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Gli elementi circuitali ed il richiamo alle leggi fondamentali dell'elettricità (parte B, punto primo) non vogliono essere una introduzione autonoma e sistematica alla teoria delle reti elettriche attive e passive, che è collocata nella classe quarta, ma semplicemente un insieme minimo di conoscenze utili all'elettronica digitale. L'attività di laboratorio, sulla quale è incentrata la maggior parte del corso, deve consentire, alla fine, il conseguimento della capacità di ricavare le informazioni necessarie alla soluzione tecnica dei problemi affrontati, servendosi di manuali per acquisire i dati utili e provvedendo eventualmente alle misure che integrino quelli mancanti. A) Introduzione al corso di elettronica. L'elettronica come disciplina che si occupa di blocchi funzionali per la generazione, trasformazione e trasmissione dei segnali elettrici; settorizzazioni dell'elettronica secondo diversi criteri (analogica e digitale, per ambiti applicativi ecc.). Cenni alla dinamica storica dei rapporti elettronica-tecnologia. Trattazione qualitativa dei segnali elettrici, loro classificazione e rappresentazione grafica. B) Elettronica digitale e relative realizzazioni integrate. Richiami di elettricità e di elementi circuitali. Elementi di base dei circuiti digitali: le porte logiche e gli elementi di memoria; rappresentazione delle loro funzioni tramite tabelle. Analisi e sintesi i semplici reti combinatorie e sequenziali. Comparazione critica delle prestazioni delle varie famiglie di integrati digitali. Dispositivi a media e alta integrazione. La memoria come macchina combinatoria e sequenziale. Il microprocessore e confronto tra logica cablata e programmabile. Laboratorio. Lo studente dovrà familiarizzarsi con la strumentazione base dell'ambiente di laboratorio. Affronterà quindi gradualmente la problematica della misura delle grandezze elettriche fino ad arrivare, per le esercitazioni svolte, ad una certa autonomia, sia nella scelta dei metodi di misura, sia nella valutazione dei risultati ottenuti. Parallelamente si realizzeranno utilizzando gli elementi di una famiglia logica tipica, una serie di esperienze che culmineranno in uno o più semplici progetti, avendo cura di condurre la verifica sperimentale dei risultati ottenuti. Nell'ultima parte del corso, verranno in laboratorio verificate le funzioni di dispositivi a media e larga scala di integrazione, per giungere ad una utilizzazione, per quanto possibile pertinente sul piano teorico, di un sistema programmabile. IV Classe (6 ore, di cui 3 di laboratorio) Al termine del quarto anno lo studente deve essere in grado di progettare semplici dispositivi capaci di trattare segnali elettrici di ogni tipo, sulla base di circuiti comprendenti componenti lineari e non lineari, attivi e passivi. Naturalmente non si prevede l'introduzione di tutti i dispositivi e di tutte le funzioni possibili, ma prevalentemente di ciò che risulta utile alla costruzione degli apparati strumentali previsti dall'indirizzo. L'attenzione sarà quindi posta essenzialmente sui metodi di progettazione. Si segnala inoltre l'opportunità di portare avanti lo studio dei dispositivi parallelamente per il regime continuo, armonico e transitorio. Il laboratorio conserva la sua funzione di luogo di scoperta e sperimentazione, oltre che di progettazione, ma si accentuano le possibilità di analizzare i comportamenti e i principi di funzionamento dei vari componenti. A) Elementi introduttivi e richiami. Significato di sistema, eccitazione, risposta, regime continuo e armonico, transitorio e permanente. B) Elettronica analogica. Componenti passivi (resistori, induttori, condensatori e diodi); leggi che ne descrivono il comportamento. Concetto di linearità e non; bilanci energetici. Reti elettriche passive, loro teoremi fondamentali in vista dello studio dei metodi di risoluzione. Componenti attivi discreti a stato solido; analisi e problematiche inerenti le loro caratteristiche, principi di funzionamento e modalità di impiego. Reti elettriche attive: gli amplificatori nelle configurazioni base; l'amplificatore differenziale. L'amplificatore operazionale integrato e sue applicazioni, in particolare nella generazione di funzioni e nell'alimentatore stabilizzato. Laboratorio. Nel laboratorio verranno svolte, completando le conoscenze degli strumenti e sugli elementi circuitali già affrontati nel terzo anno, esercitazioni che concretizzino i diversi aspetti del programma. Sarà posta cura alla realizzazione di un progetto nel quale le diverse conoscenze e competenze tecniche acquisite trovino un momento di sintesi. V Classe (6 ore, di cui 3 di laboratorio) Nel quinto anno la trattazione passa dal livello dei dispositivi che svolgono funzioni semplici al livello degli apparati che svolgono funzioni di una certa complessità. Gli allievi saranno resi in grado di progettare, anche mediante assemblaggio di dispositivi già reperibili sul mercato, sistemi di trattamento delle informazioni sotto forma di segnali essenzialmente orientati al controllo e all'acquisizione dei dati. In questo ambito è anche ipotizzabile una certa elasticità nello sviluppo dei contenuti, sia in base alla realtà della classe e alle attrezzature disponibili, sia in relazione alla programmazione didattica del consiglio di classe e quindi alle interazioni che fin dall'inizio si prospettano con il corso di "Sistemi", con l'obiettivo di giungere alla realizzazione di un progetto completo a carattere interdisciplinare. Lo sviluppo dell'ultimo capoverso del programma dovrà, pertanto, essere coordinato di intesa con l'insegnante di "sistemi". A) Introduzione ai sistemi controllati. Generalità. Presentazione di alcuni casi tipici tramite i quali entrare nella problematica dei sistemi di controllo a logica cablata e a logica programmabile; analisi critica comparata fra le due logiche. B) Caratteristiche di un sistema automatico. Strumentazione elettronica e trasduttori elettrici. La conversione digitale-analogica ed analogico-digitale. Problemi di interfacciamento. La trasmissione dei segnali e problemi ad essa connessi. Metodologie di progettazione di sistemi integrati hardware e software per l'acquisizione dati e il controllo di processi. Il corso, dedicato quasi tutto alla progettazione, dovrà procedere in stretta connessione con quello di "sistemi". Sarà curato in tutte le sue fasi e in tutti i suoi aspetti sia hardware che software un piccolo progetto di automazione, basato su unità a logica programmabile. INFORMATICA GENERALE, APPLICAZIONI TECNICO SCIENTIFICHE E LABORATORIO Avvertenze. Il corso d'informatica generale, applicazioni tecnico scientifiche e laboratorio, deve maturare nel perito in informatica una visione strumentale delle risorse di calcolo orientate alla soluzione di problemi di trattamento automatico dei dati, cosicchè i diversi aspetti logici e tecnologici di queste non risultino mai isolabili, ma facenti parte di un sistema più ampio, nel quale l'uomo assuma un ruolo determinante. Il corso si propone i seguenti obiettivi specifici: far acquisire agli allievi abilità tecniche e competenze operative, tali da sviluppare le capacità d'impostare problemi; mettere in grado l'allievo di verificare la correttezza di un procedimento risolutivo, mediante l'uso di macchine elettroniche programmabili; fornire le competenze indispensabili per l'utilizzazione di un moderno sistema di calcolo; dare metodologie d'organizzazione del lavoro, quali la documentazione, i piani di prova etc.; far conoscere i campi applicativi e metodologie proprie dell'informatica;