TELECOMUNICAZIONI DELLE

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CORSO DI LAUREA IN

INGEGNERIA DELLE

TELECOMUNICAZIONI

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TELECOMUNICAZIONI 265

1.Profilo Professionale.

Gliobbiettiviculturali,tecnico-scientifici e professionalichesiproponeilCorso di Laurea in Ingegner ia delle Telec omun icazioni si riferiscono, in genera le, ad una formazione indirizzataallasoluzione diproblemiconcementilaproduzionee gestione dibeniediservizi riguardantiil trasferim ento a distanzadi informazion i solitamente sotto forma di segnali elettrici.Come taleessa si rivolgespecificamentea coloroche opererannoprofessionalmente:

nellaprogettazione,nellarealizzazionee nell'esercizi odi apparatie di sistemi finalizzati allafornitura dei serviziditelecomunicazioni,e cioe'al trasferimentodiinformazioni e immag ini (fisse o in movimen to); tra tali serv izi vanno compresi sia quelli piu' tradizionalivolti a consentirecolloqui uomo-uomo, siaquelliditipo telematico,legati allainstaurazione dicolloqui uomo-macchinae macchina-macchina;

nella progettazion e enella realizzazionedi apparati e sistemi perl'elaborazionenumerica di segnali, in relazione alle specifiche manipolazioni dei segnali stess i (codifiche, filtraggi,compressioni,espansioni,ecc),oalla estrazione di informazioni contenutenei segnalistessi;

nellaprogettazione e nella realizzazione diapparatiedi sistemi per il rilevamento eil -riconoscimento perviaelettromagnetica, destinatiallalocalizzazionedi oggetti fissioin movimento,all'acquisizionedi dati meteorologici, al controllo del traffico terrestre,aereo e navale, ecc.

Le caratte risticheprofessionali dicolorochesi occupano da un punto di vistatecnico- scientifico dell'areaora descritta sisonovenute delineando in modosempre più precisonegli ultimi venti anni,tanto che oggie'possibile identificare una figuraprofessional e tipica di questa area, ben distinta rispetto ad altre analogamente emergenti dal vasto settore dell'Ingegneria dell'Informazione.

A tale identificazione di profilo professionale corrisponde, nel mondo produttivo nazionale, un vasto insieme di attivita' industrialie di esercizi o riguardanti i sistemi ed apparati di telecomunicazioni e di tel erile vamento, nonche' le tecnich e di trattamento dell'informazionead essi collegate.

A proposito delle cara tte ris tiche del profilo profe ssionale dell'ingegnere delle comunicazioni, occorre sottolineare che ad esse concorrono in egual misura sia conoscenze approfondite di base sulletecnologie dei componenti elettronici e ottici, sullo "hardware"

degli apparati esugli aspetti"software",sia metodologie distudio, progettazionee gestionedi sistemi complessi.

Lacaratterizzazionespecifica della Laurea in IngegneriadelleTelecomunicazioniche si propone di realizzare la Facoltà di Ingegneria del Politecni co di Torino, come appare dall'elenco dei corsiobbligatori e dai loro contenuti illustrati nei paragrafi successivi, mette tuttavia l'accento in modo particolare da un lato sugli aspetti metodologici e sistemici dei problemi di trasmissione, di rete e di trattamento numerico dei segnali, dall'altro sulla conoscenza approfondita dei canali dicomun icazione, siano essibasati sulla propagazione elettromagneticaliberao guidata,a frequenzeradiood ottiche.

Lapossibilità'diapprofondire aspetti più' specìficatamente tecnologici viene offerta agli studenti mediante appropriate scelte dellematerie da inserire a completamento del curriculum degli studi.

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266 TELECOMUNICAZIONI

2 - Insegnamenti obbligatori.

La scelta propostaper gli insegnamenti obbligatori,globalmente considerati (stabiliti in sede nazionale per tutti i per tutti i Corsi di laurea,per il settore dell'informazione, per la Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni,oppure fissati insede locale dalla Facoltà)e' mirata a fornire una preparazionesia di basesia specifica tecnico-professionale congruente con le indicazionidi profilo professionaleprecedentemente esposte.

Per quanto riguarda la formazione matematica di base,oltre al "corpus"tradizionalmente impartito negli attuali insegnamenti del biennio (analisi matematica, geometria, si pone l'accento su materie che si ritengono indispensabili per la formazione di un ingegnere delle Telecomunicazioni,in particolare "Calcolo Numerico" e "Calcolo delle Probabilita"'. Pertanto, il numero di unita' didattiche dedicato alla preparazione di base di tipo matematico e' portato a 5(a fronte del minimo di 4 fissato dal Decreto di riordino).

La preparazione di base e'completata da un corso di Chimica, secondo i requisiti richiesti dal decreto di Riordino.

La cultura ingegneristica di base e' fornita da cinque corsi a spettro ampio, ed in particolare:

tre corsi ridotti,uno di "Meccanica Applicata alle Macchine", uno di "Sistemi Energetici"

e uno di "Termodinamica Applicata"con lo scopo di fornire gli elementi necessari alla comprensione dei fenomeni fondamentali sia termodinamici sia meccanici e alla modellazione funzionale dei corrispondenti sistemi,nella loro essenzialità.E' previsto l'obbligo dell'insegnamento di Meccanica Applicata alle macchine e di uno fra i restanti due insegnamenti

un corso di Controlli Automatici, destinato a fornire una preparazione prevalentemente a livello informativo nel settore dell'Automazione e dei Controlli.

un corso di Istituzioni di Economia, nel quale vengono presentati i principi di Economia e di Gestione Aziendale, con una attenzione particolare alla specifica realta' dei Servizi, particolarmente importante nell'ambitodelle Telecomunicazioni.

La preparazione professionale nel campo informatico è fornita da tre corsi, due dei quali sono a carattere formativo generale nel campo dell'informatica (Fondamenti di Informatica e Sistemi Informativi I), mentre il terzo (Sistemi Informativi II) dovrà fornire le nozioni metodologiche e la preparazione necessarie per una moderna professionalità nel campo della progettazione, sviluppo e gestione di software complesso, quale si riscontra nelle applicazioni delle telecomunicazioni alle tecniche moderne.

Per quanto riguarda la preparazione specifica nel campo delle Telecomunicazioni, sono previsti anzitutto due corsi di base, quello di "Teoria dei Segnali" destinato a fornire solide basi metodo logiche per l'analisi e la rappresentazione dei segnali sia deterministici sia aleatori, seguito da quello di "Comunicazioni Elettriche", nel quale vengono impartite le nozioni fondamentali sulle tecniche di modulazione e trasmissione (sia analogiche sia numeriche), sulla teoria dell'informazione e sui codici nonché sulle problematiche fondamentali delle Reti di Telecomunicazioni.

Seguono tre corsi destinati alla preparazione professionale specifica nei tre settori fondamentali delle Telecomunicazioni, quali la Trasmissione (corso di Trasmissione Numerica), le reti (corso di Reti di Telecomunicazioni) e il trattamento numerico dei segnali

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(corso di Elaborazione numerica deisegnali).E'previstol'obbligo di almeno duefratali corsi, a scelta dello studente.

Per quanto riguarda la preparazione nel settore dell'Elettromagnetismo,èprevistoun corso di base di "Campi Elettromagnetici 1-, seguito da un secondo insegnamento (Campi elettromagnetici II) dedicato principalmente ai problemi di antenne e propagazione, con cenni alle questioni concernenti il telerilevamento per via elettromagnetica e i componenti a microonde e optoelettronici

Infine,per quanto riguarda gli aspetti piu' specificatamente"hardware" ,si prevede un corso di base di Elettronica Applicata, seguito da uno di Microelettronica, nel quale le possibilità offerte dalla moderne tecniche microelettroniche verranno presentate accanto alle limitazioni sistemistiche e progettuali da esse imposte.Completa il quadro un corso di misure, (Misure sui Sistemi di Trasmissione e Telemisure), specificatamente orientato agli apparati e ai sistemi di Telecomunicazioni.

Il quadro didattico di insegnamenti obbligatorisopra delineato vincola rigidamente 21,S annualità, 2 annualità a scelta fra tre corsi e 0,5 annualità a scelta fra due corsi; le rimanenti5 annualità, necessarie per il completamento del curriculum basato su 29 annualità sono da utilizzare per la definizione di appropriati orientamenti e per le scelte libere dello studente.

Il quadro complessivo degli insegnamenti obbligatori è sintetizzato nelle tabelleseguenti;

la prima riguardagli studenti che frequenteranno il III anno nell'Anno Accademico 1991-92,e tiene conto del transitorio di avvio della laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni; la seconda, invece rappresenta la distribuzione delle materie a regime, ed è valida per gli studenti che nel 1991-92frequenterannoil I o il II anno.

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Tabella 1-Pianopergli studentichefrequentanoil 1110annonel 1991-92

Anno loperiododidattico ^- 2^operiododidattico

1 Analisimatematica I Geometri aI

Chimica Fisica I

Fondamentidiinformatica

2 Analisi matematica II Cacolo numerico(r)

FisicaII AnalisimatematicaIII(r)

Teoria dei circuiti# Calcolo delle probabilità Tennodinamica applicata(r)

Meccanic aapplicataalle macchine (r)

3 Teoria dei segnali Comunicaz ionielettriche Campi elettromagneticiI Campi elettromagnetici II Elettronicaapplicata Sistemi informativi I

4 Trasmissionenumerica* Controlli automatici Retidi telecomunicazioni* Sistemi informativi II Elaborazione numerica dei Segnali* 0.1

Microelettronica

5 Istituzionidi economia Misure susistemi di trasmissione

0.2 e telemisure

0.3 004

0.5

(r) Corsoridono

* Obbligo di 2 su 3

# Validala frequenza acquisitaa Ll790Elettrotecnica 0.1,0.2, 0.3,0.4,0.5corsi di orientamento .

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Tabella 2 • Distribuzione delle materie a regime

Anno loperiodo didattico 2operiododidattico

1 Analisi matematica I Geometria I

Chimica FisicaI

Fondamenti di informatica 2 Analisi matematica II Cacolo numerico (r)

FisicaII Analisi matematica III (r)

Calcolo delle probabilità# Sistemi informativi I Teoria dei circuiti. 3 Teoria dei segnali Comunicazioni elettriche

Campielettromagnetici I Campi elettromagnetici II

-

Elettronica applicata Sistemi informativi II 4 Trasmissione numerica* Controlli automatici

Reti di telecomunicazioni * Meccanica applicata alle macchine (r) Elaborazione numerica dei segnali * Termodinamica applicata (r)

Microelettronica oppure

Sistemi energetici (r)

, 0.1 -

5 Istituzioni dieconomia "Misure su sistemi di trasmissione.e

0.2 telemisure

0.3 0.4

,

-

0.5

(r) Corso ridotto

* Obbligo di 2 su 3

0.1,0.2,0.3, 0.4, 0.5 corsi di orientamento

(

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Orientamenti.

Gli orientamenti sono destinati a fornire, nell'ambito dell'ingegneria delle telecomunicazioni,specifiche competenze, siadi tipo metodo logico sia a carattere tecnico, progettuale, realizzativo o di esercizio,in settori particolari o in settori complementari,utili ad una preparazione professionale.di alto livello.

Gli orientamenti sono individuati da tre o quattro annualita' aggiuntive, che, facendo riferimento allo schema di curriculum precedentemente illustrato, rappresentano scelte particolari delle annualita' ivi indicate con 0.1,0.2,0.3, 0.4, 0.5.Inalcuni casi sono specificate - anche le scelte da eseguirsi, nell'ambito degli insegnamenti obbligatori, fra le materie

Trasmissione Numerica

Reti di Telecomunicazioni (due su tre) Elaborazione numerica dei segnali

Tali scelte sono indicate con il simbolo(*)

Le ulteriori annualita'richeste per il completamento delle 29 annualita' necessarie per il conseguimento della laurea sono a scelta dello studente nell'ambito dei corsi attivati appartenenti ai raggruppamenti indicati successivamente in appendice al volume, compatibilmente con le eventuali precedenze indicate dalla Facolta'.

Poiche' gli insegnamenti di orientamento sono collocati, nel piano degli studi della Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni,a partire dal 4°anno, mentre nell'anno accademico 1991-92saranno attivi unicamente i primi tre anni, le indicazioni piu' oltre riportate hanno carattere orientativo e saranno suscettibili di ulteriori modifiche o precisazioni in funzione degli approfondimenti in corso da parte del Consiglio di Corso di laurea.

l - Orientamento TRASMISSIONE Trasmissione Numerica(*) Sistemi di Telecomunicazione Comunicazioni ottiche

Teoria dell'Informazione e codici 2 - Orientamento TELEMATICA

Reti di Telecomunicazioni(*) Trasmissione Numerica(*) Sistemi di Commutazione Telematica

Reti di Calcolatori

3 - Orientamento TELERILEVAMENTO Elaborazione Numerica dei Segnali(*) Telerilevamento e diagnostica elettromagnetica Teoria e Tecnica Radar

Microonde

4 - Orientamento RADIOCOMUNICAZIONI Trasmissione numerica(*)

Propagazione

Sistemi di Radiocomunicazione Antenne

Compatibilita' elettromagnetica

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5 - Orientamento COMUNICAZIONI VIA SATELLITE E A MICROONDE Trasmissione Numerica(*)

Antenne Propagazione Microonde

Sistemi a microonde per telecomunicazioni 6 - Orientamento COMUNICAZIONI OTTICHE

Trasmissione Numerica(*) Componenti e circuiti ottici Fisca dei Laser

Comunicàzioni ottiche

Istituzioni di meccanica quantistica oppure Fisica Superiore

7 - Orientamento SOFTWARE PER TELECOMUNICAZIONI Reti di Telecomunicazioni(*)

Sistemi di Commutazione Ingegneria del Software Linguaggi e traduttori

8 - Orientamento ELABORAZIONE DEI SEGNALI Elaborazione Numerica dei segnali(*)

Algoritmi e circuiti per telecomunicazioni Teoria dell'informazione e codici oppure Architettura dei sistemi integrati

9 - Orientamento ELABORAZIONE DI IMMAGINI Elaborazione Numerica dei segnali(*)

Algoritmi e circuiti per telecomunicazioni Elaborazione e trasmissione delle immagini Teoria e tecnica del riconoscimento

lO-Orientamento APPARATI PER TELECOMUNICAZIONI Elaborazione numerica dei Segnali(*)

Trasmissione numerica(*)

Elettronica delle Telecomunicazioni Algoritmi e circuiti per telecomunicazioni Teoria delle Reti Elettriche

Il - Orientamento TERMINALI DI UTENTE Elaborazione numerica dei Segnali(*) Algoritmi e circuiti per telecomunicazioni Elaborazionee trasmissione delle immagini Acustica Applicata (1/2)

Illuminotecnica (l/2)

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12-Orientamento GESTIONALE Economia e gestione dei servizi

Economia e gestionedell'innovazion e,oppure Economia ed organizzazioneaziendale Economia industriale, oppure Finanzia aziendale '

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PROGRAMMI

\

Seguono, in ordine alfabetico, iprogrammidegliinsegnamentiufficialidelCorsodi laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni,delloe 2⁰ e 3oanno.

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F0231 ANALISI MATEMATICA I

Prof', GiuseppeCHITI (10corso) Prof. Paolo BOlERI (2⁰ corso) Prof. Rena to ASCOLI (3⁰ corso) IANNO

IOPERIODO DIDATTICO

Dip.di Matematica

Impegno didattico Annuale(ore) Settimanale (ore)

Lez. Es.

72 48

6 4

Lab.

Sono raccomandate esercitazioni al laboratorio informatico di base Il corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base del calcolo infinitesimale per una metodologiadi lavoro che da un lato lo avvii a utilizzare criticamente gli stru- menti acquisiti, dall'altroa collegare (attraverso applicazioni a problemi di Fisica e Inge- gneria)icorsi di Matematica ai successivi corsi di indirizzo.

Il corso si.svolgecon lezioni ed esercitazioni settimanali. -

Nozioni propedeutiche sono le nozionifondamentali di algebra, geometria, trigonome- tria e di calcolo dei logaritmi della scuola media superiore.

PROGRAMMA

• Il linguaggio della teoria degli insiemi.

• Insiemi di numeri e loro proprietà; numeri interi, razionalie reali.

• Lo spazio Rⁿ e le sue proprietà.Elementi di geometria analitica piana.

• Successioni,limiti di successioni. Serie numeriche.

• Limiti di funzioni.

• Derivazione.

• Funzioni elementari.

• Proprietà delle funzioni continue e delle funzioniderivabili in un intervallo.

• Integrazione per funzioni diuna variabile. Integrale di Riemann.Integrali impropri.

• Approssimazione di funzioni: sviluppi di Taylor e sviluppi asintotici.

ESERCITAZIONI E LABORATORI

Le esercitazioni sono intese ad illustrare gli argomenti del corso, mediante esempi ed esercizi.

TESTI CONSIGLIATI

G.Geymonat, Lezioni di Matematicavolume I, Levrotto& Bella, Torino, 1981.

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F0232 ANALISI MATEMATICA II

Prof. Andrea BACCIOTTI (lo corso) Prof. Fulvio RICCI (2⁰ corso)

IIANNO

lOPERIODO DIDATTICO

Dip.di Matematica

Impegno didattico Annuale (ore) Settimanale"(ore)

Lez. Es.

72 48

6 " 4

Lab.

Sono raccomandate esercitazioni al laboratorio informatico di base Il corsosipropone di fornire gli strumentidel calcolo integrale e della teoria delle equa- zioni differenziali, ed altri strumenti matematici avanzati necessari per le applicazioni dell'Ingegneria Elettronica e Informatica.

Il corso comprende, oltre alle ore di lezione, ore di esercitazione.

PROGRAMMA

• Calcolo differenzialeper funzioni di piùvariabili. Funzioni definite implicitamente.Massi- mi e minimi vincolati.

• Integrazione multipla.

• Integralidi linea e di superficie. Integrale di lineae di flusso. Teoremi di Green, di Gauss ediStokes,

• Spazi vettoriali normali: cenno agli spazidi Hilbert.

• Successioni e serie di funzioni. Serie di potenze e serie di Fourier.

• Sistemidinamici discreti ed equazioni alle differenze.

• Equazioni differenziali ordinarie.

• Sistemi di equazioni differenziali lineari.

Parallelamenteagli argomentidelle lezioni vengono svoltiesercizi in aulaelocolcalcolatore.

PRECEDENZE Geometria

TESTI CONSIGLIATI

A.Bacciotti,F. Ricci,Lezioni di Analisi Matematica,volume 2, Levrotto&Bella, Torino, 1986.

M. Leschiutta,P.Moroni, J.Vacca.Esercizi diMatematica,Levrotto &Bella, Torino,1974.

H.B.Dwight, Tables of integrals and other mathematical data,McMillan, New York, 1961.

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F0234 ANALISI MATEMATICA III

(ridotto: 0,5 annualità)

Prof. GiancarloTEPPATI (l°corso) Prof. Gia n carlo TEPPATI (2° corso) II ANNO

2° PERIODO DIDAITICO

Dip. di Matematica

Impegno didattico Annuale

Settimanale

Lez. Es.

36 6

Lab.

Scopodel corsoèquello difamiliarizzare lostudente con alcune tecnichematematiche avanzatedi uso frequente nell'Ingegneria; inparticolare l'analisi complessa ele trasfor- matedi Fourier edi Laplace.

PROGRAMMA

• Funzioni analitiche.

-Derivabil ità , condizioni di Cauchy Riem ann ,integrabilità .

- Teo remadi Cauchy teorema deiresidu i,calc olodelresiduoinsingolarità polar i,calcolo di integrali con ilmetodo dei residu i, lemma del gran cerchio e di Jorda n . ' - Formule integra lidi Cauchy.

- Sviluppabilità in serie di Taylor.

- Principi di identità.

-Comportamento locale: sviluppi di Laurent , classificazionedelle singolaritàisolate.

- Punto all'in finito epiano di Gauss.

- Alcuni tipidi comport amento glob ale: fun zioniintere,teor emadi Liouville; funzioni me- romorfe.

- Calcolodei coefficienti nella decomposizione in fratti semplici.

- Esten sion eanalit ica e polidromia:sqrtZeInz.

- Funzioni analitiche efunzioni armoniche . Teorema della media di Gauss. - Trasformazioni analitichedi regionipian e.

• Funzion itrascendenti non elementar i.

• Concetti introduttivisulle trasform ate integrali.

- Introduzione alla trasformazioneeantitrasfo rmazione diFourier;prop rietà di simmetria. - Proprietà delle trasformatedi Fourieredi Laplace; linearità,coniugazionecomplessa, cambio discala , traslazionetemporale, traslazion e frequenziale, derivata temporale,con- voluzion e frequenziale.

- Trasformatedi Fourier difunzionireali, immaginarie, pari e dispari.

- Trasformatee antitrasformatefondamentali diLaplace difunzioni.

ESERCITAZIONI

Verrà introdotto il calcolo simbolicogeneralizz ato con esempinello studiodi transitori di reti elettriche.

PRECEDENZE Analisi Matematica II TESTI CONSIGLIATI

G.Teppati,Complementi dimatematica,volumi I e 2,Levrotto&Bella , Torino, 1981, 1982.

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F0490 CALCOLO DELLE PROBABILITÀ

Docente da nominare Dip. di Matematica

IlANNO

IOPERIODO DIDATTICO

Impegno didattico Annuale (ore) Settimanale (or e)

Lez. Es.

72 24

6 2

Lab.

Il corso intende fornire agli allievi ijondamenti della Teoria delle Probabilità e della Sta- tistica, indispensabili per una moderna impostazionedelle tematicherelativealle discipli- ne di Telecomunicazioni

PROGRAMMA

• Teoria delle probabilità: eventi; spazio campione; assiomi della probabilità.Probabilità con- giunta e condizionata.

• Misura di probabilità e funzioni di distribuzione.

• Esperimenti combinati; esperimento di Bernoulli. Teoremi asintotici (De Moive-Laplace,

Poisson, legge dei grandi numeri, ecc.). .

• Canali binari (probabilità di errore controllo,di parità, canali con ritrasmissione).

• Variabili aleatorie: proprietà generali; esempi ed applicazioni.

• Trasformazioni di variabili aleatorie. Serie formali e funzioni caratteristiche.

• Identificazione di variabili aleatorie.

• Diseguaglianze notevoli e Teorema del limite centrale.Convergenze in misuradi probabilità.

• Introduzione ai metodi della statistica.

• Metodi di Bayes.

• Inferenza statistica : stima; test di ipotesi.

• Test statistici, Intervalli di confidenza.

• Introduzione ai problemidi ottimizzazione statistica.

• Metodi Montecarlo.

TESTI CONSIGLIATI

A. Papoulis,Probabilità, variabili aleatorie e processistocastici, Boringhieri ,Torino ,1973.

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FOS14 CALCOLO NUMERICO

Docente da nominare Dip. di Matematica

II ANNO

2°PERIODO DIDATTICO

Impegno didattico Annuale (ore) Settimanale(ore)

Lez Es.

32 16

4 2

Lab .:

Il corsoha lo scopo di illustrareimetodi numerici di base e le loro caratteristiche (condi- zionidi applicabilità, efficienza sia in termini di complessità computazionale che di oc- cupazione di memoria) e di mettere gli studenti in grado di utilizzare librerie scientifiche (IMSL, NAG) per la risoluzione di problemi numerici.

Prerequisiti: Analisi matematica, Geometria e Algebra, Fondamenti di informatica.

Durata: 48ore complessive (senza distinzione formale tra lezione ed esercitazioni).

PROGRAMMA 1.Preliminari

L'aritmetica di un calcolatore e le sue conseguenze nel calcolo numerico. Concetti di condi- zionamento di un problema e di stabilità di un algoritmo.

2. Risoluzione di sistemi lineari

Metodo di Gauss, fattorizzazione diuna matrice e sue applicazioni. Metodi iterativi: Jacobi, Gauss-Seidel,SOR.

3. Autovalori di una matrice

Metodi delle potenze e delle potenze inverse. Cenni sul metodo QR perilcalcolo di tutti gli autovalori e autovettori.

4. Approssimazione di funzioni e di dati sperimentali

Interpolazione con polinomi algebrici (formule di Lagrange e di Newton) e con funzioni spli- nes. Criterio dei minimi quadrati. Derivazione numerica.

5. Equazioni e sistemi di equazioni non lineari

Metodo di Newton e sue varianti. Processi iterativi in generale. Problemi di ottimizzazione.

6.Calcolo di integrali

Formule di Newton-Còtes. Definizione e proprietà principali dei polinomi ortogonali. For- mule gaussiane. Routines automatiche (sia di tipo non adattativo che di tipo adattativo).Cen- ni sul caso multidimensionale.

7.Equazioni differenziali ordinarie

Problemi a valori iniziali: presentazione dei metodi numerici più usati (Runge-Kutta, Adams, BDF).

TESTI CONSIGLIATI

G. Monegato,Fondamenti di calcolo numerico,Ed. Levrotto& Bella, Torino, 1990.

A. Orsi Palamara, Programmare in Fortran77, Ed. Levrotto& Bella, Torino, 1987.

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F0531 CAMPI ELETTROMAGNETICI I

Prof. Rodolfo ZICH Dip.di Elettronica

III ANNO

lOPERIODO DIDATTICO

Impegno didattico Annuale (ore) Settimanale (ore)

Lez Es.

72 48

6 4

Lab,

Ilcorso ha lo scopo di fornire le basi teoriche per la comprensione dei fenomeni di pro- pagazione guidata di onde elettromagnetiche. Vengono date le basi per l'analisi dei cir- cuitia parametridistribuiti esistudia la propagazione diimpulsi su linee di trasmissione.

Quindi si affrontain modo generaleilproblema della propagazione guidata e si discuto- nolecaratteristiche di vari tipi di guide metalliche e dielettriche.

PROGRAMMA Generalità.

Equazioni diMaxwell e d'onda, nel dominio del tempo e della frequenza, onde piane e teoremi generali.

Circuiti a parametri distribuiti.

Modello fenomenologicodi linea di trasmissione, equazioni delle linee nel dominio del tempo e della frequenza e loro soluzione.Analisi dicircuiti. Concetto di adattamento a una singola frequenza e a larga banda.Uso della matrice scatt ering per caratterizzarecomponenti peralte frequenze.

Analisi di linee nel dominiodel tempo.

Lineedispersi vechiuse sucar ichi adattati. Velocità di gruppo e condizioni di non distorsione.

Analisi di distorsionedi impulsi a banda stretta.Linee non dispersive chiuse su carichi disa- dattati non dispersivi.

Lineemu/tifilari.

Equazioni delle linee multifilari e loro soluzioniin termini modali.

Rispostanel dominio del tempo e analisi difenomeni di interferenzae di distorsione di segnali.

Generalitàsuguide d'onda.

Equazioni trasversali. Modi TM, TE,TEM, ibridi e loro proprietà. Linee modali, costanti di propagazione e impedenze modali, autofunzioni modali.

Esempidiguide d'ondapermicroonde.

Guida metallica rettangolare, circolaree cavo'coassiale. Microstriscia,stripline.

Guide dielettriche.

Strutturedielettriche stratificate e guida planare.Fibre ottiche,generalità. Fibre step-index, modi, condizioni di monomodalità. Fenomeni di assorbimento, scattering e dispersione.Fi- bre multimodali graded-index .

Risonatorielettromagnetici.

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F0532 CAMPI ELETTROMAGNETICI II

Docente da designare Dip. di Elettronica

IIIANNO

2° PERIODO DIDATTICO

Impegno didattico Annuale (ore) Settimanale(ore)

Lez Es.

72 48

6 4

Lab.

Scopo delcorso è quello diapprofondire leconoscenze elettromagnetiche necessarie per l'analisi dei sistemi di comunicazionea microonde ea frequenze ottiche. Dopo aver ri- solto in modo generale il problema dell'irradiazione, si presentanoi tipipifJcomuni di antenne. Quindi si forniscono gli elementidibase relativi allo studio dellapropagazione nell'atmosfera e al telerilevamento. L'ultimaparte del corso è destinata alla presentazio- ne e analisi di vari sistemi di comunicazione amicroonde e a frequenze ottiche.

PROGRAMMA

.Soluzione delle equazioni di Maxwell in un mezzo omogeneo.

Problema omogeneo: onde piane e sferiche. Problema non omogeneo: funzione di Green come risposta all'impulso del sistema elettromagnetico.Calcolo del campo irradiato da una di-

stribuzione di correnti. .

Antenne.

Definizione parametri caratteristici: guadagno, direttività,area equivalente, EIRP, altezza ef- ficace,impedenza di ingresso,temperatura di rumore,G/T.Equazione della trasmissionee del radar. Antenne filari e ad apertura. Ottica geometrica e antenne a riflettore. Schiere di antenne.Antenne in microstriscia.

Propagazione nell'atmosfera.

Ottica geometrica e propagazione in mezzi non omogenei. Elementi di propagazione nella tro- posfera.

Telerilevamento.

Principi di telerilevamento attivoe passivo.Elementidi radar ad aperturasinteticaper il telerilevamento atmosferico e radar meteorologici. Satellitiper telerilevamento:cenni su sensori ed elaborazione dati.

Componenti a microonde e optoelettronici.

Presentazione di vari sistemi di telecomunicazioni:collegamento in ponte radio terrestre,via satellite e in fibra ottica.Principi di funzionamento e caratteristichedialcunicomponenti scelti di tali sistemi.

(20)

F0620 èHIMICA

Prof. Gianfranca BORRONI (10corso) Prof. Piero ROLANDO (2⁰ corso) Prof. Emma ANGELINI

Dip. di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica

I ANNO

IOPERIODO DIDATTICO

Lez. Es.

72 36

6 3

Lab.

Il corso si propone di fornire le basi teoriche necessarie per la comprensione e l'interpre- tazionedei fenomeni chimici e di dare una breve rassegna delle proprietà degli elementi più comuni e dei loro principali composti. Esso si articola di conseguenza in tre parti:

una di chimica generale alla quale vengono dedicate circa 60 ore di lezione; una dichimi- ca inorganica (circa 20 ore di lezione) ed una di chimica organica (5-10 ore di lezione). Per seguire con profittoilcorso sono sufficienti le nozioni di base relative alle leggi gene- rali della chimica, alla simbologia e alla nomenclatura.

PROGRAMMA

Chimica generale:Sistemi omogenei ed eterogenei. Concetto di fase, di composto, di elemen- to. Teoria atomico-molecolare..Legge di Avogadro.Determinazione dei pesi atomici e mole- colari. Concetto di mole. Calcoli stechiometrici. Nomenclatura chimica. Il sistema periodico degli elementi. L'atomo secondo i modelli classici e quantomeccanici. Interpretazione elettronica del sistema periodico. Fenomeni legati all'emissione delle radiazioni luminose e dei raggi X. Legame ionico, covalente, metallico. Energia reticolare,energia di legame. Grado di ossi- dazione. Isotopia. Energia di legame dei nucleoni. Radioattività. Fenomeni di fissione e di fusione nucleare. Leggidei gas.Dissociazione termica. Teoria cinetica dei gas. Calore specifico dei gas. Stato solido. Reticolo cristallino e cella elementare. Difetti reticolari. Soluzioni solide.Stato vetroso."Composti" non stechiometrici. Stato liquido. Equazione di Clausius- Clapeyron.Tensione di vapore delle soluzioni. Fenomeni crioscopici ed ebullioscopici. Pres- sione osmotica.Energia interna ed entalpia. Effetto termico delle reazioni. Entropia ed energia libera di reazione. Velocità di reazione.Catalisi. Legge dell'azione di massa. Principio dell'equilibrio mobile.Regola delle fasi. Diagrammi di stato a uno e due componenti. Appli- cazione della legge delle fasi agli equilibri chimici eterogenei. Soluzioni di elettroliti. Elettroli- si. Costante di ionizzazione.Prodotto ionico dell'acqua. Acidi e basi. pH.Idrolisi. Prodotto di solubilità.Potenziale d'elettrodo.Serie elettrochimica. Tensioni di decomposizione. Po- tenziali di ossido-riduzione.Cenni di corrosione.

Chimica inorganica:Proprietà e metodi di preparazione industriale dei seguenti elementi e dei loro principali composti: idrogeno, ossigeno, sodio, rame, calcio, zinco, alluminio, carbo- nio, silicio, azoto, fosforo, cromo, uranio, zolfo, manganese,alogeni, ferro.

Chimica organica:Cenni su idrocarburi saturi e insaturi. Fenomeni di polimerizzazione. Al- coli, aldeidi, chetoni, acidi organici, eteri,esteri, ammine, nitrili. Benzene e suoi omologhi, fenoli, nitroderivati, ammine aromatiche.

ESERCITAZIONI

Le esercitazioni sono dedicate all'ampliamento di alcuni argomenti oggetto di lezione, ad espe- rienze di laboratorio e a calcoli relativi agli argomenti di chimica generale.

TESTI CONSIGLIATI

C.Brisi, V. Cirilli, Chimica generale e inorganica,Levrotto& Bella, Torino, 1978.

C.Brisi, Esercizi di Chimica,Levrotto& Bella,Torino, 1979.

P.Silvestroni,Fondamenti di chimica,Veschi, Roma, 1984.

M.l. Sienko, R.Q. Piane, Chimica:principi e proprietà, Piccin, Padova, 1968.

l.L.Rosenberg,Chimica generale,Collana Schaum: Teoria e applicazioni,ETAS Libri,Mi- lano, 1974.

(21)

FOSOO COMUNICAZIONI ELETTRICHE

Prof. Valentino CASTELLANI) III ANNO

Dip . di Elettronica Impegno didattico Annuale (ore) Sett imana le

Lez. Es.

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6 4

Lab.

Il corso si propone di fornire allo studente la preparazione dibaseper quanto riguarda iconcetti e le tecniche fondamentali della trasmissione dell'informazione e della struttu- ra delle retidi telecomunicazioni. I contenuti sono propedeutici aisuccessivi corsi più specialistici del settore delle telecomunicazioni.

PROGRAMMA

Sorgentidiinformazionee loro discretizzazìone ,Modello del sistemadi trasmissione dell'informazione.

La misuradella informazione e la codificazione della sorgente.

Modello del canale di trasmissione e definizione della sua capacità.

Equivocazionee probabilità di errore. Il canale gaussiano additivo bianco.

Il rumore elettrico. Modelli di canale rumoroso. Il canale hertziano.

La modulazione di tipo numerico.Richiami alle nozioni già svolte ed inquadramento del problema geometrico sullo spazio dei segnali.

Le modulazioni coerenti senza memoria con M segnali. Le modulazioni ASK, PSK, FSK, QAM ed AM-PM. Confronto tra iv ari sistemi di modulazione.

Cenni'alla ricezione incoerente di segnali con modulazione numerica.

Calcolo delle prestazioni delricevitore in presenza di distorsioni del canale di trasmissione.

Il PCM. Descrizionegenerale e calcolo delle prestazioni.Compressione del segnale e sovrac- carico.

Tecnichedi multiplazione nel dominio del tempo.Sistemi TDM e gerarchie numeriche.

Applicazionidella modulazione analogica di ampiezza. La conversione di frequenza. Tecni- che di muitiplazione nel dominio della frequenza. Sistemi FDM.

Cenni sulla modulazione analogica di frequenza ..

Descrizione generale della rete telefonica: topologie di rete, tcniche di commutazione, servizi . Cenni alle previste evoluzioni della telefonia.

Le reti di dati: modello di riferimentoISO/OSI,commutazione di pacchetto, architetture di protocolli,servizi.

PRECEDENZE Teoria dei segnali.

TESTI CONSIGLIATI

E. Biglieri, S. Benedetto, V.Castellani,DigitaiTransmission Theory,Prentice Hall,1987 (il testo è uscito anche nella traduzione italiana nelle dizioni Jackson).

(22)

FI710 ELETTRONICA APPLICATA

Pro f. Marco GIORDANA Dip.diElettronica III ANNO

IOPERIODO DIDATTICO

Impegno didatt ico Annuale (ore) Settimanale

Lez, Es.

72 48

6 4

Lab.

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni di base relative alfunzionamento deidispositivi e sistemi elettronici, con una particolare attenzione alle applicazioni digitali.

Il corsosiarticola in due sezioni,le lezionie le esercitazioni, che sono tra di loroin parte complementari ed in parte indipendenti.

Alle lezioni è demandatoilcompito di inquadramento complessivo della materia e, con riferimento ai circuiti analogici, la trattazione dell'amplificatore operazionale e la descri- zione di alcune sue applicazioni lineari e non lineari.

Il programma delle esercitazioni comprende alcuni cenni alla tecnologia dei dispositivi elettronici, la definizione e l'inquadramentodelle tecniche di progettazioneper circuiti digitali VLSI, l'utilizzo di strumenti CAD orientati siaalla analisi sia alla progettazione di sistemi digitali. '

Le esercitazioni si svolgeranno sia in aula sia in laboratorio (LAIB).

Èprevista la possibilità di assegnazionedi tesineilcui svolgimento sarà sostituito di par- te più o meno ampia dell'argomento dell'esame di profitto.

PROGRAMMA Introduzione.

Definizione di segnale analogico e discreto. Panoramica suicircuiti analogici. Problematiche di progetto. Considerazioni termiche.

Segnali e circuitilogici.

Definizione di segnale logico. Famiglie logiche. Esempi di circuiti combinatori.Esempi di circuiti sequenziali.

Memorie.

Classificazione delle memorie elettroniche. Memorie per applicazioni particolari.Organizza- zione di un banco di memoria. Dispositivi logici programmabili.

Amplificatori.

Generalità sugli amplificatori. Amplificatori operazionali.

ESERCITAZIONI

Componenti passivi. Componenti attivi e modelli. Circuiti digitali metodologie di progetto VLSI. Il simulatore elettrico SPICE. Esercitazionein laboratorio (LAIB) su SPICE. Esempi di architetture di semplici sistemi digitali. Esercitazioni in laboratorio (LAIB)su PAL utiliz- zand PALASM.Esempio di progetto con array programmabili (Xilinx). Esercitazioni in laboratorio (LAIB) con componenti Xilins. Strumenti CAD perilprogettoavanzato di circuiti integrati.

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F1901 FISICA I

Prof. OttaviaFlLISETII BaRELLO(I°corso) Dip.di Fisica Prof. Giovanni BARBERO (2° corso)

Prof. Alfredo STRIGAZZI (3°corso) I ANNO

Lez. Es.

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6 2

Lab. 1/8 Il corso si propone di fornire gli elementidi base necessari per lacomp rensione della mec- canica del punto e deisistem i, con particolare riguardo al corpo rigido e ai fluidi,dell'ot- tica geometrica in sistemiottici centrati, della fisica matematica del campo gravitaziona- le e coulombiano, dell'elettrostatica nel vuoto.

PROGRAMMA

• Metrologia.Misurazicnee incertezza.Sistemi di unità di misura. Analisi dimensionale. Me- todo dei minimi quadrati.

• Cinematica del punto:Moto rettilineo e curvilineo. Moto relativo (classico e relativistico) e covarianza delle leggi fisiche.Riferimenti inerziali e non inerziali.

• Dinamica del punto: Tre principi di Newton.Forze d'inerzia (pseudo-forze). Interazioni:

gravitazionale,elettrostatica, elastica. Vincoli e attritoradente (statico e dinamico).Attrito del mezzo (viscosoe idraulico). Lavoro, potenza, teorema del lavoro -energiacinetica.

• Statica delpunto.

• Campi conservativi:Gradiente.Potenziale. Energia potenziale.Conservazionedell'energia meccanica. Teorema di Stokes.Teorema e legge di Gauss. Campo gravitazionale e coulombiano. Equazione di Poisson.

• Oscillazioni: armonica semplice, smorzata, forzata. Risonanza. Oscillatore anarmonico.

• Dinamica dei sistemi:Centro di massa. I equazione cardinale, conservazione della quantità di moto.II equazione cardinale. Conservazionedel momento angolare. Corpo rigido.Assi principali d'inerzia. Giroscopio.

• Statica dei sistemi.

• Meccanica dei fluidi:Legge di Stevino. Legge di Archimede. Equazione di continuità.Teo- rema di Bernoulli. Tensione superficiale.

• Onde elastiche.

• Ottica geometrica.

• Elettrostatica nel vuoto: Potenziale di una carica e di un dipolo. Conduttori in equilibrio.

Cariche in moto in un campo elettrostatico.

ESERCITAZIONI

Esercitazioni in aula:Esercizi applicativi sul programma del corso.

Esercitazioni in laboratorio (computer on line):

• Misurazione di spostamenti e velocità in caduta libera,e dell'accelerazione di gravità.

• Misurazione del periodo del pendolo semplice in funzione della lunghezza e dell'elon- gazione.

• Misure di indici di rifrazione col metodo dell'angolodi deviazione minima.

TESTI CONSIGLIATI·

C. Menuccini, V. Silvestrini,Fisica, volumi I e 2, Liguori,Napoli, 1987.

R. Resnick, D. Halliday,Fisica,volumi l e 2,Ambrosiana, Milano, 1982.

(24)

R.A. Serway,Fisicaper scienze eingegneria, SES, Napoli, 1987.

.A.C.Melissos,F. Lobkowiez,Fisicaper scienze e ingegneria,volumi 1 e 2,Piccin,Padova,1978.

O.E .Roller,R.Blum, Fisica, volumi 1 e 2, Zanichelli, Bologna, 1984.

P.A .Tipler,Fisica,Zanichelli, Bologna, 1980.

l.P. Hurley, C. Garrod, Principidi fisica,Zanichelli, Bologna, 1982.

S. Rosati,Fisicagenerale,volumi I e 2, Ambrosiana, Milano, 1978.

M.A1onso,E.l.Finn, Elementidi fisica perl'università,volumi 1 e 2,Masson,Milano,1982.

C.Kittel ,W.O.Knight, M.A .Ruderman,La fisicadiBerkeley, volumi1e2, Zanichelli,Bo-

logna , 1970. .

R.P. Feynman,R.B.Leighton, M. Sands,Lafisica di Feynman,Addison Wesley,Londra 1969.

G. Lovera,B.Minetti, A. Pasquarelli,Appunti di fisica I,Levrotto&Bella, Torino, 1977.

B. Minetti, A.Pasquarelli,Esercizidi fisicaI, Levrotto& Bella,Torino, 1971.

G.A. Saladin, Problemi di fisica I, Ambrosiana,Milano, 1986.

S. Rosati,R.Casali, Problemi di fisica generale,Ambrosiana, Milano, 1983.

l.R .Taylor,Introduzione all'analisi degli errori,Zanichelli, Bologna, 1986.

R. Resnick,Introduzione al/a relatività ristretta, CEA, Milano, 1969.

A.Tartaglia,Elettromagnetica e ottica,Levrotto& Bella, Torino, 1986.

(*)Per quanto riguarda il.testo da adottare, gli studenti seguono le indicazioni del docente.

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FISICA II

Prof. Bruno MINETTI Cl°corso) Prof. Marco OMINI (2° corso) - II ANNO

l°PERIODO DIDATTICO

Dip.di Fisica

Lez. Es.

72 24

6 2

Lab. 1/4 La prima parte del corsosi propone di formire agli studenti gli elementidi base necessari per la comprensione dell'elettromagnetismo nel vuoto e nella materia, della teoria delle ondeelettromagnetiche e dell'otticaondulatoria. La seconda parte è dedicata alla termo- dinamica classica e statistica,previa introduzionedi alcuni principi fondamentali di fisi- ca quantistica.

PROGRAMMA

• Polarizzazione elettrica: Dielettrici.

• Classificazione dei conduttori elettrici: Proprietà di trasporto neiconduttori.Legge di Ohm. Effetti termoelettrici. Leggi di Kirchhoff e cenni ai circuiti RC.

• Magnetismo:Principio di Ampere.Circuitazione del campo magnetico.Formule di Laplace.

• Interazione magnetica:Forze tra correnti.Moto di particelle in campo magnetico.Forza di Lorentz e moto ciclotronico.

• Descrizione empirica del magnetismo:Isteresi magnetica.Elettromagneti.Circuiti magnetici.

• Campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo: Legge dell'induzione elettromagnetica.

Induttanze e cenni ai circuiti RLC.Equazioni di Maxwell.

• Onde elettromagnetiche nel vuoto e nella materia: Riflessione e rifrazione. Concetto di fotone.

• Ottica.ondulatoria: Interferenza.Diffrazione. Potere risolutore di uno strumento ottico. Polarizzazione della luce nei cristalli. Prisma di Nicol e lamina a quarto d'onda.

• Termodinamica:Termodinamica classica. Temperatura e calore.I Principio. II Principio e Entropia. Elementidistatistica. Distribuzioni di Boltzrnann, Maxwell, Bose-Einstein.Corpo nero, Legge di Stefan-Boltzmann. ' )

• Discussione microscopica di dia-, para-, ferro-, antiferro-, e ferri-magnetismo. ESERCITAZIONI E LABORATORI

Esercitazioni in aula :Esercizi applicativi sul programma in corso.

Esercitazioni di laboratorio: Implicano l'uso di strumenti elettrici, misure di indici di rifrazione col metodo dell'angolo di deviazione minima, determinazione di lunghezze d'onda col reticolo di diffrazione, misure di diffusività termiche nei solidi. .

PRECEDENZE Fisica I

TESTI CONSIGLIATI*

M.Alonso, E.J.Finn,Elementi di fisicaper l'università,volumil e 2, Masson, Milano, 1982.

D.E. Roller, R. Blum,Fisica,Parti I e II, Zanichelli, Bologna, 1984:

G. Boato, Termodinamica,Ambrosiana, Milano, 1987.

M.W.Zemansky, M.M.Abbot,H.C.Van Ness,Caloree termodinamica per ingegneri,Zani- chelli, Bologna, 1979.

E. Amaldi, R.Bizzarri,G.Pizzella ,Fisicagenerale: elettromagnetismo, relatività, ottica,Za- nicheli, Bologna, 1991.

(*) Per quanto riguarda il testo da concordare, glistudenti seguono le indicazion idel docente.

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.288 TELECOMUNICAZIONI

F2170 FONDAMENTI DI INFORMATICA

Prof.Elio PICCOLO (l°corso) Prof', Giorgio BRUNO(2° corso) Prof',Piero DEMICHELIS (3° corso )

Dip. di Automatica e Informatica

I ANNO

Impegnodidattico Annuale(ore) Settiman ale (ore)

Lez. Es.

72 24

6 2

Lab.

24 2

Il corsointende formireagli allievi ijondamenti dell'informatica,sotto l'aspetto sia hard- ware sia software.Particolareimportanza viene data ai principidella programmazione mediante l'usodi linguaggi evolutiqualiil Pascal edilFortran 77. Vengono inoltre for- nite nozioniintroduttive sulla struttura di una elaboratore e sulla rappresentazione del- l'informazioneal suo interno.

PROGRAMMA

• Sistemi di numerazione:rappresentazionein modulo e segno, complemento a l, complemento a2;le operazionialgebrichefondamentali nellevarie.rappresentazioni.

• La codifica dell'informazione.

• Algebra booleana: teoremi fondamentali e principi diminimizzazione delle espressioni.

• L'architetturadi un sistemadi elaborazione:distinzione tra hardware e software; architet-. tura hardware: unitàcentralediefaborazioe(CPU), memoria centrale, memoria di massa, unità di Ingresso/Uscita; strutt ura a bus;principibasedifunzionamento;le varie fasidell'e- secuzione di una istruzione.

• IlSoftware:classificazioni; varie fasi dellosviluppo di un programma;principali compo- nentisoftware di un sistema di elaborazione.

• Linguaggidi programmazione:classificazioni; caratt eristiche del linguaggio macchina, del- l'Assemblere dei-linguaggi evoluti.

• IlSistema Operativo: concetti introduttivi; classificazioni; caratteristiche principali del Si- stema Operativo MS-DOS.

•'Programmazione: i principidella programmazione strutturata;le tecniche di programma-

zione; il linguaggio Pascal; il linguaggio Fortran.

ESERCITAZIONI

Sono previste esercitazioni di programmazione in PASCAL e FORTRAN 77 in aula esu Per- sonal Computer.

TESTI CONSIGLIATI

P. Demichelis, E.Piccolo, Infomatica di base - Fortran77e Pascal,Levrotto&Bella, Tori- no, 1987.

M. Mezzalama, N.Monfefusco, P. Prinetto, Aritmetica dei calcolatori e codifica dell'infor- mazione, UTET,Torino, 1988.

K.Jensen,N. Wirth,Pascal user manual and report - ISO Pascal Standard, terza edizione, Springer, New York, 1985.

E. Piccolo, E.Macii,Fondamenti di Informatica: Temi ed esercizisvolti,Levrotto e Bella, Torino, 1990.

P. Prinetto,Fondamenti di Informatica, CUSL,Torino,1990.

(27)

F2300 GEOMETRIA

Prof. Nadia CHIARLI (l "corso ) Dip. di Matematica Prof. Silvio GRECO (2⁰ corso)

Prof. Caterina CUMINO I ANNO

Lez. Es.

72 48

6 4

Lab.

Sonoraccomandate esercitazioni al laboratorio informatico di base Il corso sipropone di fornirealcuni strumentialgebrici e geometrici dibase, in stretto collegamento con le loro applicazioni alla Fisica e all'Ingegneria. Il corso comprende le- zioni ed esercitazioni sett imanali.

PROGRAMMA

• Calcolo vettoriale.

• Geometria analitica del piano . Coniche e altri luoghi.

• Coordinate polari e numeri complessi.

• Geometria dello spazio.

• Rappresentazioneestudio delle curve.

• Superfici e loro rappresentazioni.

• Cambiamenti di coordinate. Coordinatecilindriche e sferiche.

• Spazivett oriali.

• Calcolo matriciale.

• Sistemi lineari.

• Autovalori e autovettori.

• Spazi euclidei.

ESERCITAZIONI E LABORATORI ~

Le esercitazionisono intese ad illustraregli argomenti del corso,mediante esempi ed esercizi.

PRECEDENZE Analisi Matematica I TESTI CONSIGLIATI

S. Greco, P. Valabrega,Lezioni di matematicaperallievi ingegneri, 2 volumi,Levrotto&

Bella, Torino, 1983.

G. Beccariedal.,Esercizi di Geometria, CELID, Torino, 1985.

A. Sanini,Esercizi di geometria per allievi ingegneri, Levrotto& Bella,Torino, 1984.

S.Greco, P.Valabrega,Esercizirisolti di algebra lineare, geometriaanalitica differenziale, Levrotto& Bella, Torino, 1987.

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F50n SISTEMI INFORMATIVI I

Prof. Giorgio BRUNO (Iocorso) Prof. Aldo LAURENTINI (2⁰ corso)

Dip. di Automatica e Informatica

IIANNO

.IOPERIODO DIDATTICO

Lez. Es.

72 24

6 2

Lab.

24 2 Il corso si prefigge di illustrare le metodologie avanzate di programmazione (con partico- lare riferimento alle strutture dati, agli algoritmi, alle grammatiche ed ai linguaggi C, ADA eSimula) e di ingegneria del sfotware. .

Il corso comprende lezioni, esercitazioni ed attività in laboratorio su Personal Computer ed elaboratori della classe VAX.

PROGRAMMA Programmazione.

- Ricorsivitàe subricorsività.

-Strutture dati complesse (code, pile, alberi, grafi, ecc.). - Analisi e valutazione della complessità degli algoritmi.

- Algoritmi di ricerca ed-ordinamento su strutture dai allocate sia in memoria centrale sia su file.

- Linguaggio di programmazione: C, ADA,Simula.

Teoria dei linguaggiformali e grammatiche ad attributi.

Introduzione. Ciclo di vita del software.

- Programmazione ad oggetti.

-Analisi e progetto ad oggetti.

-Sviluppo operazionale del software.

-Panoramica sul CASE..

ESERCITAZIONI

Realizzazione degli algoritmi esaminati nei linguaggi C e ADA.

Esercitazioni su elaboratori del tipo Personal Computer o minielaboratori della classe VAX.

PRECEDENZE

Fondamenti di Informatica.

(29)

F5760 TEORIA DEI CIRCUITI

Pro f', Mario BIEY Dip.di Elettronica

IIANNO

Impegno didattico Annuale (ore) Sett imanale(ore)

Lez. Es.

52 52

4 4

Lab.

II corsosipropone di fornirele basiconcettuali della teoria deicircuiti elettricia parame- tri concentrati, nonché metodi sistematici per la loro analisi, con cenni alle tecniche usate nell'analisi automatica dei circuiti per mezzo di calcolatore. Vengono inoltre esposti i concetti fondamentali dell'elettromagnetismo, che rivestono un'imp ortanza culturale de- terminante per una chiara individuazionedei limiti dell'impostazione circuitale e per l'ac- quisizione di unasp ecif ica sensibilità ai prametri parassiti.

II corso è organizzatoin lezioni ed esercitazioni che completano, da un punto di vista applicativo, gli argomenti teorici trattati, in modo da facilitarne l'apprendimento.

Per un 'adeguata comprensione degli argomenti trattati, si richiede la conoscenza dei con- tenuti dei corsi di Analisi matematica I eIIe FisicaII.

PROGRAMMA

Generalità. Leggi di Kirchhoff e loro formulazione matriciale.Potenza elettrica entrante in un circuito a una o più porte.Condizione di passività.

Elementi circuitali.Elementi ad una porta: resistori lineari e non lineari,generatori indipendenti, condensatori e induttori lineari e non lineari. Elementi a due o più porte: induttori accoppiati, trasformatore ideale, generatori dipendenti,giratore,amplificatore operazionale ideale.

Circuiti elementari:collegamento in serie e/oparallelo di resistori,condensatori, induttori eindutt ori accoppiati. Circuiticon diodi ideali.Analisiper piccolisegnali. Punto di funziona-

mento e circuitoequivalente per piccoli segnali. .

Grafi delle reti eteorema di Tellegen:Grafi, anelli einsiemi di taglio, maglie, albero ecoalbe- ro. Riformulazionedelle leggi di Kirchhoff in terminidi anelli e insiemi di taglio. Teorema di Tellegen; conservazione della potenza istantanea.

Analisi di circuiti resistivi:Metodi generali di analisi: metodidei nodi, degli anelli, delle maglie;metodo dei nodi modificato;metodo del tableau sparso. Metodo dei nodi semplificato nel casodi circuiticon amplificatori operazionali ideali. Teoremi disostituzione e di sovrapposizione ;teoremi di Thevenin e di Norton, teorema di Miller.

Analisidi circuitidinamici:Generalità:risposta con stato zero;con ingresso zero e risposta completa; rispostatransitoria e risposta forzata.Risposta all'impulso; rispo staad un ingresso arbitrario.Circuiti delprimo ordine:analisi a vista nel caso di segnali costanti a tratti. Circui- ti dinamici generali: scrittura del sistema di equazioni algebriche-differenziali chedescrivono ilfunzionamento del circuito.Metodo simbolico generalizzato:funzioni di rete, impedenze, ammettenze e funzioni di trasmissione;zeri e poli. Frequenze naturali e condizioni di stabili- tà. Equazioni di stato: riduzione in forma normale del sistema di equazioni algebriche- differenziali che descrive un circuito dinamico generale. Scrittura diretta delle equazioni di stato per un circuito RLC. Grado di una rete e reti degeneri. Legame tra frequenze naturali ed equazioni di stato.Proprietà fondamentali deicircuitidinamici:estensione dei teoremi di sostituzione e di sovrapposizione, di Thevenin,di Norton, di Miller.

Analisiin regime sinusoidale:Formulazione delle equazioni circuitali in regime sinusoidale.

Definizione di impedenza e ammettenza.Diagrammi polari e vettoriali.Curve di rispostain frequenza. Diagrammi di Bode. Normalizzazione. Potenza attiva, reattive,apparente e com-

(30)

plessa; teoremasul massimo di trasferimento dipotenza; teorema di Boucherot. Potenza media dovuta a piùsorgenti sinusoidali. Rifasamento.

Sistemitrifasi:Metodi per la risoluzionedelle retitrifasi simmetriche ed equilibrate. Sistemi trifasi dissimetriciesquilibrati e metodi di analisi.Misure di potenza e di energia attiva e reat- tiva nei sistemi trifasi. Fattore di potenza e rifasamento.

Doppi bipoli e reciprocità:Caratterizzazione didoppi bipoli mediante le matrici delle impedenze a vuoto,delle ammettenze di corto circuito , ibride, di trasmissione. Doppi bipoli sim- metrici, bilanciat ie sbilanciati. Equivalenzedidoppi bipoli. Impedenze a vuoto e di corto circuito, impedenze immagine,impedenza caratteristica.Interconnessionedidoppi bipoli. Fun- zionamento del doppio bipolo sott o carico. Reciprocità e teorema direciprocità.

Introduzione ai campi elettromagnetici:Equazioni di Maxwell. Equazioni costitutive del mezzo. Vettore di Poynting.Campi statici e quasistatici:derivazione delle leggi di Kirchhoff dal- le equazioni diMaxwell,Campo di corrente: potenziale scalare; equazione di Laplace. Cam- po dielettrico: potenziale scalare elettrostatico; equazione di Poisson; energia e forze elettro- statiche. Campo magnetico: potenziale vettore, equazione di Poisson vettoriale. Energia e forze magnetiche:Perdite per isteresi e per correnti parassite. Circuiti magnetici.

Le esercitazioniconsistono nella soluzione, da parte degli allievi, di problemidi analisi di circuiti elettrici sfruttando i metodi illustrati a lezione.

PRECEDENZE

Analisi matematicaI, Analisi matematicaII, Fisica II.

TESTI CONSIGLIATI

C.A.Desoer, S. Kuh, Fondamenti di teoria dei circuiti, F. Angeli, Milano, 1984.

L.O.Chua, C.A. Desoer,S.Kuh,Linear and non linear circuits, Mc Graw-Hill, New York, 1987.

M. Biey,Esercitazioni di elettrotecnica, Clut, Torino, 1988.

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F5800 TEORIA DEI SEGNALI

Prof. Letizia LO PRESTI Dip. di Elettronica III ANNO

IOPERIOD O DIDATTICO

Lez. Es.

72 24

6 2

Lab.

24 2 Questo insegnamento si propone di forniregli strumenti metodologici fondamentali epr la descrizione,l'analisi e la modellizzazionedei segnali,sia di tipo determinatosia di tipo aleatorio, nonchéiprincipidelle tecniche di trattamento ed elaborazionedei segnali uti- lizzate negli insegnamenti successivi.

PROGRAM MA

Teoria dei segnali determinati a tempo continuo: la rappresentazione geometrica dei segnali.

Analisitempo-frequenza:a) segnali adenergiafinita(spettro di ampiezza e di energia e funzione di autocorrelazione); b) segnali periodici (spettro a righe);c) segnali a potenza media finita (spettro di potenza e funzione di autoco rrelaz ione).

Sistemilineari a tempo continuo:risposta all'impulso, funzione ditrasferimento, relazioni ingresso-uscita nel dominiodel tempo e della frequenza,condizioni di fisica realizzabilitàe stabilità .

Modulazi one e demodulazionediampiezza, come proprietà della trasformata diFourier.

Valutazi one numerica dellatrasformata diFourier (teoria dellaDFT e FFT).

Teoriadei segnalideterminatia tempo discreto: latrasformata z,latrasformata di Fourier e la trasformatadiscreta di Fourier.

Sistemilineariatempo discreto: risposta all'impulso, funzione di trasferimento,convoluzione lineare e convoluzione circolare, cennisui filtri numerici (FIR e UR).

Segnali analogicicampionati:ilteorema del campionamento,il filtro anti-aliasing,approssi- mazioni realizzabili del processodi campionamento ericostru zione.

Introduzioneallateoriadella simulazione:ilteorema dellasimulazione, latrasformata bilineare.

Introd uzione ai processi casuali:definizioni, statistica del primo e delsecondo ordine (media, autocorr elazione edensità diprobabilità).

Processi stazionari e ciclostazionari e stazionarizzazione dei processi ciclostazionari.

Classi di processicasuali: processidi Poisson, di Wiener e Gaussiani.

Introduzione ai processi di Markov.

Trasformazionedìprocessi casuali: integrazione, derivazione,trasformazioni lineari e invarianti.

Teoria dell'ergodicità.

.Analisi spettrale e stima spettrale mediantetecniche numeriche (periodogramma e metodo di Welch).Il rumore bianco eilrumore filtrato. Lo spettro di un processo modulatoin ampiezza. Il problemadellatrasmissionedi dati:a)il segnale e le sue caratteristichespettrali; b) la di- storsio ne del segnale (inte rferenzaintersimbolica, criteri di Nyquist ,diagramma ad occhio, equalizzazionecol criterio dello«zero forcing»);c) gli effetti del rumore additivo(ricevitore ottimo e calcolo della pro babilitàdierrore).

TESTI CONSIGLIATI

L. Lo Presti, F. Neri, L'analisidei segnali,Clut, 1991.

W.A.Gardner, lntroduction to random processes,Mc Graw Hill, 1990.

A.Papo ulis,Probabilità, variabili aleatorie,e processi stocastici,Boringhieri, 1973.

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. CORSO DI LAUREA IN

INGEGNERIA

. ELETTRONICA

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ELETTRONICA 297

1.Profilo professionale

L'attuale figura dell'ingegnerelaureato inIngegneria Elettronicaha conquistato una vasta e profonda stima e credibilitànell'ambiente del lavoro: il mondo industriale siaspetta una conferma e unconsolidamento su basisempre più aggiornate del tipo di formazione sinora offerto.Peraltro !'innovazione continua nel settoredell'information technologye nei campi collegati richiede anche figure professionali con preparazione più approfondita insottosettori specifici.

Per questi motivi. nel Progetto diRiordinodegli Studi di Ingegneriaèprevista in alcune sedi la creazione di lauree in Ingegneria Informatica e in Ingegneria delle Telecomunicazioni, lauree che evidentemente devono soddisfare un'esigenza di specializzazione nei rispettivi

~ campi.La laureain Ingegneria Elettronica mantiene invece l'obiettivo di una formazione ad ampio spettro culturale e professionale, trasversale ai contenuti delle altre lauree del Settore dell'Informazione.

L'ingegnere elettronico devepossedere competenze di progettazione di sistemi elettronici finalizzati nei diversi campi di applicazione, relative agli aspetti tecnologici, a quelli sistemistici, ed a quelli organizzativo-produttivi (producibilità, collaudabilità, sistemi sia analogici sia digitali). In particolare !'ingegnere elettronico deveavere piena padronanza della catena di progettazione completa, dalla definizionee scelta delle architetture agli aspetti più legati alla tecnologia realizzativa, comprendendo le tecniche di verifica per le varie fasi (strumenti di simulazione e di verifica del progetto,metodi di analisi e di collaudo).

Ciò non toglie che la laurea in Ingegneria Elettronica presenti anche una sua precisa specificità, coprendo ampi spazi culturali autonomi. Sono infatti propri della laurea in Ingegneria Elettronica lo studio e lo sviluppo:

• delle tecniche di progetto, di ingegnerizzazione e di produzione degli apparati e dei sistemi elettronici, sia analogici sia digitali, per tutte le applicazioni sia nel settore.

dell'informazione,sia in quello industriale o consumer.

• - delle tecnologie dei componenti elettronici, a microonde e ottici.

• dei,componenti e dei sistemi per la microelettronica (VLSI, MMIC) e l'optoelettronica.

• dei sensori, della strumentazione elettronica per le misure e per i controlli. Questo campo è particolarmente connaturato alla tradizionee alla cultura del Politecnico di Torino, dove da tempo è attivo un'indirizzo di misure ed un dottorato di ricerca sull'argomento.

• dell'elettromagnetismo e delle sue applicazioni nei campi: delle microonde e onde millimetriche,-della compatibilità elettromagnetica, dell'ottica integrata, del -telerilevamento e sondaggio ambientale e infine della interazione con i materiali e le'

strutture biologiche.

• dell'elettronica di potenza e delle sue applicazioni nei controlliindustriali.

• delle metodologie proprie dell'elettronica nella bioingegneria.

La formazione dell'ingegnere elettronico deve comprendere una base a spettro ampio, che sarà il fondamento per la crescita professionale,e consentirà di dominare con competenza i diversi campi in cui potrà essere chiamato a intervenire, integrata da un approfondimento in sottosettori specifici per uninserimento immediato nell'ambiente della ricerca-sviluppo o della produzione.Il processoformativo potrà in tal modo adattarsicon duttilità,e forse meglio che in altri ambienti formativi di più spinta specializzazione, all'emergere di filoni applicativi a carattere interdisciplinare, i quali prefigurano nuovi profili professionali che superano le tradizionali divisioni disciplinari del settore. -

Nei campi prima citati risulta poi trasversale l'interesse di fondo verso gli aspetti metodologici dall'elettronicafisica all'elettromagnetisn~o,'dallemisure alle metodologie di

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298 ELETTRONICA

progetto ,anche in vista di una formazione più rivolta alla ricerc aeche non finisce con il conseguimento della laurea . Sotto tale aspetto occorre rilevar e come nel settore della elettronica la ricerca risulti essenziale per il mantenimento della competitività a livello industrialee per l'espansionedi competenze tecnologichestrategiche.

Lecompetenze chesi intende continuarea formare conil Corso di Laureain Elettronica trovano riscontronell'impie goprevalente ,pressoleaziende ,dell'ingegnerelaureato in questo corso di laurea: a una prima fase nella quale le funzioni ricoperte dal laureato sono principalmentequelle diprogett istasegue unospostamentoverso incarichi di coordinamento delle attivitàdi progetto e produzione.

E'evidente inoltreche il ruolo orizzontaleprevistonelsettore dell'informazioneper la laurea in Ingegneria Elettronica,comportinecessariamentenel curriculum formativodellostudente le necessar ie competenze anche nei campi dell'Informatica, dei Controlli e delle Telecomunicazioni. In particolare sono previsti ,anche in presenza dei Corsidi laurea in Informatica ,e in Ingegneria delle Telecomunicazioni,orientamenticon quei nomi nel Corso di laurea in Ingegneria Elettronica, rivolti agli aspettipropri dell'ingegneria elettronica in quei settorispecifici.

2.1nsegnamenti obbligatori

La sceltapropostaper gli insegnamentiobbligatori,globalmenteconsiderati(per tutti i Corsi diLaurea,per il Settore dell'Informazione ,per la Laurea in Elettronica e specificidella Facoltà)è mirata a fornire una preparazione siadi base,siaspecifica tecnico-professionale congruentecon le indicazioni di profilo professionaleprecedentemente esposte.

Per quanto riguarda la formazione matematica di base,oltre alcorpus tradizionalmente impartito negli attuali insegnamenti del biennio (Analisi matematica ,Geometria), seppur parzialmente rivistial fine di meglio risponderealle nuove esigenze emerse,si pone l'esigenza di trovarelo spazio per disciplineche si ritengonoindispensabili per la formazione di un ingegnere elettronico.

Per soddisfare tale esigenza si riduce a mezza annualità il corso di analisi superiore (Analisi Matematica/lI),cuisi riservail compito primario di insegnare le funzioni di variabile complessae le trasformate integrali (soprattutto Fourier),e si introduce mezzo corso di Calcolodelle Probabilità.Un ruolo importante viene assegnato al corso diCalcoloNumerico, cuisi richiede,oltre aiconcettiusualmente proposti,di affrontaretemi di analisi superioreche si preferisce vengano trattati con la praticità del taglio numerico quali le equazioni alle derivate parziali (differenze finite, elementi finiti) e le equazioni integrali (metodo dei momenti...)e le funzionispeciali.

La preparazione di base è completata da un corso diChimica,due diFisicae uno di Elettrotecnica,secondo i requisitirichiestidal Decreto di Riordinodegli Studi di Ingegneria.

Un'attenta ridefinizionedei programmi consente un migliore coordinamento dei corsi di Fisicae diElettrotecnicacon i corsisuccessivi. In particolare:

• ai corsi di Fisica sichiede soprattutto di svolgere un ruolo formativo sugli aspetti unificanti della metodologiainterpretativapropria della fisica. -

• Rispettoalla collocazione tradizionaledei capitoli della Fisica, il coordinamento fra i corsi diFisicae quello diElettrotecnicacomporta che nellaFisical vengano esposte le nozioni generalisulle unità dimensionali, una trattazione unificata dei campi e lo studio congiuntodel campo gravitaz ionalee di quello coulombiano,mentre nellaFisical/oltre al resto, verrà espostala trattazione della termodinamica (spostata daFisical aFisica

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ELETIRONICA 299

Ilper avvalersidella maggiorematurità tecnicaacquisita dallostudente), nonsolo di tipo classico ,ma anche statistico,con l'acquisizione di concettiquali quello del corpo nero, utilesia per le applicazioni in optoelettronicasia nella teoria del rumore.Tali conoscenze consentiranno una descrizione microscopica del ferromagnetismo e delferrim agnetismo.

• Per quanto concernel'Elettrotecnicaessariguarda principalmente la teoria dei circuiti , che peròsaràfatta derivare dai modellidella trattazione deicampi elettromagnetici.

• La presenzadi Elettr otecnica nel primo periodo didattico del II anno consente a un maggior numero di corsi diavvalersi delle metodologie rappresentativemessea punto da tale corso.Il fatto però che essoprecedaAnalisiMatematicaIII,ove vengono introdotte le trasformate"di Laplace, comporta che il calcolo simbolico generalizzato debba essere trattato nelle esercitazioni di quest'ultimo corso.

Occorre sottolineare come i cinque insegnamentiprevisti per il primo annosiano comuni ai tre Corsi di Laurea del settore dell'Informazione,vale a dire: Elettronica,Informatica e Telecomunicazioni.Questo faciliterà l'eventuale cambio di Corso di Laurea a quegli studenti che, al termine del primo anno,si accorgessero di aver operato una scelta non conforme alle proprie aspettative.

La cultura ingegneristica di base è completata-da due corsi a spettro ampio, ed in particolare:

• due corsi ridotti diMeccanica Applicata alle Macchine e di Termodinamica Applicata, che forniscono il minimo indispensabile di conoscenze interdisciplinari, che possono essereulteriormente approfondite mediante corsi specificiinalcuni orientamenti.

• un corso diEconomia e OrganizzazioneAziendale, nel quale i principi di economia e di gestione aziendale-vengonoampliati con cenni di microeconomia.

La laurea in Ingegneria Elettronica mantiene l'obiettivo di una formazione ad ampio spettro culturale e professionale nel campo dell'elettronica,trasversaleai contenuti delle altre lauree del Settore dell'Informazione,pertanto l'insieme dei corsi obbligatori deve garantire una approfondita base di conoscenze in ciascheduno dei principali orientamenti che al momento si possono individuare nello sbocco scientifico-professionale di un ingegnere elettronico. Per ogni specifico orientamento sono previsti almeno due insegnamenti obbligatori(vedi più avanti gli Orientamenti ).

Il processoformativo può in tal modo adattarsi con duttilità,e forse meglio che in altri ambienti formativi di più spintaspecializzazione, all'emergere di filoni applicativi a carattere interdisciplinare,i quali prefigurano nuoviprofili professionali che superano tradizionali divisioni disciplinari delsettore.

Una nota particolare meritano le disciplinediTeoriadei Segnali e di Teoriadei Sistemi che,seppur indirizzati a diversi orientamenti dell'elettronica,presentano in comune contenuti a carattere teorico-metodologico chesi ritengono indispensabili. Per tale motivo si impone la scelta obbligatoria di almeno una delle due discipline. -

La preparazione professionale nel campo informatico è fornita da tre insegnamenti:

• Fondamenti di Informatica:

fornisce le nozioni di base relative all'architettura dei sistemi di elaborazione e alla loro programmazione mediante linguaggi di livello superiore quali il Pascal e il Fortran 77.La conoscenza del Fortran potrà essere usata nel corso di Calcolo Numerico.

• Sistemi Informativi I:

fornisce informazioni approfondite sulla struttura dei sistemi di elaborazione e illustra le metodologie avanzate di programmazione (con particolare riferimento alle strutture dati, agli algoritmi,alle grammatiche ed ai linguaggi)e diingegneria del software.