PORTALE DELLA DIDATTICA
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ENGINEERING
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COMPUTER ENGINEERING, Laurea Magistrale (Master of science-level of the Bologna process)
Academic Year 2010/11
DEPARTMENT OF CONTROL AND COMPUTER ENGINEERING
Collegio di Ingegneria Informatica, del Cinema e Meccatronica
Campus: TORINO
Program duration: 2 years
Class LM-32 Degree: COMPUTER SYSTEMS ENGINEERING
Docenti di riferimento del corso:
LAFACE PIETRO   pietro.laface@formerfaculty.polito.it   011/0907004
MONTUSCHI PAOLO   paolo.montuschi@polito.it   011/0907014
SONZA REORDA MATTEO   matteo.sonzareorda@polito.it   011/0907055
Program held in English
The course can be partially offered in Italian Language
Course is also offered in streaming
Risultati di apprendimento attesi, espressi tramite i Descrittori europei del titolo di studio
Conoscenza e capacita di comprensione (knowledge and understanding)

Le conoscenze e le capacita conseguite sono individuabili nelle seguenti aree di apprendimento

INFORMATICA (INSEGNAMENTI OBBLIGATORI)
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Struttura ed organizzazione di sistemi basati su microprocessori a 16, 32 e 64 bit
- Progetto hardware e software di dispositivi periferici
- Caratteristiche tecnologiche di un sistema per la gestione di basi di dati (DBMS)
- Tecniche per data warehouse, data mining e web mining
- Tecnologie per il trasporto del traffico IP in ambito geografico
- Qualità del servizio (QoS) nelle reti a pacchetto, Voce su IP (VoIP), Virtual Private Networks (VPN)
- Gestione e monitoraggio di rete, ricerca guasti (troubleshooting)
- Tecniche per la sincronizzazione e per la comunicazione tra processi e thread concorrenti.
- Gestione delle risorse di un sistema di elaborazione, in particolare accesso ai dispositivi periferici.
- Interfacce utente grafiche: caratteristiche generali, implementazione in Win32 e in Unix.
- Macchine virtuali: principi generali; il framework .NET; il framework Java.
- Modelli del ciclo di vita del software.
- Analisi e progetto ad oggetti (UML), modelli operazionale e prototipazione.
- Processi di produzione del sofware tradizionali e innovativi:
- Gestione di progetti software.
- Problemi e tipologie di attacco delle debolezze delle reti e dei sistemi di elaborazione:
- Tecniche per la protezione delle informazioni
- Tecniche di autenticazione e relativi dispositivi hardware di autenticazione
- Protezione delle reti IP e delle applicazioni di rete.
- Modelli di workflow sicuro e commercio elettronico
- Aspetti giuridici: privacy, reati informatici, firma digitale, log retention.

AUTOMATICA (UN CORSO A SCELTA)
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno uno tra i seguenti argomenti:
- Modellazione ed analisi di sistemi ad eventi discreti
- Metodologie per la soluzione di problemi di ottimizzazione con i relativi algoritmi
- Basi teoriche relative ai robot industriali e mobili, alla loro cinematica, dinamica e controllo
- Basi teoriche per lo studio del controllo robusto e H-infinito
- Tecniche per l¿analisi delle specifiche e la sintesi di controllori digitali

RETI DI CALCOLATORI
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Tecnologie di rete wired e wireless disponibili e loro caratteristiche
- Architetture, protocolli e servizi di rete più diffusi; comprensione di potenzialità, limiti, specificità di ciascuno
- Algoritmi impiegati nei moderni apparati di rete (switch, router) e algoritmi distribuiti
- Problematiche da risolvere in fase di progettazione delle reti e relativi strumenti teorici e pratici
- Middleware più usati per la realizzazione di software distribuito e relative interfacce di programmazione
- Linguaggi e tecniche di programmazione specifici per il software delle reti e delle applicazioni web
- Aspetti tecnici, organizzativi ed implicazioni legali relative alla sicurezza delle reti e alla protezione delle informazioni
- Tecniche per la valutazione e la misura delle prestazioni delle reti e dei sistemi distribuiti
- Tecniche e strumenti per il monitoraggio e la gestione delle reti
- Basi teoriche e caratteristiche degli algoritmi di codifica, trasmissione ed elaborazione delle informazioni multimediali e problematiche di qualità del servizio

AREA COMPUTER GRAPHICS E COMPUTER ANIMATION
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Fisiologia del sistema visivo
- La luce e i sistemi di colori
- Formati delle immagini grafiche
- Tecniche di modellazione e rendering
- Architetture hardware dei sistemi grafici e dispositivi per la grafica interattiva e la realtà virtuale
- Problematiche, descrizione, progetto, sviluppo, ambienti interattivi e real-time
- Animazione di personaggi virtuali
- Programmazione mediante API grafiche (es. OpenGL)
- Tecniche di analisi, elaborazione e compressione di immagini e filmati
- Tecniche di ricostruzione 3D e analisi del movimento da immagini e filmati

AREA MULTIMEDIA
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Sistemi percettivi umani, quali la sensibilità spaziale, temporale, tridimensionale, etc.
- Modelli utilizzati nella rappresentazione grafica di oggetti
- Modelli utilizzati nella rappresentazione virtuale della realtà
- Modelli utilizzati nella rappresentazione e manipolazione digitale di informazioni multimediali
- Architetture hardware legate a sistemi grafici, virtuali e multimediali.

AREA APPLICAZIONI SOFTWARE
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Progetto e gestione di sistemi informativi aziendali quale supporto all'organizzazione e ai bisogni dell'azienda
- Gestione ed organizzazione di progetti software di dimensioni elevate, ovvero di progetti che coinvolgono numerosi programmatori per lunghi periodi di tempo.
- Sistemi distribuiti, quali le reti geografiche di calcolatori e le reti di telecomunicazione radiomobili
- Comunicazione, sincronizzazione ed interazione tra i prodotti applicativi e i componenti hardware
- Progetto di reti aziendali e data center
- Metodi per la rappresentazione della conoscenza, machine learning, e reasoning
- Progetto di applicazioni multimediali distribuite, con enfasi su tecniche per la codifica e trasmissione di informazioni audio e video
-Teoria dei linguaggi formali e tecniche di progettazione dei compilatori

AREA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguarderanno i seguenti argomenti:
- Modellazione ed analisi di sistemi ad eventi discreti
- Metodologie per la soluzione di problemi di ottimizzazione con i relativi algoritmi
- Basi teoriche relative ai robot industriali e mobili, alla loro cinematica, dinamica e controllo
- Basi teoriche per lo studio del controllo robusto e H-infinito
- Tecniche per la l¿analisi delle specifiche e la sintesi di controllori digitali, utilizzando gli approcci teorici indicati
- Modellizzazione e rappresentazione del flusso produttivo per sistemi complessi ed interconnessi
- Basi teoriche per lo studio dell¿architettura del software di controllo che presiede alle varie funzioni di un sistema produttivo
- Metodologie per l¿identificazione di sistemi dinamici e per il controllo in presenza di vincoli
- Analisi e calcolo delle prestazioni dei principali sistemi di controllo utilizzati nei moderni veicoli
- Tecniche di progetto di controllo orbitale e di assetto

AREA SISTEMI EMBEDDED
- Progetto di sistemi digitali complessi
- Metodologie di descrizione dell'hardware nonché al loro utilizzo nell'ambito di sistemi automatici di sintesi
- Ottimizzazioni delle varie fasi di progetto, allo scopo di migliorare le prestazioni del prodotto finale riguardo a caratteristiche quali la dissipazione di potenza, velocità, affidabilità, etc.
- Correttezza ed affidabilità del prodotto finale
- Programmazione concorrente e sistemi operativi per sistemi embedded
- Progetto di sistemi embedded a basso consumo
- Tecniche per il progetto di sistemi elettronici affidabili

MODALITÀ DIDATTICHE E DI ACCERTAMENTO
Modalità didattiche

Queste conoscenze e capacità vengono acquisite dagli studenti attraverso lezioni frontali, esercitazioni in aula, in laboratori informatici, e di tipo sperimentale (laboratori hardware). Nella maggior parte dei corsi sono anche presenti altre attività, condotte in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro,
secondo modalità indicate dai docenti (ad esempio approfondimento di argomenti monografici).
Ogni insegnamento indica quanti crediti sono riservati a ciascuna modalità didattica.

Modalità di accertamento

L'accertamento delle conoscenze e capacità di comprensione avviene tramite esami scritti e orali, che comprendono quesiti relativi agli aspetti teorici ed esercizi di problem solving e programmazione. Si richiede la
capacità di integrazione delle conoscenze acquisite in insegnamenti e contesti diversi, e la conoscenza dei diversi modelli e metodi di soluzione.

Capacita di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Le capacita di applicare le conoscenze e le capacita di comprensione sono individuabili nelle seguenti aree di apprendimento

INFORMATICA (INSEGNAMENTI OBBLIGATORI)
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Progettare e valutare sistemi di elaborazione di media complessità basati su processori dell'ultima generazione
- Gestire gestire i principali dispositivi periferici dal punto di vista dell¿hardware e del software.
- Gestire una base di dati, includendo le metodologie più recenti conseguite nell¿ambito delle attività di ricerca nel settore
- Valutare le caratteristiche tecnologiche dei prodotti commerciali
- Conoscere le tecniche di analisi, progetto e interrogazione di basi di dati caratterizzate da volumi molto elevati di dati (data warehouse)
- Conoscere l'infrastruttura, l'architettura e le tecnologie delle reti di calcolatori, con particolare riferimento alle tecnologie oggi maggiormente utilizzate e i servizi più comunemente offerti.
- Valutare applicazioni e servizi offerti o da implementare nell¿ambito delle reti geografiche
- Progettare e realizzare applicazioni i cui requisiti funzionali impongano una stretta interazione con il sistema operativo e la piattaforma hardware sottostante
- Gestire in maniera ottimale le risorse di un sistema di elaborazione (processori, memorie, periferici, etc.) mediante le tecniche di programmazione di sistema
- Conoscere e saper utilizzare e gli strumenti principali della moderna ingegneria del software, intesa come disciplina che si occupa del "programming in the large"
- Conoscere approfonditamente le fasi di specifica dei requisiti e di progettazione, il paradigma ad oggetti e il linguaggio UML, la modellazione operazionale e la prototipazione del software.
- Gestire e organizzare un progetto software, verificandolo, validandolo e effettuandone il controllo di qualità.
- Conoscere gli aspetti tecnici, organizzativi e giuridici relativi alla sicurezza
nelle reti di calcolatori e nelle applicazioni di rete sia nel caso di reti chiuse (Intranet) sia per reti aperte (Internet).
- Saper progettare misure di protezione per le reti IP, per le applicazioni per il commercio elettronico e per la gestione elettronica dell¿informazione.

AUTOMATICA (UN CORSO A SCELTA)
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento di uno tra i seguenti obiettivi:
- Modellazione e simulazione di sistemi a eventi discreti
- Impostare problemi di ottimizzazione di interesse per l¿ingegneria e risolverli utilizzando tool appropriati
- Individuare le caratteristiche salienti per la scelta, l¿utilizzo, la supervisione, la programmazione e il controllo di robot industriali e mobili, compresa la scelta dei sensori utilizzabili per specifici compiti
- Impostare il progetto di controllori robusti secondo le specifiche di progetto

RETI DI CALCOLATORI
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Progettare reti aziendali a partire dalle specifiche di progetto fino alla scelta e al dimensionamento dei singoli componenti
- Progettare e sviluppare software di rete ai diversi livelli della pila OSI
- Progettare e sviluppare applicazioni distribuite in ambito internet
- Progettare misure di protezione per la sicurezza di reti e applicazioni distribuite
- Progettare e sviluppare sistemi e applicazioni di trasmissione ed elaborazione di informazioni multimediali
- Valutare e misurare le prestazioni di reti, sistemi distribuiti e applicazioni distribuite
- Valutare la sicurezza di reti, sistemi distribuiti e applicazioni distribuite
- Gestire reti e sistemi distribuiti complessi

AREA COMPUTER GRAPHICS E COMPUTER ANIMATION
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Modellare ambienti virtuali 3D
- Creare filmati in computer animation
- Creare applicazioni grafiche 2D e 3D interattive (es. applicazioni di realtà virtuale e entertainment)
- Sviluppare applicazioni di image processing e computer vision (es. programmi di target recognition e tracking)
- Sviluppare codici per la modellazione e l'animazione di fenomeni naturali (es. nubi, fuoco, gas, onde, ecc.)
- Creare modelli comportamentali per l'animazione e il controllo di personaggi virtuali
- Progettare e realizzare ambienti di realtà virtuale e realtà aumentata

AREA MULTIMEDIA
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Utilizzare in maniera critica un qualsiasi algoritmo di codifica di informazioni multimediali
- Gestire le applicazioni real-time su reti IP, e in particolare quelle multimediali
- Valutare i problemi di qualità di servizio, ai vari livelli, da quello di rete a quello percettivo
- Utilizzare in maniera critica le tecniche di qualità di servizio, capendone i relativi costi e benefici

AREA APPLICAZIONI SOFTWARE
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Analizzare e progettare software a livello applicativo, complesso e articolato, in generale su piattaforme hardware disponibili sul mercato
- Progettare applicazioni capaci di apprendere e manipolare conoscenza
- Analizzare e progettare applicazioni a supporto del funzionamento di organizzazioni e aziende, con enfasi sull¿analisi di costi e benefici e sull¿adeguatezza delle applicazioni all¿organizzazione
- Scrivere software in ambienti distribuiti
- Valutare le prestazioni di sistemi distribuiti
- Sviluppare applicazioni e servizi avanzati su reti locali e geografiche
- Progettare applicazioni per la gestione e trasmissione di audio, immagini, video
- Progettare e implementare traduttori guidati dalla sintassi per linguaggi di programmazione

AREA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Modellazione e simulazione di sistemi a eventi discreti
- Impostare problemi di ottimizzazione di interesse per l¿ingegneria e risolverli utilizzando tool appropriati
- Individuare le caratteristiche salienti per la scelta, l¿utilizzo, la supervisione, la programmazione e il controllo di robot industriali e mobili, compresa la scelta dei sensori utilizzabili per specifici compiti
- Impostare il progetto di controllori robusti secondo le specifiche di progetto
- Apprendere le tecniche e gli strumenti software per la simulazione al calcolatore dei processi produttivi e per la stima numerica delle loro prestazioni
- Individuare e sapere progettare le caratteristiche salienti del software per l¿automazione di fabbrica
- Analizzare le prestazioni dei dispositivi per il controllo dell¿autoveicolo e condurne semplici progetti
- Identificare il modello di un sistema dinamico a partire da dati sperimentali e progettare controllori predittivi
- Conoscere la dinamica dei veicoli spaziali , la tecnologia dei sensori e attuatori, i requisiti di missione e le tecniche di progetto di controlli orbitali e di assetto.

AREA SISTEMI EMBEDDED
Lo studente dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Progettare sistemi digitali complessi
- Modellare sistemi digitali tramite un linguaggio di descrizione dell¿hardware
- Eseguire, valutare ed interpretare i risultati di una simulazione
- Eseguire, valutare ed interpretare i risultati di una sintesi automatica di circuiti digitali
- Comprendere le specificità di un sistema operativo embedded, valutarne l'efficienza
- Progettare applicazioni concorrenti e distribuite
- Progettare sistemi embedded multiprocessore
- Progettare sistemi elettronici affidabili

MODALITÀ DIDATTICHE E DI ACCERTAMENTO
Modalità didattiche

Nella laurea magistrale vengono proposti analisi e progetti guidati di sistemi anche di media complessità. Lezioni ed esercitazioni in aula sono fortemente correlate alle attività progettuali e di laboratorio, e le attività sperimentali sono finalizzate alla verifica di criticità e limiti dei modelli rispetto ai casi reali. Viene curata l'applicazione integrata di conoscenze acquisite in differenti insegnamenti o in modo autonomo.
Ogni insegnamento indica quanti crediti sono riservati a ciascuna modalità didattica.

Modalità di accertamento

Gli accertamenti comprendono esami tradizionali (scritti e orali), con quesiti relativi agli aspetti teorici, all'analisi e al progetto di sistemi informatici, anche di media complessità. Gli esercizi di progetto richiedono anche la selezione e valutazione delle soluzioni hardware, delle strutture dati e degli algoritmi più efficienti.
Viene verificata la capacità di applicare le conoscenze acquisite a problemi nuovi, anche di carattere interdisciplinare. Alcuni corsi richiedono l'approfondimento di argomenti monografici o la stesura di relazioni su esperienze di laboratorio. Si richiede la capacità di valutare criticamente e scegliere modelli e metodi di soluzione.

Un accertamento complessivo delle capacità di applicare quanto appreso nei diversi insegnamenti avviene con la preparazione e stesura della tesi di laurea. Questa prova finale richiede l'integrazione di conoscenze acquisite in diversi insegnamenti, e la capacità di apportare nuovi sviluppi.

Autonomia di giudizio (making judgements)

L'autonomia di giudizio viene esercitata dagli studenti quando viene loro chiesto di sviluppare
un progetto. Normalmente la definizione delle specifiche da sviluppare non è completa e lascia un certo grado di libertà allo studente che deve essere capace di fare delle scelte personali.
E' anche previsto, in una delle aree, un insegnamento dedicato allo sviluppo di un progetto interdisciplinare di ampio respiro.
Questo approccio è caratteristico di alcuni insegnamenti svolti sia nel primo che nel secondo anno di corso, in
particolare nei corsi di ingegneria del software, della programmazione di sistema, ed in tutti i laboratori sperimentali.
La tesi di laurea è di norma un momento di sintesi nel quale lo studente è coinvolto nel gruppo di ricerca del relatore e deve elaborare ed implementare soluzioni originali su un aspetto di tematiche spesso interdisciplinari.

Abilita comunicative (communication skills)

Le abilità comunicative vengono esercitate e valutate attraverso la specifica stesura di rapporti scritti per documentare gli algoritmi ed i metodi utilizzati nelle esercitazioni di laboratorio e nello sviluppo di progetti.
Queste attività sono svolte spesso all'interno di piccoli gruppi. Ciò permette di sviluppare l'abilità di lavorare in gruppo, di sottoporre il proprio lavoro ad una valutazione esterna e di predisporre presentazioni tecniche con l¿uso di slide o altre tecniche di comunicazione.
Alcuni insegnamenti prevedono la presentazione orale dei lavori individuali o di gruppo, come parte della prova di accertamento. Questa attività viene considerata come un esercizio di comunicazione in pubblico.
Il corso di studi favorisce pertanto la crescita della capacità di ricercare, valutare criticamente e comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni, capacità di controllare e verificare le fonti documentarie e di spiegare e documentare le proprie scelte, utilizzando opportunamente i mezzi che la moderna tecnologia informatica mette a disposizione.

Capacita di apprendimento (learning skills)

La capacità di apprendimento viene sviluppata ponendo lo studente nelle condizioni di imparare con la massima resa (o con il minimo sforzo) il materiale proposto in aula, per applicarlo nella fase di esercitazione in aula o in laboratorio e per sviluppare piccoli progetti, sottoponendogli anche del materiale aggiuntivo che deve essere elaborato autonomamente, in vista della prova d¿esame e finale. Ciò permette allo studente di sviluppare le sue capacità di apprendere nello studio auto-diretto o autonomo, qualità indispensabile nell¿aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.



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