Internet e i sistemi di comunicazione sono oggi parte della vita di tutti noi, e le tecnologie che essi mettono a disposizione sono usate in tutte le discipline ingegneristiche che fanno uso di soluzioni derivanti dal mondo dell’Information and Communication Technologies (ICT), come l’informatica, le reti di telecomunicazione, le piattaforme cloud, ecc. Le tecnologie ICT sono conseguentemente applicate in tutti i settori dell’ingegneria, dalla biomedica all’informatica, dall’elettronica ai settori gestionali. In questo contesto, il corso ha come obiettivo di permettere agli studenti di Ingegneria di sperimentare in laboratori pratici le possibilità e le problematiche legate all’utilizzo di Internet e dei sistemi di comunicazione, per un uso consapevole di questi strumenti. Il corso è di tipo sperimentale: gli studenti svolgono esperienze di laboratorio mirate ad affrontare problematiche di complessità crescente, al fine di acquisire una conoscenza sperimentale delle possibilità offerte dalle applicazioni di Internet e dei sistemi di comunicazione. Il corso offre due laboratori da volgere in parallelo: il primo si focalizza sull’uso di Internet e di reti di computer, mentre il secondo si focalizza sull’analisi della trasmissione dati in canali wireless e cablati con particolare attenzione agli aspetti relativi al livello fisico del sistema. Ogni studente deve completare entrambi i moduli (Internet e Comunicazioni). Essi sono di rilevante interesse per tutti gli studenti, sia che provengano da corsi più vicini alle applicazioni di Internet (Ing. Informatica, ing. del Cinema e dei Mezzi di Comunicazione, Ing. Gestionale), o agli aspetti fisici (Ing. Elettronica, Electronic and Communications Engineering, Ing. Fisica). Il corso è offerto a tutti gli studenti di Ingegneria che hanno conoscenze di base del funzionamento di Internet e dei sistemi di comunicazione, e che intendano approfondire le stesse. Durante lo svolgimento dei laboratori, gli studenti lavoreranno in gruppi di tre colleghi, aventi anche provenienze diverse in modo da bilanciare le competenze all’interno dei gruppi. Alla fine del corso, lo studente avrà acquisito la capacità di utilizzare applicazioni su Internet e di analizzare sistemi di comunicazione avendo sviluppato capacità, critiche e pratiche, e di affrontare le problematiche che essi presentano. Gli studenti avranno sviluppato competenze sperimentali relative alla gestione di esperimenti pratici e l’analisi su basi tecnico-scientifiche dei risultati ottenuti, analizzando l’impatto di diverse soluzioni. Lavorando con altri colleghi, lo studente svilupperà anche capacità di lavoro di gruppo e di divisione del lavoro.

Il corso prevede due moduli di laboratorio: Laboratorio di Internet e Laboratorio di Comunicazioni. Ogni studente frequenterà entrambi i laboratori. Ogni modulo prevede: • 10 ore (1 credito) di lezioni in cui saranno presentati in aula gli esperimenti e gli aspetti fondamentali per il loro svolgimento. • 20 ore (2 crediti) dedicate agli esperimenti di laboratorio, da svolgere presso i Laboratori Informatici di Base (LAIB) o con il proprio PC. Il Laboratorio di Internet si focalizza su esperienze legate alla configurazione ed utilizzo di tecnologie comunemente utilizzate in Internet. Gli studenti avranno a disposizione dei PC, dotati di sistema operativo Linux. Tramite l'uso di reti locali, di calcolatori, e di semplici applicazioni comunemente usate su Internet, gli studenti dovranno svolgere le esperienze di laboratorio con l’aiuto del docente. Ogni gruppo avrà a disposizione 3 PC per lo svolgimento delle esperienze di laboratorio. Le esperienze di laboratorio variano dalla configurazione di una rete locale, all’analisi di traffico di un attacco informatico, alla misura di prestazioni (speedtest), alla navigazione di pagine web su internet. Alla fine del laboratorio, lo studente avrà maturato la conoscenza e la capacità critica di analisi di applicazioni comunemente utilizzati in Internet. Lo studente saprà identificare problematiche che tali sistemi offrono, e avrà maturato uno spirito critico che permetterà allo stesso di utilizzare le stesse nella sua vita professionale. I principali risultati di apprendimento del modulo di Internet sono: - Conoscenza dei principi di funzionamento delle reti locali; - Abilità a identifcare configurazioni anomale ed errate; - Capacità di capire le prestazioni offerte da applicazioni internet; - Abilità nell’uso di sistemi automatici di test informatici; - Capacità di analisi di scenari critici e con diverse tecnologie. Il Laboratorio di Comunicazioni si propone di insegnare agli studenti le nozioni fondamentali sul funzionamento dei sistemi di trasmissione digitale e sulle principali problematiche dipendenti dal tipo di applicazione e di canale. Con l’utilizzo di programmi per la simulazione si potranno comprendere e confrontare l’efficacia delle diverse soluzioni nel risolvere i problemi presentati. Allo studente si richiede di affrontare la realizzazione di alcuni semplici simulatori (sistemi PCM e PAM) per concludere con l'emulazione di un esperimento di trasmissione dati. Lo studente imparerà ad applicare il metodo scientifico nel'utilizzo dei simulatori o nell'esecuzione delle misure, in modo da ottenere risultati ripetibili e accurati. L’analisi dei risultati e il confronto con i fondamenti teorici presentati a lezione permetterà inoltre di affinare lo spirito critico applicandolo sia all’ambito sperimentale che simulativo. I principali risultati di apprendimento del modulo di Comunicazioni sono: - Conoscenza dei concetti di campionamento, quantizzazione e modulazione di un segnale; - Conoscenza di tecniche di valutazione delle prestazioni di sistemi di trasmissione analogici e digitali; - Conoscenza della tecniche di trasmissione digitale; - Abilità nello sviluppare un simulatore numerico per sistemi di trasmissione dati ; - Abilità nella stima delle prestazioni di un sistema di trasmissione dati.

Gli studenti devono avere conoscenze di base del funzionamento di Internet e dei sistemi di comunicazione. Il modulo di Laboratorio di Internet richiede una conoscenza di base dei protocolli TCP/IP usati in Internet (Ethernet, ARP, IP, TCP, UDP, HTTP): il docente richiamerà i concetti di base a lezione per permettere agli studenti di affrontare il corso senza requisiti. Il modulo di Laboratorio di Comunicazioni richiede una conoscenza di base di teoria dei segnali: il docente richiamerà questi concetti di base a lezione e introdurrà le nozioni di sistemi di trasmissione necessarie per lo sviluppo e la comprensione delle esperienze.

Il Laboratorio di Internet si focalizza su esperienze legate alla configurazione ed utilizzo di tecnologie comunemente utilizzate in Internet. In particolare il modulo prevede i seguenti laboratori: - Configurazione di computer per l’utilizzo di Internet in una rete locale, assegnazione di indirizzi IP, verifica connettività con Ping. Funzionamento protocolli ARP, ICMP (8 ore) - Analisi di traffico tramite sniffer di rete. Funzionamento dei protocolli TCP, UDP e HTTP in Internet (8 ore) - Analisi di traffico generato da possibili attacchi di sicurezza di tipo portscan in reti locali (4 ore) - Ingegnerizzazione di applicazioni di “Speedtest” e misure in laboratorio con analisi di impatto diversi scenari di rete (10 ore) Il Laboratorio di Comunicazioni è organizzato come segue: - Nella prima parte si analizza il sistema PCM (Pulse Code Moudulation) per la trasmissione di segnali analogici su collegamenti digitali (Lezione: 4.5 ore; Laboratorio: 9 ore); - Nella seconda parte si analizzano i sistemi di trasmissione digitale (in particolare i sistemi di tipo PAM, Pulse Amplitude Moudulation) (Lezione: 4.5 ore; Laboratorio: 12 ore);

Il corso si svolge per la maggior parte presso i Laboratori Didattici di Base (LAIB). Il docente presenterà a lezione i contenuti teorici necessari per svolgere le esperienze di laboratorio (10+10 ore, 2 crediti). Le stesse saranno svolte dagli studenti presso i LAIB, lavorando in gruppi di tre studenti per un totale di 20+20 ore di laboratorio (4 crediti). Gli studenti, sempre lavorando in gruppo, devono preparare le relazioni di laboratorio che saranno valutate come parte dell'esame finale.

Sono disponibili le dispense delle lezioni e delle esercitazioni, i manuali e il materiale necessario per le esercitazioni di laboratorio e per lo svolgimento dei progetti. Tutto il materiale didattico è scaricabile tramite web. Verrà inoltre dato accesso a videolezioni registrate di altri corsi per poter colmare eventuali lacune formative.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;

... Gli studenti sono tenuti a lavorare in gruppi di tre persone. Ogni gruppo dovrà consegnare una relazione scritta, per ognuno dei due moduli (Internet e Comunicazioni), sulle esperienze di laboratorio. Il contenuto specifico delle stesse sarà indicato durante le lezioni dal docente. Le relazioni deve contenere la descrizione dello svolgimento delle esperienze di laboratorio, i risultati ottenuti e una loro analisi dettagliata. La valutazione delle relazione sarà basata su: - metodologia di esecuzione dell'esperienza; - completezza e correttezza dei risultati; - capacità di interpretazione e discussione dei risultati ottenuti. Il voto della relazione sarà assegnato a tutti gli studenti del gruppo. Ogni studente dovrà sostenere una prova scritta (durata complessiva di 1,5 ore) composta da 3 domande aperte per ogni modulo (6 domande totali): ogni domanda ha un valore di 5 punti, per un totale di 30 punti. Durante la prova scritta non è possiibile la consultazione di materiale didattico. Ogni studente ha inoltre la facoltà di sostenere anche una prova orale. La prova orale verterà sulla discussione dei risultati presentati nella relazione di gruppo e delle risposte alle domande della propria prova scritta ma anche in generale su tutti gli argomenti presentati a lezione e durante le esperienze di laboratorio. Per ciascun modulo di laboratorio (Internet o Comunicazioni), il voto finale è una media pesata della valutazione della relazione di gruppo (70%, voto massimo 30 e lode) e prova scritta (30%, voto massimo 30 e lode). Il voto finale è dato dalla media dei due voti ottenuti in ciascuno dei due moduli.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.