR. Algoritmi di Soft Computing e di Analisi Multirisoluzione e Multidimensionale (CFU 2) Sistemi adattivi, stima del gradiente, metodi iterativi, apprendimento Hebbiano, reti auto-organizzanti. Pattern recognition: formulazioni, classificatori lineari e non lineari, trattamento dell’incertezza, problemi rappresentativi in diversi ambiti di ricerca. Algoritmi avanzati per l’elaborazione dei segnali, studio serie temporali, Analisi nel dominio della frequenza, Trasformata di Fourier, Short-Time Fourier Transform, analisi di segnali nel dominio tempo-frequenza, elaborazione di segnali non stazionari, segnali e sistemi non lineari, trasformata Wavelet Continua e Discreta, decomposizione Wavelet, applicazioni pratiche della trasformata Wavelet, Principal Component Analysis (PCA), Independent Component Analysis (ICA), applicazioni PCA e ICA. Implementazione numerica degli algoritmi (CFU 1) Introduzione al MATLAB, nozioni preliminari, potenzialità e limiti del software, programmare con l’editor di MATLAB; introduzione all’uso dei Toolboxes: Signal Processing, Wavelet, Algoritmi PCA e ICA, EEGLAB, ICA-lab, FAST-ICA. Introduzione ai segnali ambientali (CFU 1) Nozione di segnale ambientale; tecniche di rilievo di segnali e dati ambientali; manipolazione di database di natura ambientale; elementi di data mining; gestione delle informazioni e dati ambientali. Tecniche di elaborazione dei segnali ambientali (CFU1) Sistemi di acquisizione e conversione A/D; interfacce di acquisizione; sensori per la registrazione di segnali ambientali; raccolta e selezione di campioni; sistemi statistici per il trattamento di dati ambientali; trattamento outliers; Teoria della decisione statistica. Implementazione di algoritmi per l’analisi multi-risoluzione e multidimensionale di segnali ambientali; modelli per la simulazione di sistemi ambientali; elaborazione numerica di segnali ambientali; rumore; progettazione ed implementazione di circuiti e sistemi per il trattamento di segnali ambientali esempi di dati meteorologici e satellitari; esercitazioni di laboratorio.
Testi docente	Principe, Eliano, Neural and Adaptive Systems, IEEE Bishop, Statistical Pattern Recognition, Oxford University Press Materiale del corso fornito dal docente Audio-lezioni del docente
Erogazione tradizionale	No
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	No
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	No
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	No
Prova pratica	No

Docente

FABIO LA FORESTA

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Modulo: INTERNET OF THINGS

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	ING-INF/03
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	1000593 INTERNET OF THINGS in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 MOLINARO ANTONELLA
Docente	Antonella MOLINARO
Obiettivi	Il corso si propone di fornire le nozioni di base relative al paradigma in forte ascesa nello scenario dell’ICT, l’Internet of Things, alle tecnologie che lo caratterizzano e alle soluzioni di rete che sottendono alle infrastrutture globali per l’interoperabilità di elementi di una IoT. Il corso inoltre intende fornire le conoscenze sui principi di base delle reti di comunicazione device2device con particolare attenzione alle reti inter-veicolari. CONOSCENZA E COMPRENSIONE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce le principali soluzioni tecnologiche e protocollari impiegate nell'ambito dell’IoT e delle sue applicazioni. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare soluzioni basate sulle tecnologie e i protocolli presentati durante il corso. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche sui concetti erogati durante il corso e sapere impostare campagne di misure sperimentali per l'analisi prestazionale delle tecnologie e protocolli presentati ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio nel commentare in maniera critica i risultati ottenuti. ABILITÀ COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione dello studente che deve essere in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle principali tecnologie IoT e IoV, e presentare i tool utilizzati e i risultati ottenuti nella prova pratica. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia possibili evoluzioni delle tecnologie e protocolli presentati durante il corso, applicare le metodologie di valutazione apprese a nuove tecnologie, e utilizzare strumenti per la valutazione delle prestazioni. MODALITÀ DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE: Gli esami di accertamento e di valutazione consistono: - in una prova progettuale, da svolgere in gruppo, volta ad accertare la capacità di analizzare il comportamento dei protocolli e delle tecnologie presentati durante il corso tramite strumenti sperimentali e di valutarne le prestazioni. - in una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso. Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la prova progettuale che per quella orale. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale e possegga competenze sufficienti nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte progettuale e dimostri buone competenze nella parte orale. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte progettuale che in quella teorica può essere attribuita la lode.
Programma	Introduzione al concetto di IoT La prima generazione di IoT: Tagged Things • Principali innovazioni • Principali soluzioni architetturali: rete EPCglobal, architetture per comunicazioni Machine-to-Machine, architetture per integrazione RFID e WSN in IoT • Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali La seconda generazione di IoT: completa interconnessione delle "cose" e (social) web of things • Principali innovazioni • Principali soluzioni architetturali: 6loWPAN, CoRe Architecture, Web of Things, Social Web of Things • Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali La terza generazione di IoT: l'era dei “social objects”, il “cloud computing”, e “future internet” • Principali innovazioni • Principali soluzion architetturali: IoT e Cloud computing, Edge e Fog computing per IoT, Social-IoT, IoT e ICN • Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali Scenari applicativi per ambienti intelligenti: dalla smart home alla smart city alla smart grid • Principali tecnologie abilitanti layer-2: dalle reti WPAN alle reti LPWAN (SigFox, LoRA, LTE-M, NB-IoT) • Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali Il caso di Internet dei Veicoli (IoV) • Principali innovazioni • Principali soluzioni architetturali: ETSI ITS station; il protocollo WAVE; V2X e la rete cellulare 5G • Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali Durante il corso saranno tenute alcune lezioni pratiche e di laboratorio su argomenti specifici (es. OMA Lightweight M2M, COAP, MQTT, ecc.).
Testi docente	Materiale didattico • Lucidi preparati dal docente • The Internet of Things: From RFID to the Next-Generation Pervasive Networked Systems, Auerbach Pub. 2008 • Interconnecting Smart Objects with IP: The Next Internet, Jean-Philippe Vasseur and Adam Dunkels, Morgan Kaufmann, 2010 • The Internet of Things in the Cloud: A Middleware Perspective, Honbo Zhou, Taylor & Francis • 6LoWPAN: The Wireless Embedded Internet, Zach Shelby, Carsten Bormann, Wiley 2009 • Vehicular ad hoc Networks, Standards, Solutions, and Research, Springer, 2015
Erogazione tradizionale	Sì
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	Sì
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	Sì
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	No
Prova pratica	No

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Modulo: SICUREZZA INFORMATICA

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	ING-INF/05
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	1001482 CyberSecurity in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 BUCCAFURRI FRANCESCO ANTONIO
Docente	Francesco BUCCAFURRI
Obiettivi	OBIETTIVI FORMATIVI Gli obiettivi formativi del corso, in accordo ai descrittori di Dublino, sono i seguenti: 1) Conoscenze e capacità di comprensione Conoscenza dei concetti fondamentali, delle metodologie, degli algoritmi, dei protocolli, delle tecnologie e degli standard di base nel dominio della cybersecurity. 2) Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione Capacità basilare di applicare le conoscenze per la progettazione di misure di sicurezza di un sistema IT. 3) Capacità di trarre conclusioni Capacità basilare di valutare in maniera critica diverse soluzioni di sicurezza 4) Abilità comunicative Capacità di comunicare con adeguata competenza tecnica e con linguaggio appropriato in ambito cybersecurity 5) Capacità di apprendere Capacità di apprendimento di nuove metodologie, algoritmi, protocolli, tecnologie e standard nel dominio della cybersecurity. MODALITA' DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE La prova d'esame consiste in una prova orale la cui durata media è di 30 minuti. Nella prova orale vengono discussi i concetti illustrati a lezione inerenti al programma del corso, spaziando su almeno 3 argomenti diversi. L’obiettivo della prova orale, in relazione ai descrittore di Dublino, è quello di valutare: 1) Conoscenze e capacità di comprensione Il grado di conoscenza dei concetti fondamentali, delle metodologie, degli algoritmi, dei protocolli, delle tecnologie e degli standard di base nel dominio della cybersecurity. 2) Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione La capacità basilare di applicare le conoscenze per la progettazione di misure di sicurezza di un sistema IT. 3) Capacità di trarre conclusioni La capacità basilare di valutare in maniera critica diverse soluzioni di sicurezza 4) Abilità comunicative La capacità di comunicare con adeguata competenza tecnica e con linguaggio appropriato in ambito cybersecurity 5) Capacità di apprendere In misura minore, la capacità di apprendimento di nuove metodologie, algoritmi, protocolli, tecnologie e standard nel dominio della cybersecurity. Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite; Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma	Parte I: Introduzione Concetti basilari. Minaccia di vulnerabilità, attacco L'attaccante Ingegneria sociale Servizi di sicurezza e meccanismi di sicurezza (X.800) Gestione e pianificazione della sicurezza informatica Standard per sistemi di gestione della sicurezza delle informazioni ISO-IEC 27001-27002 Parte II. Crittografia Introduzione alla crittografia. Funzioni one-way e trap-door Ciphers Cifratura simmetrica e a chiave pubblica Principi di confusione e diffusione Crittografia classica Attacchi e criptoanalisi Modelli di attacco • Known Ciphertext Attack • Known Plaintext Attack • Chosen Plaintext Attack • Chosen Ciphertext Attack Crittografia moderna Crittografie a blocchi e crittografie a flusso Rete di Feistel Data Encryption Standard (DES). Inconvenienti di DES • Chiavi deboli • Dimensione della chiave • Meet in the middle attack Triple DES AES Modalità di funzionamento della cifratura a blocchi • ECB • CBC • Cipher feedback • Counter Pseudo and True Random Number Generators (PRNG and TRNG) Stream Ciphers • RC4. Hash crittografico • SHA1 - SHA-256 Attacco del compleanno Crittografie a chiave pubblica • RSA Vulnerabilità di RSA Autenticazione dei messaggi basata su crittografia simmetrica e a chiave pubblica Autenticazione dei messaggi basata su hash crittografici (MAC): • Prefisso segreto • Postfisso segreto • HMAC Crittografia a chiave pubblica e firma digitale Blind signature PKI X.509 e autorità di certificazione Firma elettronica qualificata PKCS # 7 Vulnerabilità della firma digitale Aspetti normativi europei e nazionali Parte III. Sicurezza di rete introduzione Peer Entity Authentication: protocolli challenge-response Controllo degli accessi e autorizzazioni Algoritmo Diffie-Hellman e scambio di chiavi Approcci basati su KDC (Key Distribution Center) • Kerberos Approcci basati su PKI X.509 SAML e Open-ID Connect OTP (One time password) Schema di Lamport per l'autenticazione Standard per l'autenticazione Sicurezza IP • IPsec: Transport and Tunneling, Authentication Header (AH) e Encapsulating Security Payload (ESP). DNS poisoning Sicurezza web • TLS Parte IV: nozioni avanzate Malware (virus, worm, spyware, trojan, ecc.). BOTNETS Incident Response e SOC (Security Operation Center) Information Hiding (Watermarking e Steganografia) Introduzione a Blockchain
Testi docente	William Stallings, Sicurezza delle reti: Applicazioni e standard – 3 - Ed.
Erogazione tradizionale	No
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	No
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	No
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	No
Prova pratica	No

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Ulteriori informazioni

Modulo: Teoria della crittografia

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	MAT/03
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Docente	VITTORIA BONANZINGA
Obiettivi	Conoscenza delle nozioni di base dell'Algebra, della Teoria dei numeri e della Geometria che risultano fondamentali nello sviluppo di protocolli crittografici. Conoscenza degli strumenti e delle tecniche proprie dell’Algebra, della teoria dei numeri e della Geometria per lo studio di protocolli crittografici. Capacità di comprendere ed utilizzare strumenti matematici adeguati per la risoluzione di problemi di Crittografia. Capacità di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato. Gli studenti vengono valutati attraverso esercizi relativi al programma del corso e possibilmente attraverso una prova orale. I possibili argomenti su cui si concentrerà l'esame sono: 1. Equazioni ed aritmetica 2. Le congruenze 3. Proprietà aritmetiche dei numeri primi 4. Campi 5. Crittografia: crittografia classica 6. Crittografia a chiave pubblica 7.Curve ellittiche: equazione di Weierstrass, gruppo dei punti di una curva ellittica, curve ellittiche su campi finiti. 8. Crittosistemi basati sulle curve ellittiche: scambio di chiavi di Diffie-Hellmann, protocollo di ElGamal. 9. Fattorizzazione con le curve ellittiche 10. Test di primalità con le curve ellittiche. Nelle verifiche in itinere si valutano le capacità critiche raggiunte dallo Studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del Corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tali verifiche in itinere hanno una durata di 30 minuti. La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti delle verifiche in itinere e sugli argomenti teorici che fanno parte del programma del corso. Si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato e la capacità di esposizione. Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 30 - 30 e lode: ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, spiccata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 26 - 29: conoscenza completa degli argomenti, buona proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, discreta proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali e del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze acquisite; Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma	Richiami sui numeri interi e sui campi finiti, aritmetica modulare, funzione di Eulero, teorema cinese del resto. Struttura di Z/pZ. Teorema di Gauss: esistenza delle radici primitive. - Primalità e fattorizzazione: conseguenze del Piccolo Teorema di Fermat, numeri pseudoprimi, alcuni test di primalità (Fermat, Miller-Rabin), metodo(p-1) di Pollard per la fattorizzazione. Cenni sulla complessità degli algoritmi. - Sistemi crittografici simmetrici e crittografia a chiave pubblica: RSA. Crittosistema di Diffie ed Hellman. Il problema del logaritmo discreto. - Curve ellittiche: equazione di Weierstrass, gruppo dei punti di una curva ellittica, curve ellittiche su campi finiti. Crittosistemi basati sulle curve ellittiche: scambio di chiavi di Diffie-Hellmann, protocollo di ElGamal. -Fattorizzazione con le curve ellittiche, test di primalità con le curve ellittiche.
Testi docente	1.N. Koblitz. A Course in Number Theory and Cryptography, Second Edition, Springer, 1994. 2. A. Languasco, A. Zaccagnini. Introduzione alla Crittografia, Ulrico Hoepli Editore, Milano, 2004. 3. A. Languasco, A Zaccagnini, Manuale di Crittografia, 2015, Hoepli Informatica. 4. Articoli recenti per lo sviluppo di progetti specifici.
Erogazione tradizionale	Sì
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	Sì
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	Sì
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	Sì
Prova pratica	No

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Ulteriori informazioni

Modulo: TEORIA DEI GRAFI

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	MAT/03
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	1000274 Teoria dei Grafi in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 FAILLA GIOIA
Docente	Gioia FAILLA
Obiettivi	Conoscenza delle nozioni di base di grafi planari e problema della K-colorazione, di concetti base di algebra di algebra computazionale, quali ordinamenti monomiali, basi di Groebner, per studiare i grafi con strumenti di algebra computazionale. Conoscenza degli strumenti e delle tecniche proprie della teoria dei Grafi riguardanti la Copertura minimale di un grafo, il problema della k-colorazione e del calcolo dei cili di un grafo. Capacità di comprendere e utilizzare strumenti matematici adeguati per la risoluzione di problemi di connessione tramite l'utilizzo dei grafi. Capacità di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato. Capacità di utilizzare il software di algebra computazionale per la risoluzione di problemi riguardanti il calcolo dei cicli in un grafo, la k-colorazione e la copertura minimale di un grafo.. Conoscenze relative agli aspetti metodologico-operativi della Teoria dei grafi, ai fini dell’interpretazione e descrizione di applicazioni nell’ambito dell’Ingegneria, ad esempio applicazioni nell'ambito delle reti elettriche, problemi di flusso e dei trasporti. Modalità di accreditamento e valutazione: I possibili argomenti su cui verterà l'esame sono: 1. ciclo, multigrafo, grafo completo, grafo bipartito, cammini, circuiti, connettività, componenti, punto di taglio. (5pt) 2. Rappresentazione di grafi. Alberi e grafi planari. Grafi diretti.(3 pt) 3. Problema di cammino minimo. Matrice di adiacenza. Matrice di incidenza.Cammini e circuiti euleriani.( 4t) 4. Grafi e colorazioni. Alberi con radice. Alberi di copertura minimali. (4pt) 5. Circuito Hamiltoniano. Grafo euleriano. Grafo Hamiltoniano. Flussi. Teorema di Eulero. Algoritmo di Dijkstra.(5 pt) 6. Studio della K-colorazione, della copertura minimale di un grafo e del calcolo dei cicli di un grafo mediante l'utilizzo dell'algebra computazionale. (5 pt) 7. Utilizzo del software CoCoA per la risoluzione di esercizi(4pt) Nelle verifiche in itinere si valutano le capacità critiche raggiunte dallo Studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del Corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tali verifiche in itinere hanno una durata di 30 minuti. La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti delle verifiche in itinere e sugli argomenti teorici che fanno parte del programma del corso. Si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato e la capacità di esposizione. Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 30 - 30 e lode: ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, spiccata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 26 - 29: conoscenza completa degli argomenti, buona proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, discreta proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali e del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze acquisite; Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma	Origini: problema dei ponti di Königsberg. Definizioni e concetti fondamentali: definizioni, ciclo, multigrafo, grafo completo, grafo bipartito, cammini, circuiti, connettività, componenti, punto di taglio. Rappresentazione di grafi. Alberi e grafi planari. Grafi diretti. Matrici e spazi vettoriali di grafi. Cammini e circuiti euleriani. Problema di cammino minimo. Matrice di adiacenza. Matrice di incidenza. Matching. Grafi e colorazioni. Alberi con radice. Alberi di copertura minimali. Reti. Cammini nelle reti. Circuito Hamiltoniano. Grafo euleriano. Grafo Hamiltoniano. Flussi. Teorema di Eulero. Algoritmo di Dijkstra. Studio della K-colorazione, della copertura minimale di un grafo e del calcolo dei cicli di un grafo mediante l'utilizzo dell'algebra computazionale. Precisamente introduzione del concetto di Base di Groebner e suo utilizzo sia dal punto vista teorico che pratico nell'uso del software di algebra computazionale CoCoA. Esempi di applicazioni della teoria dei grafi ai trasporti, alle reti elettriche, alle reti di calcolatori per la distribuzione e l’immagazzinamento di informazioni.
Testi docente	W. D. Wallis, A Beginner’s Guide to Graph Theory, Second edition, Birkhäuser, 2007. W.W. Adams, P. Loustaunau, An Introduction to Groebner Bases, American Mathematical Society, 2012 Tutorial software CoCoA (Capani - G. Niesi - L. Robbiano, A system for doing computations in commutative algebra, Available via anonymous ftp from: cocoa.dima.unige.it.)
Erogazione tradizionale	Sì
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	Sì
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	No
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	Sì
Prova pratica	No

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Ulteriori informazioni

Modulo: Calcolo numerico

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	MAT/08
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	1001196 Calcolo numerico in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 COTRONEI MARIANTONIA
Docente	Mariantonia COTRONEI
Obiettivi	Il corso si propone di fornire le conoscenze di base relative ai principali metodi dell’algebra lineare numerica, dell’approssimazione di dati, dell’ottimizzazione numerica e di introdurre gli ambienti di calcolo scientifico Matlab e Octave. Gli obiettivi formativi del corso prevedono l’acquisizione di: capacità di costruire modelli numerici e di progettare algoritmi risolutivi; consapevolezza delle problematiche relative all’utilizzo del calcolatore per la risoluzione di problemi matematici; capacità di implementare algoritmi numerici sul calcolatore, realizzare test numerici e analizzare criticamente i risultati ottenuti. Le lezioni di teoria si svolgeranno con l'uso di slides e con spiegazioni dettagliate alla lavagna. Le lezioni pratiche si svolgeranno con l'ausilio dei PC presenti nelle Aule di Informatica. MODALITA' DI VALUTAZIONE L’esame prevede una prova pratica (da svolgersi utilizzando il proprio laptop o uno dei computer delle Aule di Informatica), e una prova orale. La prova pratica, della durata di 4 ore, ha lo scopo di verificare se lo studente ha sviluppato sia le competenze richieste che le capacità di applicare le conoscenze acquisite. Sarà somministrato un test con tre esercizi, che potranno prevedere l’implementazione in Matlab/Octave di un metodo numerico e/o la realizzazione di test numerici. A conclusione della prova lo studente elaborerà una breve sintesi scritta commentata relativa a quanto svolto/ottenuto. La prova si riterrà superata se lo studente implementa correttamente almeno 1 metodo e realizza almeno 1 test numerico con un’esauriente analisi critica dei risultati. La valutazione sarà effettuata usando una scala di giudizi, da “insufficiente” ad “ottimo”. La corrispondenza tra tali giudizi e il range dei voti in trentesimi è indicativamente la seguente: “ottimo” (29-30), “buono” (26-28), “discreto” (23-25), “sufficiente” (18-22), “insufficiente” (<18). La prova orale si svolgerà previo superamento della prova pratica (giudicata almeno “sufficiente”) e servirà ad accertare le conoscenze degli argomenti oggetto delle lezioni e specificati nel programma, la capacità di approfondimento e le abilità comunicative. Il voto nella prova orale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 29 - 30: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio 26 - 28: conoscenza completa degli argomenti, piena proprietà di linguaggio; 24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio; 21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma scarsa padronanza degli stessi, sufficiente proprietà di linguaggio; 18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, appena sufficiente proprietà di linguaggio; Insufficiente: scarsa conoscenza degli argomenti trattati durante il corso. La votazione finale terrà conto, in egual misura, sia del giudizio ottenuto nella prova pratica che della valutazione della prova orale. La lode sarà assegnata in caso di giudizio “ottimo” nella prova pratica e di voto uguale a 30 nella prova orale.
Programma	ARITMETICA FLOATING-POINT E ANALISI DEGLI ERRORI Rappresentazione dei numeri in un calcolatore. Precisione numerica. Aritmetica floatingpoint. Errori e loro propagazione. Condizionamento di un problema matematico. Stabilità di un algoritmo. SISTEMI DI EQUAZIONI LINEARI Richiami di calcolo matriciale. Analisi di stabilità per sistemi lineari. Numero di condizionamento di una matrice. Metodi diretti. Risoluzione di sistemi triangolari. Metodo di eliminazione di Gauss. Pivoting. Fattorizzazione LU. Metodi iterativi. Matrice di iterazione. Convergenza e rapidità di convergenza. Criteri d'arresto. Metodo di Richardson e del gradiente. APPROSSIMAZIONE DI FUNZIONI E DI DATI Interpolazione polinomiale. Polinomio interpolatore nella forma di Lagrange. Interpolazione trigonometrica e FFT. Effetto Runge. Interpolazione con funzioni spline. Spline lineari e cubiche. Approssimazione nel senso dei minimi quadrati. Sistemi sovradeterminati. OTTIMIZZAZIONE NUMERICA Ottimizzazione non vincolata. Metodi per funzioni monodimensionali: bisezione, Newton, di ricerca dicotomica, sezione aurea, interpolazione parabolica. Metodi di discesa: gradiente, Newton, quasi-Newton, gradiente coniugato. Cenni su metodi di ottimizzazione vincolata. INTRODUZIONE AL MATLAB Ambiente di calcolo scientifico Matlab: comandi principali, matrici, funzioni matematiche. Istruzioni per la grafica. Progettazione e sviluppo dei programmi. Implementazione di metodi numerici e analisi/validazione dei risultati su problemi test.
Testi docente	A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio. Calcolo Scientifico. Esercizi e problemi risolti con MATLAB e Octave, Springer.
Erogazione tradizionale	No
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	No
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	No
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	No
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	No
Prova pratica	No

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Modulo: Fondamenti di bioingegneria elettronica

Corso	Ingegneria Elettronica
Curriculum	Curriculum unico
Orientamento	Elettronica per la biomedica
Anno Accademico	2020/2021
Crediti	6
Settore Scientifico Disciplinare	ING-INF/06
Anno	Secondo anno
Unità temporale	Secondo semestre
Ore aula	48
Attività formativa	Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Erogazione	1001238 Fondamenti di bioingegneria elettronica in Ingegneria dell'Informazione L-8 Bibbò Luigi
Docente	LUIGI BIBBO'
Obiettivi	N.D.
Programma	Il corso prevede le seguenti unità didattiche: 1- Bioingegneria elettronica • Definizione • Area di attivita’ 2- Segnali biologici • Sorgenti • Classificazione 3-Strumentazione biomedica • Classificazione • Definizione e principali caratteristiche • Apparecchiature 4-Metodologie di acquisizione e elaborazione dei segnali biomedici • ECG • EMG • Bioimmagini 5- Sensori e Trasduttori • Classificazione • Parametrici caratteristici • Principi fisici utilizzati 6- Realtà Virtuale 7- Analisi dei dati e metodi decisionali • Informatica medica (biodati,biosegnali,bioimmagini,biofilmati) • Sistemi esperti e reti neurali 8- Sicurezza elettrica della strumentazione biomedica 9-Nanobiotecnologie • Definizione • Classificazione • Strutture 10-Strumenti di caratterizzazione 11-Metamateriali • Definizioni • Funzionalità e proprietà
Testi docente	The Biomedical Engineering Handbook, Joseph D. Bronzino. Medical Instrumentation, J.G. Webster. Handbook of Nanotechnology, Bharat Bhushan Editor, Springer. Handbook of Nanomaterials, Bharat Bhushan Editor, Springer. Sono altresì fornite su Microsoft Teams le dispense sugli argomenti trattati durante il corso .
Erogazione tradizionale	Sì
Erogazione a distanza	No
Frequenza obbligatoria	Sì
Valutazione prova scritta	No
Valutazione prova orale	Sì
Valutazione test attitudinale	No
Valutazione progetto	No
Valutazione tirocinio	No
Valutazione in itinere	No
Prova pratica	No

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