Programmi di insegnamento Semestri 1, 2, 3, 4 Ciclo di
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Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Programmi di insegnamento Semestri 1, 2, 3, 4 Ciclo di studio Elettrotecnica 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Cicli di studio Materia Semestre Informatica ed Elettrotecnica Italiano 1, 2, 3, 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Contribuire a una buona formazione culturale generale; migliorare la comp etenza comunicativa in forma linguistica orale e scritta, in vista di una positiva integrazione sociale e di un accesso responsabile all'attività professionale. In particolare lo studente dovrà affinare la p ropria competenza linguistica pa ssiva a un livello tale da permettergli di assimilare in modo indipendente nuove conoscenze e nuove tecniche; affinare la propria competenza linguistica attiva a un livello tale da permettergli di trasmettere con chiarezza le proprie con oscenze e tecniche; dar prova di creatività e autocritica servendosi opportun amente anche del mezzo espressivo linguistico; conoscere gli elementi fondamentali della riflessione sulla lingua come sistema, sulla sua storia e sul ra pporto tra lingua e società; possedere solidi punti di riferimento alle grandi tap pe della cultura occidentale, non solo letteraria, dal medioevo ai nostri giorni. Contenuti Semestre 1 e 2 − decodificazione di testi: introduzione teorico-pratica alla lettura rapida procedimenti di comprensione, interpretazione e sintesi − produzione di testi: esposizione orale, argomentazione, discussione redazione − trattazione di elementi di linguistica, storia della lingua − temi esemplari relativi alla storia politica, sociale e letteraria, alla st oria de ll'arte, della filosofia e della scienza, con attenzione particolare ai secoli XIII, XIV, XV e XVI Semestre 3 e 4 − decodificazione di testi: esercizi di analisi condotta su testi di tipo diverso: giornalistici, scientifici, narrativi. − produzione di testi: esposizione orale e relazione scritta in particolare di tipo argomentativo. − trattazione di elementi minimi relativi al rapporto lingua - società. − temi esemplari relativi alla storia politica e sociale, alla storia letteraria e alla storia dell’arte , con attenzione particolare ai secoli XVII, XVIII, XIX e XX. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Cicli di studio Materia Semestre Informatica ed Elettrotecnica Comunicazione e scienze umane 1, 3, 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Fornire le conoscenze e le tecniche per comunicare con efficacia mediante p arole, scritti, gesti, comportamenti. Migliorare la capacità di organizzare le modalità e i tempi dello studio e del lavoro. Approfondire la formazione culturale generale, con particolare riguardo all'avvento della cultura scientifica moderna e della società tecnologica. Contenuti Semestre 1 − comunicazione: elementi di base − immagine, potere, persuasione − parlare in pubblico: tecnica di base − canali percettivi di apprendimento − strategia per studiare − pianificazione delle priorità Semestre 3 e 4 − origini e affermazione della civiltà industriale e tecnologica: momenti di st oria della scienza e della tecnica dal XVIII secolo ai nostri giorni − momenti della riflessione filosofica contemporanea attorno alla scienza, alla tecnica e ai linguaggi − documentazione tecnico-scientifica: teoria e pratica della comunicazione scri tta in ambito tecnico-scientifico − negoziazione multilinguistica 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Semestre Elettrotecnica Analisi 1 e 2 (6 lezioni settimanali) 3 (4 lezioni settimanali) Obiettivi Obiettivo principale del corso è l’acquisizione di conoscenze della matematica sulla quale si basano le scienze ingegneristiche. Si trasmettono i concetti, si esercitano le tecniche e si sviluppano modi di ragionare utili sia durante lo st udio, sia nell’esercizio della professione. Contenuti Semestre 1 e 2 − numeri reali e complessi − successioni e serie − funzioni reali − limiti di funzioni − calcolo differenziale e sue applicazioni − introduzione al le equazioni differenziali − sviluppo di Taylor − calcolo integrale e sue applicazioni Semestre 3 − funzioni a più variabili − integrali multipli − integrali curvilinei − trasformate di Fourier, Laplace e Z Osservazioni Il corso è accompagnato da esercizi svolti in parte in classe, in parte con lavoro individuale. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Cicli di studio Materia Semestre Semestre Informatica ed Elettrotecnica Algebra lineare e geometria 1 (6 lezioni settimanali) 2 (4 lezioni settimanali) Obiettivi Obiettivo principale del corso è l’apprendimento delle basi del calcolo vett oriale e del calcolo matriciale necessarie per la futura professione di ingegnere. Si vuole inoltre sviluppare la capacità di apprendere ad esprimersi chiarame nte in stile tecnico-scientifico. Contenuti − − − − − − − − − Osservazioni Il corso è accompagnato da esercizi svolti in parte in classe, in parte con lavoro individuale. vettori geometrici e spazio vettoriale prodotto scalare, norme e ampiezze approfondimenti di trigonometria prodotti vettoriale e misto geometria analitica applicazioni lineari e matrici determinanti isometrie, similitudini e proiezioni autovalori e autovettori 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Cicli di studio Materia Semestre Semestre Informatica ed Elettrotecnica Fisica 1 e 2 (4 lezioni settimanali) 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Conoscere i fenomeni fisici fondamentali e le loro applicazioni tecniche più importanti; capire le loro connessioni come pure possedere gli strumenti necessari alla loro descrizione. Conoscere i metodi di lavoro della fisica (osservazione, descrizione, esperimento, simulazione, ipotesi, legge, teoria). Compre ndere l’impatto della fisica sul pensiero scientifico. Valutare le conseguenze de lle applicazioni delle conoscenze scientifiche sulla natura, l’economia e la società. Contenuti Semestre 1 e 2 − proprietà termiche della materia − leggi dei gas − calorimetria − conduzione e irraggiamento − passaggi di stato − cinematica − principi della dinamica − gravitazione ed elettrostatica − lavoro ed energia − quantità di moto Semestre 3 e 4 − complementi di elettrostatica − fenomeni magnetici − proprietà magnetiche della materia − ottica geometrica − teoria delle onde (applicazione all’ottica e acustica ) − polarizzazione − basi di meccanica quantistica Osservazioni Le lezioni teoriche sono accompagnate da esperienze dimostrative. Buona pa rte del tempo a disposizione è dedicato agli esercizi. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Cicli di studio Materia Semestre Informatica ed Elettrotecnica Laboratorio di fisica 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Verificare alcune leggi viste in teoria, approfondire alcuni capitoli non trattati nella lezione. Conoscere alcuni effetti fisic i e le loro applicazioni tecniche. Conoscere le tecniche di sperimentazione, di misurazione e di elaborazione dei dati raccolti. Comprendere il funzionamento di alcuni sistemi (semiconduttori, sensori). Contenuti Una scelta di diversi esperimenti in diversi campi della fisica: − termica − meccanica − elettricità − ottica e onde − quantistica e atomica Osservazioni Gli esperimenti sono accompagnati da approfondimenti teorici. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Matematica tecnica 1 e 2 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Il primo obiettivo del corso consiste nell’apprendere alcuni temi della matematica numerica classica, il secondo nello sviluppare la dimestichezza necessaria ad analizzare e a scrivere semplici algoritmi. Contenuti − − − − − − Osservazioni Il corso è accompagnato da esercizi che occupano circa la metà del tempo a disposizione, svolti in parte sul calcolatore. basi numeriche e rappresentazione dei numeri sistemi di equazioni lineari ottimizzazione lineare risoluzione numerica di equazioni metodi di compensazione serie di Fourier 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Informatica di base 1, 2, 3 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Il corso ha come obiettivo di introdurre all’ambiente e al metod o di programmazione. Vengono approfondite le conoscenze di un sistema operativo, di un ambiente di sviluppo e di un linguaggio di programmazione. Particolare impor tanza verrà data al metodo e alla comprensione dei diversi livelli di astrazione in un programma. Contenuti Semestre 1 e 2 − introduzione al calcolatore (hardware e software) − introduzione al sistema operativo (concetti generali) − sistema operativo Unix e utilizzo della shell − utilizzo dell’editore − dall’algoritmo alla programmazione − apprendimento del linguagg io di programmazione C − algoritmi e applicazioni particolari − astrazione dei dati Semestre 3 − approfondimento del linguaggio C: files, puntatori a funzioni, gestione din ami ca della memoria, interfaccia I/O con Unix, struttura dati complessi − processi in tempo reale − interfacce grafiche − compressione di dati Osservazioni Lo studente ha la possibilità di esercitarsi sui sistemi della scuola con l’assistenza del docente durante le ore di esercitazioni di informatica o durante i momenti lib eri. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Informatica tecnica 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Il corso presenta le problematiche della programmazione concorrente e della realizzazione di kernel per sistemi embedded e real-time. Contenuti − − − − − − − Osservazioni Lo studente ha la possibilità di esercitarsi sui sistemi della scuola, assistito dal docente, durante le ore di esercitazioni di informatica. embedded systems programmazione in tempo reale caratteristiche e prestazioni di sistemi in tempo reale processi paralleli sincronizzazione e comunicazione fra processi metodi per la specifica, lo sviluppo e il test di sistemi multitasking sistemi multiprocessore e sistemi distribuiti 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Elettrotecnica 1 e 2 (4 lezioni settimanali) Obiettivi Il corso si prefigge di sviluppare la comprensione intuitiva e analitica dei ci rcuiti con componenti ideali e di dare le basi teoriche esatte dei metodi per la solu zione di circuiti lineari attivi e passivi. Contenuti − − − − − − − − − − − − − − Osservazioni modello di Kirchhoff dei circuiti lineari risoluzione di circuiti lineari passivi in corrente continua circuiti equivalenti: teoremi di Thévénin e Norton il metodo di superposizione per la soluzione di circuiti lineari conoscenze di ba se di metrologia: teoria e pratica i numeri complessi per il calcolo di circuiti in corrente alternata risoluzione di circuiti lineari passivi in corrente alternata in regime stazionario analisi nel dominio della frequenza per circuiti lineari: il metodo di Bode circuiti con componenti attivi ideali: transistor, amplificatori operazionali, ecc. teorema di Miller bipoli e quadripoli: analisi e proprietà il trasformatore sistemi in corrente alternata polifase risposta ai transienti di circuiti lineari: metod i di analisi e di soluzione Durante l’attività di laboratorio si esercitano le nozioni apprese nella lezione e le tecniche di misura. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Tecnica analogica 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Studiare i componenti analogici più comuni in applicazioni pratiche, tenendo conto delle non idealità e imparando ad applicare l'approssimazione. Contenuti − diodi e transistor: tipi, caratteristiche, applicazioni convenzionali e applicazioni particolari − amplificatori: parametri di rumore, derive e stabilità, offset, bias, compens azione, ecc. − applicazioni alla sensorica per segnali deboli, amplificazioni AC e DC − componenti e circuiti di piccola potenza − interfacciamento verso l'esterno, separazione e protezione − normative Osservazioni Il corso comprende esercitazioni pratiche di laboratorio (realizzazione e misura di circuiti) ed esercizi di simulazione. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Tecnica digitale 1 e 2 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Dare le basi metodologiche, tecnologiche e applicative di circuiti digitali combinatori e sequenziali. Contenuti − rappresentazione delle funzioni digitali: simboli grafici, tabelle, funzioni bo oleane, diagrammi temporali. − algebra di Boole: teoremi, proprietà, tecniche di semplificazione − circuiti combinatori: analisi, sintesi e minimizzazione − tecnologie, parametri elettrici dei componenti digitali, famiglie logiche, stadi di Input/Output , tempi di propagazione − codici − flip-flop, latch e registri semplici − circuiti sequenziali: topologie, metodi di rappresentazione e documentazi one, tecnica di analisi e sintesi, realizzazione cablata e microprogrammata − sistemi sincroni e asincroni − componenti di memoria − convertitori AD e DA − logiche programmabili Osservazioni Durante l’attività di laboratorio si esercitano le nozioni apprese nella lezione e le tecniche di misura. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Microcalcolatori 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Comprensione della struttura e del funzionamento di alcuni tipi rappresentativi di microcontrollore e di microprocessore. Contenuti − microprocessore e microcontrollore: storia e attualità. − set di istruzioni e strutture hardware: esempi CISC e RISC. − processori Motorola‰, Intel‰, Microchip‰: caratteristiche, montaggi, programmazione. − dispositivi d'interfaccia (ADC, DAC, separazione e accoppiamento per la piccola potenza, ecc.) − dispositivi di I/O: bus del processore e bus standard, periferiche per la visualiz zazione e l'immagazzinamento di dati. − la memoria: componenti, struttura di un banco, tipi di accesso, gestione. − sistemi multiprocessore. Osservazioni L'elenco dei processori trattati è solo indicativo. Si programmerà dapprima in Assembler e, più tardi, in C. Il corso prevede esercitazioni pratiche di laboratorio con la possibilità di progettare, realizzare e programmare circuiti propri. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Computer Aided Engineering 3 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Esercitare tecniche di lavoro basate su standard industriali avanzati, dare allo studente una solida introduzione all'uso di utensili moderni per la progettazi one assistita dall'elaboratore nel campo dell'ingegneria elettronica. Contenuti − Matlab‰ e Simulink‰: utensili per calcolo matriciale, grafica avanzata, sim ulazione numerica, analisi di segnali e di processi dinamici. − design flow per la progettazione elettronica analogica e digitale in un ambiente integrato: progettazione logica, simulazione, documentazione, reali zzazione fi sica. − studio comparativo di utensili su stazioni di lavoro e su calcolatori personali. Osservazioni La maggior parte del corso si svolge attraverso esercitazioni al calcolatore. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Microelettronica 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Far conoscere architetture e possibilità tecniche di componenti microelettron ici semicustom , in particolare di componenti logici programmabili ad alta complessità. Apprendere ed esercitare tecniche avanzate di progettazione adatte ai comp onenti scelti. Contenuti − − − − − − Osservazioni Il corso è completato da esercitazioni svolte durante le ore di laboratorio di elettronica. topologie circuitali adatte alla realizzazione di tipo ASIC semicustom confronto fra tecnologie linguaggi di descrizione di hardware (HDL), in particolare VHDL esercitazioni di descrizione VHDL per sintesi sintesi guidata da vincoli tecniche e strutture standard per il collaudo di circuiti complessi: per ese mpio boundary scan − realizzazione pratica e misurazione di funzioni su componenti di tipo FPGA 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Automazione e regolazione 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Trasmettere le conoscenze di base sui metodi di analisi e sulle tecniche per l'implementazione di regolatori classici. Contenuti − metodi di rappresentazione dei sistemi: diagrammi a blocco, piano degli st ati, grafi orientati − sistemi lineari di primo e secondo ordine − analisi di errore e di stabilità − analisi di sistemi lineari in base al luogo delle radici e nel dominio della fr equenza − topologie di regolatori classici, dimensionamento e simulazione. − studio di casi pratici Osservazioni Il corso di Computer Aided Engineering fornisce conoscenze che vengono richieste per questo corso. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Meccanica tecnica 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Approfondire conoscenze di meccanica classica, studiare vari tipi di materiale utilizzati nella realizzazione di oggetti tecnologici ed i loro metodi di lavorazi one. Conoscere elementi di costruzione di macchine e meccanismi nonché metodi moderni di calcolo strutturale. Contenuti − − − − − − − − Osservazioni Parte della teoria, già trattata nelle lezioni di fisica, viene approfondita per quanto riguarda gli aspetti realizzativi e sperimentali. basi di cinematica e applicazioni per il corpo rigido basi di statica e applicazioni per il corpo rigido e elastico teoria sull'attrito nelle applicazioni tecnologiche momento inerzia, impulso, urti, moto relativo equazioni di Lagrange materiali tradizionali e nuovi materiali metodi di lavorazioni dei differenti materiali elementi di macchine: travi e piastre, sistemi di fissaggio, ingranaggi, el ementi per ridurre l'attr ito − metodi di calcolo strutturale assistiti dall'ordinatore − esempi di oggetti tecnologici industriali 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Telecomunicazioni 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Dare allo studente le nozioni di base di telecomunicazione Contenuti − segnali nel dominio del tempo e della frequenza − sistemi non lineari − modulazioni analogiche (AM, FM, PM): descrizione analitica, proprietà, varianti; analisi nel dominio della frequenza − modulazione ad impulsi (PAM, PWM, PPM, PFM) e digitali (PCM) − circuiti modulatori, demodulatori e circuiti di supporto tipici − applicazioni Osservazioni Il corso di Computer Aided Engineering fornisce conoscenze che vengono richieste per le esercitazioni di questo corso. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Tecnica dei materiali 3 e 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Obiettivo prioritario del corso è quello di apprendere gli elementi teorici fon damentali necessari per capire il comportamento di natura chimico-fisica dei materiali dell’elettrotecnica. Contenuti − − − − − − − − − Osservazioni Le nozioni teoriche sono parzialmente illustrate da applicazioni pratiche ed esercizi. costituzione della materia e introduzione al la scienza dei materiali difetti della struttura cristallina e microstrutture ceramiche polimeri organici materiali compositi semiconduttori proprietà meccaniche proprietà elettromagnetiche degrado e corrosione 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Laboratorio di tecnica dei materiali 4 (2 lezioni settimanali) Obiettivi Conoscere le problematiche che si riscontrano nel mondo professionale, assi milare le tecniche di lavoro del settore. Contenuti Una scelta di diversi esperimenti nei campi seguenti : − sensori ca − polimeri − metalli e corrosione − ceramiche − colle − cambiamenti proprietà dei materiali Osservazioni Le esperienze sono accompagnate da approfondimenti teorici. 19.9.2002 Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Dipartimento di informatica ed elettrotecnica Ciclo di studio Materia Semestre Elettrotecnica Laboratorio di elettronica 3 e 4 (4 lezioni settimanali) Obiettivi Acquisire dimestichezza con strumenti di misura, tecniche di montaggio, metodi e utensili di analisi e di dimensionamento per circuiti analogici e digitali. Contenuti − − − − − − Osservazioni Il corso Computer Aided Engineering fornisce conoscenze richieste in questo laboratorio. Le esperienze sono accompagnate da approfondimenti teorici. circuiti analogici con componenti semiconduttori di base regolatori di tensione filtri applicazioni con amplificatori operazionali programmazione di microcontrollori applicazioni con componenti programmabili ad alta complessità 19.9.2002 19.9.2002
