Computer Science

Academic program

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Course
INFORMATICA FORENSE
Course ID
I0496
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ANGLANO Cosimo Filomeno
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il tema del corso è lo studio di metodologie, tecniche e strumenti per l’analisi dei sistemi digitali al fine di reperire tracce informatiche con valore probatorio, ovvero che siano utilizzabili in procedimenti giudiziari sia di tipo civile che di tipo penale.
The course focuses on methodologies, techniques and tools for the forensic analysis of computer systems, that aim at the identification, preservation, interpretation and analysis of digital evidence.
Testi di riferimento/Textbooks
1) André Årnes (Editor), "Digital Forensics", Wiley, 2017, ISBN: 978-1-119-26238-1 2) Ayman Shaaban, Konstantin Sapronov, "Practical Windows Forensics", Pack Publishing, 2016, ISBN 139781783554096 3) Mohammed Moreb, "Practical Forensic Analysis of Artifacts on iOS and Android Devices: Investigating Complex Mobile Devices", ISBN-10: 1484280253 ISBN-13: 9781484280256
1) André Årnes (Editor), "Digital Forensics", Wiley, 2017, ISBN: 978-1-119-26238-1 2) Ayman Shaaban, Konstantin Sapronov, "Practical Windows Forensics", Pack Publishing, 2016, ISBN 139781783554096 3) Mohammed Moreb, "Practical Forensic Analysis of Artifacts on iOS and Android Devices: Investigating Complex Mobile Devices", ISBN-10: 1484280253 ISBN-13: 9781484280256
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione: comprendere i principi generali delle metodologie, delle tecniche e degli strumenti che permettono di 1) acquisire le evidenze digitali senza alterare o modificare il sistema informatico su cui si trovano 2) garantire che le prove acquisite su altro supporto siano identiche a quelle originali 3) analizzare i dati senza alterarli 4) correlare tra di loro evidenze di tipo diverso Conoscenza e capacitá di comprensione applicate: gli studenti dovranno acquisire quelle conoscenze metodologiche necessarie per applicare in casi reali le metodologie, le tecniche e gli strumenti propri dell'Informatica Forense. Autonomia di giudizio: gli studenti dovranno essere in grado di valutare quali delle metodologie, tecniche e strumenti dell'Informatica Forense appresi a lezione siano i piú adatti ad essere impiegati in un caso reale. Abilitá comunicative: gli studenti dovranno essere in grado di comunicare e spiegare i principi fondamentali dell'Informatica Forense. Capacitá di apprendere: gli studenti dovranno apprendere le conoscenze metodologiche necessarie per utilizzare anche metodologie, tecniche e strumenti non trattati nel corso, e che saranno frutto dei progressi nel campo dell'Informatica Forense.
Learn the methodologies, techniques and tools for: The acquisition of digital evidence in such a way that their integrity is preserved; The analysis of digital evidence; The documentation of the various steps performer during the analysis in order to ensure repeatability; correlation of different types of digital evidence
Prerequisiti/Required background knowledge
Sistemi Operativi 1, Sistemi Operativi 2, Architetture degli Elaboratori 1, Architetture degli Elaboratori 2
Operating Systems I and II, Computer Architecture I and II
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali. Esercitazioni pratiche svolte in aula e in laboratorio.
Class lectures. Practical application, both in class and in the lab, of taught methodologies to case studies.
Altre informazioni/Further information
Le competenze verificate in sede d'esame, necessarie per il superamento del corso, consistono nella dimostrazione di aver appreso i concetti di base relativi all'acquisizione ed alla gestione dell'evidenza digitale, le metodologie di analisi di file system, sistemi operativi, applicazioni utente, traffico di rete, e dispositivi digitali mobili.
Competence check: the exam will check if the student has achieved the learning objectives mentioned before.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
L'esame consisterà in un parte pratica, da svolgersi in laboratorio in autonomia da parte dello studente, al termine della quale dovrà essere redatta una relazione finale, e in un esame orale nel quale saranno discussi sia i contenuti di tale relazione, sia gli aspetti metodologici trattati durante il corso.
The exam will consist of a practical part, to be carried out in the laboratory independently by the student, at the end of which a final report must be drawn up, and an oral exam in which both the contents of this report and the aspects will be discussed, as well as the methodological topics covered during the course.
Programma esteso/Content
1) Evidenza digitale e digital forensics: definizioni e proprietá 2) Metodologie generali per l'acquisizione e la conservazione di dati digitali: immagini forensi, write blocking, verifiche di conformitá e integritá mediante codici hash crittografici 3) Metodologie generali per l'analisi forense dei file system: recupero di file cancellati, identificazione dei tipi di file, filtraggio di file inutili, ricerca per parole chiave, analisi delle informazioni temporali, identificazione di file criptati, tecniche di decriptazione 3) Computer forensics: tecniche di acquisizione di supporti di memoria collegati ad un computer, analisi forense dei file system FAT e NTFS; analisi forense dei sistemi operativi della famiglia Windows 4) Mobile forensics: acquisizione dati da dispositivi mobili Android e iOS; analisi forense dei sistemi Android e iOS 5) Analisi forense di dati prodotti da applicazioni:metadati applicativi, cronologia di navigazione su Internet, messaggistica 6) Network forensics: metologie per l'acquisizione dati di rete (file di log, intercettazione del traffico); tecniche di analisi del traffico di rete. 7) Correlazione di evidenze digitali: costruzione e analisi di timeline 8) Tecniche di Anti-Forensics (cenni)
1) Digital evidence and digital forensics: definition and properties 2) Methodologies for the acquisition and the preservation of digital data: forensic images, write blocking, crypto hashing algorithms for integrity and authenticity checks 3) Methodologies for the forensic analysis of file systems: recovery of deleted data, file type identification, irrelevant file filtering, keyword search, analysis of temporal information, identification of encrypted files, de-encryption techniques 3) Computer forensics: techniques for the acquisition of storage devices connected to a computer, forensic analysis of the FAT and NTFS file systems, forensic analysis of Windows systems 4) Mobile forensics: data acquisition for Android and iOS mobile devices, forensic analysis of Android and iOS systems 5) Forensic analysis of applications: application metadata, Internet browsing, instant messaging 6) Network forensics: methodologies for the acquisition of network data (log files, traffic interception); analysis techniques for network traffic 7) Corrleation of digital evidence: construction and analysis of timelines 8) Anti-forensics techniques (introduction)
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Raggiungimento, in grado misurato dal voto, degli obiettivi formativi.
Achievement of the training objectives, as measured by the grade obtained by the student.
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Course
VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI
Course ID
MF0168
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
FRANCESCHINIS Giuliana Annamaria
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
B
Year
2
Period
Primo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso definisce una serie di requisiti non funzionali che caratterizzano vari tipi di sistemi con particolare attenzione ai sistemi di calcolo e alle reti di calcolatori. Vengono presentati alcuni modelli matematici e metodi di analisi per la valutazione di prestazioni e affidabilità a partire dai modelli, utilizzabili in fase di progettazione o in momenti successivi quando il sistema oggetto di studio è operativo. Il corso prevede la sperimentazione di alcuni pacchetti software per la creazione di modelli di sistemi e la loro analisi con metodi analitici, numerici o simulativi.
The course focuses on some non functional requirements that must be considered when designing systems, in particular computing systems and computer networks. Some mathematical models are presented allowing one to describe and analyze the performance and dependability of systems. Models can be built and analyzed either in early design phases, or later when the system under study is operational. The course also includes practical exercises using software packages supporting the design of system models and their analysis through analytical or numerical methods or simulation.
Testi di riferimento/Textbooks
J. Banks, J. S. Carson II, B. L. Nelson, David M. Nicol, Discrete-Event System Simulation , Fifth edition, Pearson Education 2010 K. Trivedi, A. Bobbio, "Reliability and Availability: Modeling, Analysis and Applications" - Cambridge University Press, 2017 Dispense o articoli scientifici scaricabili da DIR
J. Banks, J. S. Carson II, B. L. Nelson, David M. Nicol, Discrete-Event System Simulation , Fifth edition, Pearson Education 2010 K. Trivedi, A. Bobbio, "Reliability and Availability: Modeling, Analysis and Applications" - Cambridge University Press, 2017 Lecture notes or scientific publications to be downloaded from DIR
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscere alcuni formalismi per la rappresentazione di modelli matematici (esprimibili anche in forma grafica) utili all’analisi dell’affidabilità e delle prestazioni di sistemi. Conoscere i principali metodi computazionali per l’analisi dei modelli (soluzione in forma chiusa, oppure soluzione con metodi di calcolo numerico, o tramite simulazione). Conoscere alcuni modelli di base e saper fare esempi di ambiti applicativi in cui tali modelli si possono efficacemente utilizzare. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di interpretare un modello ed i risultati ricavabili dalla sua analisi. Capacità di costruire il modello di un sistema tramite un determinato formalismo, definire gli indici di prestazione interessanti, calcolare questi ultimi utilizzando uno strumento software esistente o implementandone uno ad-hoc. Capacità di validare un modello confrontando i risultati della sua analisi con quelli calcolati tramite modelli alternativi o con misure effettuate su sistemi reali. Gli studenti dovranno raggiungere l'autonomia di giudizio rispetto al formalismo e ai metodi di analisi più adatti per affrontare un determinato problema. Dovranno saper scegliere il livello di dettaglio corretto per la descrizione del modello e degli indici di prestazione e scegliere gli strumenti software più adatti in base al formalismo e al metodo di analisi individuati. Gli studenti dovranno essere in grado di comunicare e spiegare le basi matematiche su cui si fondano i modelli e i relativi algoritmi di analisi. Dovranno inoltre essere in grado di descrivere i modelli sviluppati, giustificare le scelte fatte e illustrare l’interpretazione dei risultati ottenuti dall’analisi dei modelli. Gli studenti dovranno acquisire le conoscenze metodologiche necessarie per apprendere nuovi formalismi o metodi di analisi proposti nella letteratura scientifica e per implementare i relativi algoritmi.
Knowledge and understanding:Know and understand: (a) some formalisms for the representation of mathematical models (which may also have a graphical representation) that can be used to study system dependability and performance properties; (b) the main computational methods for model analysis (closed form solution, numerical solution, or simulation); (c) some basic models and be able to discuss examples of application of such models. Apply knowledge and understanding: Have the ability to: (a) provide an interpretation of a model expressed in a known formalism, and of the results that can be obtained by analyzing it; (b) build the model of a system using a given formalism and define its performance/reliability indices of interest; (c) compute the indices using an existing software tool or building a new ad-hoc software analysis tool. (d) validate a model comparing the analysis results again those obtained from alternative models or measured on a real system.The students will achieve autonomy in judgement about what is the most appropriate formalism and analysis method to face a given problem. Will be able to choose the most appropriate detail level in describing the model and its performance indices, and choose the software tools that better support the chosen formalism and analysis method. Finally students shall be able to communicate and explain the mathematical basis on which the models and corresponding analysis algorithms have been developed. Moreover they will be able to describe the models they have built, justify the choices made in building the model and present an interpretation of the results of model analysis. The student shall acquire the methodological knowledge to learn new formalisms and analysis methods published in the scientific literature.
Prerequisiti/Required background knowledge
Corso di base in probabilità e statistica
Basic course in probability and statistics
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio e esercizi da svolgere in autonomia.
Class lectures, exercises in class and in laboratory, and homeworks
Altre informazioni/Further information
Sulla piattaforma DIR sono disponibili: la copia elettronica delle slide utilizzate a lezione, esempi di testi d’esame, quiz di autovalutazione, informazioni generali sul corso e avvisi relativi allo svolgimento del corso e sugli esami. A complemento dei testi di riferimento vengono indicati articoli scientifici in lingua inglese per approfondire alcuni argomenti trattati durante il corso.
It is possible to download electronic copy of all slides of the lectures, perform self-assessment tests, read general information on the course and news about the lectures and the exam organization on the e-learning platform DIR. Besides the reference textbooks some scientific publications in English are proposed, to study in more detail some of the topics presented during the course.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La verifica dell'apprendimento viene effettuata mediante compiti scritti o colloqui orali svolti dopo la fine del corso che comprenderanno da tre a cinque domande (che possono essere articolate in più punti ed includere lo svolgimento esercizi) sugli argomenti trattati nel corso. E’ anche prevista lo svolgimento in autonomia di un esercizio pratico di modellazione di un caso di studio e relativa analisi tramite strumenti software disponibili o codice sviluppato dallo studente: la consegna di quanto prodotto completa la prova d’esame.
The achievement of learning outcomes is evaluated through a written or oral examination after the end of the course, including from three to five questions (which in turn may comprise several points and include specific exercises) on the topics studied in the course. A practical exercise is also required in order to complete the examination: it includes the modelling of a case study and the model analysis performed using existing software tools or directly developing the appropriate software artifact.
Programma esteso/Content
Ripasso delle basi di calcolo delle probabilità e statistica necessarie per comprendere i modelli matematici proposti nel corso. Definizione di requisiti non funzionali di sistemi, con particolare riferimento ai sistemi di calcolo e alle reti di calcolatori: indici di prestazione e affidabilità. Formalismi per lo studio dell’affidabilità e presentazione di alcune tecniche di analisi. Formalismi per la descrizione del comportamento di modelli dinamici e stocastici (reti di code e reti di Petri) e relative tecniche di analisi (analisi operazionale, analisi del processo stocastico corrispondente, simulazione). La simulazione ad eventi discreti: principi di base, generazione di numeri casuali realizzazione di variabili casuali, studio in transitorio e a regime di indici di prestazione o affidabilità, prove ripetute e metodo batch, analisi dell’output della simulazione tramite metodi statistici.
Review of the basics of probability theory and statistics needed to understand the mathematical models discussed within the course. Definition of non functional requirements of systems, in particular focusing on computing systems and computer networks: performance and dependability indices. Formalisms to describe and study system dependability problems and the available solution methods. Formalisms to describe and study the behavior of dynamic stochastic models (queueing networks, Petri nets) and their analysis techniques (operational analysis, underlying stochastic process analysis, simulation). Discrete event simulation: basic principles, random numbers and random variate generation, transient and steady state analysis, obtaining a sample of the measures of interest through simulation experiment repetitions or batch method; simulation output analysis through statistical methods.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Saper spiegare il concetto di modello e uso dell’astrazione per focalizzare l’attenzione sui soli aspetti rilevanti rispetto ad uno specifico problema. Ideare un (semplice) modello matematico di un dato sistema e mostrare come ricreare il suo comportamento dinamico tramite la simulazione. Costruire il modello di un sistema utilizzando uno specifico formalismo (proposto nel corso). Valutare l’adeguatezza di un formalismo (tra quelli proposti nel corso) per la modellazione di uno specifico sistema. Spiegare l’utilità dell’uso di modelli e della simulazione in vari domini applicativi. Spiegare i concetti di verifica e validazione di un modello, anche attraverso esempi concreti. Presentare i risultati dell’analisi (anche tramite simulazione) di un modello. Fornire una interpretazione dei risultati quantitativi ottenuti analizzando o simulando un modello e trarre opportune conclusioni sul comportamento del sistema modellato ed eventualmente indicare possibili modifiche al modello, e di conseguenza al sistema, per migliorarne le prestazioni o l’affidabilità.
Explain the concept of modeling and the use of abstraction to focus on the aspects relevant to a given problem. Devise a (simple) mathematical model of a system and show how its dynamics can be recreated through simulation. Build the model of a system using a specific formalism (presented in the course). Evaluate the adequacy of a given formalism (among those presented in the course) to model a specific system. Explain the benefits of using models and simulation in various application domains. Explain the meaning of model verification and validation, also providing practical examples. Present the results of the analysis (possibly through simulation) of a model. Provide an interpretation of quantitative results of model analysis or simulation, drive some conclusions on the behavior of the modelled system and possibly suggest changes in the system under study to improve its performance and/or dependability indices.
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Course
DATA MINING PER DATI SPERIMENTALI
Course ID
MF0376
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
ROBOTTI Elisa
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
C
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso ha l’obiettivo di introdurre lo studente all’analisi di dataset complessi, come quelli che vengono prodotti da molti moderni strumenti di analisi o caratteristici dei normali problemi che si incontrano nei laboratori. Verranno descritti dal punto di vista teorico-pratico diversi metodi multivariati di analisi dal pretrattamento del dato a metodi di pattern recognition, di classificazione e di regressione.
The course has the objective of introducing the statistical methods for the extraction of information from huge and complex datasets, as those commonly provided by modern instrumentation in laboratories. Several multivariate methods will be described from the theoretical-practical point of view: data pretreatment, pattern recognition methods, classification and regression methods.
Testi di riferimento/Textbooks
Verranno messe a disposizione le dispense del corso.
Notes and other material provided by the teacher.
Obiettivi formativi/Mission
Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente solide conoscenze dei più comuni strumenti della statistica multivariata preparare il futuro dottore in Scienze Chimiche ad affrontare il mondo del lavoro nell'ambito dell'analisi di dataset complessi o caratteristici dei normali problemi che si incontrano nei laboratori. Lo studente acquisirà capacità di senso critico, affinerà l’abilità di scegliere la miglior strategia sperimentale e di gestire problemi complessi in ambito tecnico-scientifico. Il corso ha anche lo scopo di sviluppare la capacità di apprendere autonomamente nuove tecniche di analisi multivariata. Abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un lessico chimico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Capacità di apprendimento in autonomia: lo studente sarà guidato alla soluzione di un caso studio proposto.
The course aims to provide students with solid knowledge of the most common tools of multivariate statistics to prepare the future doctor of Chemical Sciences to face the world of work in the analysis of complex or characteristic datasets of the normal problems encountered in the laboratories. The student will acquire critical sense skills, refine the ability to choose the best experimental strategy and manage complex problems in the technical-scientific field. The course also aims to develop the ability to learn new multivariate analysis techniques independently. Communication skills: acquiring and knowing how to use an appropriate chemical lexicon in relation to the topics addressed in the course. Learning skills: the student will be guided to the solution of a proposed case study.
Prerequisiti/Required background knowledge
Nessuno
None
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali, dispense, presentazioni powerpoint, simulazioni ed esercitazioni al calcolatore.
Lectures, Powerpoint presentations, manual and computer exercitations, case studies.
Altre informazioni/Further information
Il controllo dell'apprendimento in itinere verrà effettuato attraverso esercitazioni al computer in cui verranno messi in pratica gli argomenti affrontati durante le lezioni.
The learning during the course will be evaluated by manual and computer exercitations and case studies that will be proposed to the students.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame scritto articolato in due parti: a) 8 domande a risposta multipla e 8 domande aperte sugli aspetti teorici dei metodi trattati; b) relazione sui risultati dell’elaborazione statistica condotta su un set di dati fornito dal docente, con commento scritto dei risultati ottenuti.
Written exam consisting in two parts: a) 8 multiple choice questions and 8 open questions about the theoretical aspects of the presented methods; b) report on the results of statistical processing carried out on a set of data provided by the teacher, with written commentary on the results obtained.
Programma esteso/Content
Il corso tratta i metodi che si possono utilizzare per estrarre informazione da dati complessi quali dati spettroscopici, dati ambientali, mappe elettroforetiche, dati industriali di processo, controllo qualità, ecc. I metodi studiati, che sono anche argomento di esercitazioni al computer su dataset reali riguardano: metodi di pretrattamento dei dati (scaling, trasformazioni non lineari delle variabili, trattamento dei dati mancanti, trattamento di dati spettroscopici), metodi di clustering (gerarchico, K-means, metody fuzzy), metodi di pattern recognition (PCA, MDS), metodi di regressione (teoria della calibrazione, MLR, PLS, PCR, Ridge e selezione delle variabili), metodi di classificazione (NMC, LDA, QDA, RDA, KNN, Ranking-PCA, PLS-DA e selezione delle variabili), reti neurali artificiali (Backward, auto associative di Kohonen, counter-propagation), algoritmo genetico. Esercitazioni al computer su software dedicati.
Statistical methods for the extraction of information from huge and complex datasets (spectroscopic, environmental, etc.). The methods include: data pretreatment (scaling, non linear transformations, missing values, spectral data treatment); clustering techniques (gerarchical, K-means, fuzzy methods), pattern recognition methods (Principal Component Analysis, Multidimensional Scaling), regression methods (calibration theory, Multiple Linear Regression, Partial Least Square, Principal Component Regression, Ridge, variable selection), classification methods (NMC, LDA, QDA, RDA, KNN, Ranking-PCA, PLS-DA, SIMCA, variable selection), artificial neural networks (back-propagatioon, Kohonen, counter - propagation) and genetic algorithms. All lessons have computer sessions with the analysis of real data with dedicated chemometric software.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Conoscenza e comprensione - solida conoscenza delle basi teoriche e teorico/pratiche delle più moderne tecniche di analisi multivariata dei dati (pattern recognition, classificazione, regressione, metodi non lineari) - conoscenza dei principali software per l’analisi multivariata dei dati e di come risolvere un caso studio e presentarlo Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper applicare mediante software dedicato le tecniche di analisi dati viste a lezione per la soluzione di casi studio proposti; - saper confrontare diversi metodi; - saper stendere una relazione tecnico-scientifica sull’analisi di dati Abilità comunicative - saper stendere una relazione tecnico-scientifica sull’analisi di dati - acquisire e saper utilizzare un lessico appropriato in relazione agli argomenti affrontati nel corso. Autonomia di giudizio - capacità di scegliere l’approccio più adatto alla soluzione di un caso studio proposto - saper confrontare criticamente diversi metodi. Capacità di apprendimento - capacità di utilizzare il materiale di studio in autonomia per risolvere casi studio proposti
Knowledge and understanding - solid knowledge of the theoretical and theoretical / practical bases of the most modern techniques of multivariate data analysis (pattern recognition, classification, regression, non-linear methods) - knowledge of the main software for multivariate data analysis and how to solve a case study and present it Ability to apply knowledge and understanding - know how to apply, through dedicated software, the data analysis techniques seen in class for the solution of proposed case studies; - know how to compare different methods; - know how to draw up a technical-scientific report on the analysis of data Communication skills - know how to draw up a technical-scientific report on the analysis of data - acquire and know how to use an appropriate vocabulary in relation to the topics addressed in the course. Autonomy of judgment - ability to choose the most suitable approach to the solution of a proposed case study - being able to critically compare different methods. Learning ability - ability to use the study material independently to solve proposed case studies
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Course
PROVA FINALE
Course ID
S0069
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
CFU
37.0
Teaching duration (hours)
0.0
Individual study time
629.0
SSD
PROFIN_S -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
E
Year
2
Period
Annuale
Grading type
G
Contenuti/Content Summary
Il candidato produrrà un elaborato scritto avente come oggetto i risultati e le esperienze conseguite nell'attività di tesi, tipicamente su un argomento di ricerca, spendibile nel modo del lavoro, sotto la guida di un docente del corso di studio; in alcuni casi, lo studente avrà svolto il percorso di tesi presso un’azienda, sempre su argomenti di ricerca e sviluppo, e coordinandosi con un docente del corso di studio.
The candidate will produce a written report having as its object the results and experiences obtained in the thesis activity, typically on a research topic, under the guidance of a professor; in some cases, the student will have completed the thesis at a company, always on research and development topics, and in coordination with a professor.
Obiettivi formativi/Mission
Sviluppare la capacità del laureando di esporre e discutere con chiarezza e padronanza un argomento di ricerca pertinente l’informatica.
Develop the ability to explain and discuss a topic relevant to computer science with clarity and mastery.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
La relazione scritta dovrà evidenziare le metodologie utilizzate e un'analisi critica dei risultati ottenuti. I contenuti verranno poi esposti dal candidato di fronte ad una apposita commissione. A partire dal lavoro così effettuato, la commissione valuterà le conoscenze acquisite dal laureando durante il corso di studio, nonché la capacità di collegare tra loro tecniche e metodologie diverse al fine di giungere alla soluzione di un problema complesso.
The written report must highlight the methodologies used and a critical analysis of the results obtained. The contents will then be exposed by the candidate in front of a specific committee. The committee will evaluate the knowledge acquired by the student, as well as the ability to link different techniques and methodologies together in order to arrive at the solution of complex problem.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Lo studente dovrà saper esporre con chiarezza in forma scritta e orale i risultati del lavoro svolto durante il percorso di tesi sotto la guida di un docente del corso di studio. Dovrà sviluppare abilità comunicative e dimostrare attitudine al lavoro in gruppo.
The student must be able to clearly present in written and oral form the results of the work carried out during the internship under the guidance of the university tutor. She will have to develop communication skills and demonstrate an aptitude for teamwork.
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Course
ULTERIORI CONOSCENZE LINGUISTICHE
Course ID
MF0229
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
CFU
2.0
Teaching duration (hours)
16.0
Individual study time
34.0
SSD
NN -
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OBB
Course category
F
Year
2
Period
Annuale
Site
ALESSANDRIA
Grading type
G
×
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Course
DEEP LEARNING
Course ID
MF0374
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PORTINALE Luigi
Teachers
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
C
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si suddivide logicamente in due moduli: Machine Learning (6 CFU) e Deep Learning (3 CFU). MACHINE LEARNING I diversi modelli di apprendimento automatico (supervisionato e non supervisionato); Regressione e classificazione; Bias e varianza dei modelli, regolarizzazione; Metodi di clustering; Determinazione di anomalie; Valutazione dei modelli di appendimento automatico; Strumenti di sviluppo. DEEP LEARNING Teoria e pratica dell’ Apprendimento Profondo
The cours is structured in two different logical modules: Machine Learning (6 CFU) and Deep Learning (3 CFU) MACHINE LEARNING Supervised and unsupervised models of machine learning; Regression and classification; Bias and variance, regularization; Clustering methods; Anomaly detection; Evaluation of machine learning models; Machine learning tools. DEEP LEARNING Theory and Implementation of Deep Learning methods
Testi di riferimento/Textbooks
A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow. (2nd edition), O’Reilly, 2019; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4 ed.), Morgan Kaufmann, 2016. I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow,(2nd edition), O’Reilly, 2019; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4th ed.), Morgan Kaufmann, 2016. I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione Il corso ha lo scopo di introdurre le nozioni fondamentali dei metodi di appendimento automatico e di apprendimento profondo come valutarli e come sviluppare i relativi sistemi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La conoscenza acquisita permetterà allo studente di: comprendere i concetti di bias e varianza dei modelli e come affrontare i relativi problemi (ad esempio le tecniche di regolarizzazione) comprendere i principali modelli di classificazione, regressione e di apprendimento non supervisionato, tra quelli maggiormente applicati correntemente; ottenere una comprensione dell'apprendimento profondo tale da poterlo applicare a una vasta gamma di argomenti con particolare riguardo alle applicazioni di computer vision, elaborazione di testi ed elaborazione di segnali Autonomia di giudizio: il corso consentirà allo studente di sviluppare un’autonomia di giudizio e porrà lo studente nelle condizioni di valutare le scelte maggiormente adeguate relativamente ai possibili modelli di apprendimento automatico. Abilità communicative: sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente potrà sviluppare abilità comunicative e relazionali per poter lavorare in team alla progettazione di sistemi di apprendimento automatico e profondo e per poter evidenziare limiti e vantaggi dei vari approcci possibili. Capacita' di apprendimento: lo studio della disciplina consentirà allo studente di capire quali alternative esistono nella progettazione e programmazione di un sistema di apprendimento automatico e di poter scegliere l’approccio più adeguato al compito prefissato.
Knowledge and understanding: the class will introduce the basic notions of machine learning methods, how to evaluate them and how to develop the related systems. Applying knowledge and understanding: the acquired knowledge will allow the student: to know the concepts of bias and variance of the models and how to deal with the related problems (e.g. regularization techniques) to know the main classification, regression and unsupervised models most used in current applications gain an understanding of deep learning that can be applied to a wide range of topics with particular focus on computer vision, word and text processing, signal processing applications. Making judgements: contents in this class will allow the student to develop autonomous judgement skills; he/she will be able to evaluate different choices concerning the possible machine learning models. Communications skills: the student will develop relational and communication skills that will allow him/her to work in team, and to emphasize pros and cons of the possible machine learning models. Learning skills: the study of the principles of the discipline will allow the student to have a correct understanding of the possible alternatives in the development of a machine learning system, and it will allow him/her to choose the most suitable approach.
Prerequisiti/Required background knowledge
Probabilita’ e Statistica, Analisi Matematica, Matematica Discreta (calcolo matriciale), Linguaggio Python (base)
Probability and statistics, Calculus, Discrete mathematics (matrix calculus), Python language (base)
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali e sviluppo di esempi prototipali con esercitazioni
Classroom lectures and development of simple prototypes with practicals.
Altre informazioni/Further information
Materiale didattico a complemento dei testi suggeriti fornito dal docente, tramite piattaforma DIR. Disponibilità di lezioni registrate.
Lectures material to complement suggested books provided through DIR teaching platform. Availability of recorded lectures.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale con discussione di un semplice progetto.
Oral examination with discussion of a simple project.
Programma esteso/Content
MACHINE LEARNING Introduzione al machine learning: apprendimento supervisionato e non supervisionato; Regressione lineare univariata e multivariata, ridge regression; Regressione logistica; Regolarizzazione; Reti Neurali; Valutazione di un sistema ML; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Metodi di ensemble learning; Clustering; Riduzione della dimensionalita: PCA; Anomaly detection; Il tool Weka; Le API scikit-learn. DEEP LEARNING Principi teorici dell'Apprendimento Profondo Deep feedforward neural nets Reti convolutive Reti ricorrenti Autoencoder Pre-Training Applicazioni Package implementativi
MACHINE LEARNING Introduction to machine learning: supervised and unsupervised learning; Linear regression (univariate and multivariate), ridge regression; Logistic regression; Regularization; Neural Networks; ML evaluation; Support Vector Machines; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Ensemble learning methods; Clustering; Dimensionality reduction: PCA; Anomaly detection; The Weka tool; The scikit-learn APIs. DEEP LEARNING Deep Learning theory Deep feedforward neural nets Convolutional networks Recurrent nets Autoencoder Pre-Training Applications Implementation Packages
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
CONOSCENZE: Conoscere le principali metodiche di apprendimento automatico supervisionato e non supervisionato e di apprendimento profondo. conoscere le metodiche di valutazione dei modelli conoscere le caratteristiche applicative dei vari modelli COMPETENZE E ABILITA’ saper sviluppare un modello di apprendimento automatico in funzione dell’applicazione richiesta saper valutare le caratteristiche in termini di bias e varianza dei modelli sviluppato saper valutare i risultati di un sistema di apprendimento automatico secondo le metriche più adeguate saper usare ed applicare gli opportuni tool di sviluppo saper stabilire le connessioni tra argomenti trattati in parti diverse del corso, sapersi interfacciare e comunicare adeguatamente con eventuali esperti dell’applicazione di riferimento; conoscere la terminologia adeguata.
KNOWLEDGE: to know the main methodologies of machine learning (supervised and unsupervised) and of deep learning to know methods and techniques for the evaluation of the models to know the suitability features of ML models with respect to a given application COMPETENCE AND SKILL to be able to develop an ML/DL model relative to a specific application to be able suitably deal with bias and variance of the models to be able to evaluate the results of an ML system, following suitable metrics to be able to use and apply some of the main tools for ML/DL systems development. to be able to connect notions presented in different parts of the class; to be able to suitably interface with application experts; to know the right terminology.
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Course
MACHINE LEARNING
Course ID
MF0292
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PORTINALE Luigi
Teachers
CFU
6.0
Teaching duration (hours)
48.0
Individual study time
102.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si suddivide logicamente in due moduli: Machine Learning (6 CFU) e Deep Learning (3 CFU). MACHINE LEARNING I diversi modelli di apprendimento automatico (supervisionato e non supervisionato); Regressione e classificazione; Bias e varianza dei modelli, regolarizzazione; Metodi di clustering; Determinazione di anomalie; Valutazione dei modelli di appendimento automatico; Strumenti di sviluppo. DEEP LEARNING Teoria e pratica dell’ Apprendimento Profondo
The cours is structured in two different logical modules: Machine Learning (6 CFU) and Deep Learning (3 CFU) MACHINE LEARNING Supervised and unsupervised models of machine learning; Regression and classification; Bias and variance, regularization; Clustering methods; Anomaly detection; Evaluation of machine learning models; Machine learning tools. DEEP LEARNING Theory and Implementation of Deep Learning methods
Testi di riferimento/Textbooks
A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow. (2nd edition), O’Reilly, 2019; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4 ed.), Morgan Kaufmann, 2016. I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow,(2nd edition), O’Reilly, 2019; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4th ed.), Morgan Kaufmann, 2016. I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
Obiettivi formativi/Mission
Conoscenza e capacità di comprensione Il corso ha lo scopo di introdurre le nozioni fondamentali dei metodi di appendimento automatico e di apprendimento profondo come valutarli e come sviluppare i relativi sistemi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La conoscenza acquisita permetterà allo studente di: comprendere i concetti di bias e varianza dei modelli e come affrontare i relativi problemi (ad esempio le tecniche di regolarizzazione) comprendere i principali modelli di classificazione, regressione e di apprendimento non supervisionato, tra quelli maggiormente applicati correntemente; ottenere una comprensione dell'apprendimento profondo tale da poterlo applicare a una vasta gamma di argomenti con particolare riguardo alle applicazioni di computer vision, elaborazione di testi ed elaborazione di segnali Autonomia di giudizio: il corso consentirà allo studente di sviluppare un’autonomia di giudizio e porrà lo studente nelle condizioni di valutare le scelte maggiormente adeguate relativamente ai possibili modelli di apprendimento automatico. Abilità communicative: sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente potrà sviluppare abilità comunicative e relazionali per poter lavorare in team alla progettazione di sistemi di apprendimento automatico e profondo e per poter evidenziare limiti e vantaggi dei vari approcci possibili. Capacita' di apprendimento: lo studio della disciplina consentirà allo studente di capire quali alternative esistono nella progettazione e programmazione di un sistema di apprendimento automatico e di poter scegliere l’approccio più adeguato al compito prefissato.
Knowledge and understanding: the class will introduce the basic notions of machine learning methods, how to evaluate them and how to develop the related systems. Applying knowledge and understanding: the acquired knowledge will allow the student: to know the concepts of bias and variance of the models and how to deal with the related problems (e.g. regularization techniques) to know the main classification, regression and unsupervised models most used in current applications gain an understanding of deep learning that can be applied to a wide range of topics with particular focus on computer vision, word and text processing, signal processing applications. Making judgements: contents in this class will allow the student to develop autonomous judgement skills; he/she will be able to evaluate different choices concerning the possible machine learning models. Communications skills: the student will develop relational and communication skills that will allow him/her to work in team, and to emphasize pros and cons of the possible machine learning models. Learning skills: the study of the principles of the discipline will allow the student to have a correct understanding of the possible alternatives in the development of a machine learning system, and it will allow him/her to choose the most suitable approach.
Prerequisiti/Required background knowledge
Probabilita’ e Statistica, Analisi Matematica, Matematica Discreta (calcolo matriciale), Linguaggio Python (base)
Probability and statistics, Calculus, Discrete mathematics (matrix calculus), Python language (base)
Metodi didattici/Teaching methods
Lezioni frontali e sviluppo di esempi prototipali con esercitazioni
Classroom lectures and development of simple prototypes with practicals.
Altre informazioni/Further information
Materiale didattico a complemento dei testi suggeriti fornito dal docente, tramite piattaforma DIR. Disponibilità di lezioni registrate.
Lectures material to complement suggested books provided through DIR teaching platform. Availability of recorded lectures.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Esame orale con discussione di un semplice progetto.
Oral examination with discussion of a simple project.
Programma esteso/Content
MACHINE LEARNING Introduzione al machine learning: apprendimento supervisionato e non supervisionato; Regressione lineare univariata e multivariata, ridge regression; Regressione logistica; Regolarizzazione; Reti Neurali; Valutazione di un sistema ML; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Metodi di ensemble learning; Clustering; Riduzione della dimensionalita: PCA; Anomaly detection; Il tool Weka; Le API scikit-learn. DEEP LEARNING Principi teorici dell'Apprendimento Profondo Deep feedforward neural nets Reti convolutive Reti ricorrenti Autoencoder Pre-Training Applicazioni Package implementativi
MACHINE LEARNING Introduction to machine learning: supervised and unsupervised learning; Linear regression (univariate and multivariate), ridge regression; Logistic regression; Regularization; Neural Networks; ML evaluation; Support Vector Machines; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Ensemble learning methods; Clustering; Dimensionality reduction: PCA; Anomaly detection; The Weka tool; The scikit-learn APIs. DEEP LEARNING Deep Learning theory Deep feedforward neural nets Convolutional networks Recurrent nets Autoencoder Pre-Training Applications Implementation Packages
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
CONOSCENZE: Conoscere le principali metodiche di apprendimento automatico supervisionato e non supervisionato e di apprendimento profondo. conoscere le metodiche di valutazione dei modelli conoscere le caratteristiche applicative dei vari modelli COMPETENZE E ABILITA’ saper sviluppare un modello di apprendimento automatico in funzione dell’applicazione richiesta saper valutare le caratteristiche in termini di bias e varianza dei modelli sviluppato saper valutare i risultati di un sistema di apprendimento automatico secondo le metriche più adeguate saper usare ed applicare gli opportuni tool di sviluppo saper stabilire le connessioni tra argomenti trattati in parti diverse del corso, sapersi interfacciare e comunicare adeguatamente con eventuali esperti dell’applicazione di riferimento; conoscere la terminologia adeguata.
KNOWLEDGE: to know the main methodologies of machine learning (supervised and unsupervised) and of deep learning to know methods and techniques for the evaluation of the models to know the suitability features of ML models with respect to a given application COMPETENCE AND SKILL to be able to develop an ML/DL model relative to a specific application to be able suitably deal with bias and variance of the models to be able to evaluate the results of an ML system, following suitable metrics to be able to use and apply some of the main tools for ML/DL systems development. to be able to connect notions presented in different parts of the class; to be able to suitably interface with application experts; to know the right terminology.
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Course
MACHINE LEARNING AND DEEP LEARNING
Course ID
MF0375
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
PORTINALE Luigi
Teachers
CFU
9.0
Teaching duration (hours)
72.0
Individual study time
153.0
SSD
INF/01 - INFORMATICA
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
B
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
Italiano
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si suddivide in due moduli: Machine Learning (6 CFU) e Deep Learning (3 CFU). MACHINE LEARNING I diversi modelli di apprendimento automatico (supervisionato e non supervisionato); Regressione e classificazione; Bias e varianza dei modelli, regolarizzazione; Metodi di clustering; Determinazione di anomalie; Valutazione dei modelli di appendimento automatico; Strumenti di sviluppo. DEEP LEARNING Teoria e pratica dell’ Apprendimento Profondo
The cours is composed of two different modules: Machine Learning (6 CFU) and Deep Learning (3 CFU) MACHINE LEARNING Supervised and unsupervised models of machine learning; Regression and classification; Bias and variance, regularization; Clustering methods; Anomaly detection; Evaluation of machine learning models; Machine learning tools. DEEP LEARNING Theory and Implementation of Deep Learning methods
Testi di riferimento/Textbooks
MACHINE LEARNING A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow. O’Reilly, 2017; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4 ed.), Morgan Kaufmann, 2016. DEEP LEARNING I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
MACHINE LEARNING A. Geron: Hands-on Machine Learning with scikit-learn and Tensorflow. O’Reilly, 2017; P. Flach, Machine Learning, Cambridge Univ. Press, 2012; I.H. Witten, E. Frank, M.A. Hall, C.J. Pal. Data Mining: Practical Machine Learning Tools (4th ed.), Morgan Kaufmann, 2016. DEEP LEARNING DEEP LEARNING I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning, MIT Press, 2016
Obiettivi formativi/Mission
MACHINE LEARNING Introdurre le nozioni fondamentali dei metodi di appendimento automatico, come valutarli e come sviluppare i relativi systemi. DEEP LEARNING Ottenere una comprensione dell'apprendimento profondo tale da poterlo applicare a una vasta gamma di argomenti.
MACHINE LEARNING To introduce the fundamentals notions of ML systems, how to evaluate them and how to develop them. DEEP LEARNING Gaining an understanding of deep learning in order to be able to apply it to a wide range of topics.
Prerequisiti/Required background knowledge
MACHINE LEARNING Probabilita’ e Statistica, Analisi Matematica, Matematica Discreta (calcolo matriciale) DEEP LEARNING Analisi - Principi di base sull'Apprendimento Automatico - Principi di base sul funzionamento delle Reti Neurali. Per entrambi i moduli: linguaggio Python base
MACHINE LEARNING Probability and statistics, Calculus, Discrete mathematics (matrix calculus) DEEP LEARNING Advanced calculus - Basic principles of Machine Learning - Basic principle of natural networks. For both modules: Python language (base level)
Metodi didattici/Teaching methods
MACHINE LEARNING Lezioni frontali e sviluppo di esempi prototipali DEEP LEARNING Lezioni frontali - Esercitazioni
MACHINE LEARNING Classroom lectures and development of simple prototypes. DEEP LEARNING Classroom lectures - Exercises
Altre informazioni/Further information
MACHINE LEARNING Materiale didattico a complemento dei testi suggeriti fornito dal docente, tramite piattaforma DIR. Disponibilità di lezioni registrate. DEEP LEARNING ateriale didattico a complemento dei testi suggeriti fornito dal docente, tramite piattaforma DIR. Disponibilità di lezioni registrate.
MACHINE LEARNING Lectures material to complement suggested books provided through DIR teaching platform. Availability of recorded lectures. DEEP LEARNING Availability of video lectures and complementary material.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
MACHINE LEARNING Esame orale con discussione di un semplice progetto. DEEP LEARNING Svolgimento di un progetto
MACHINE LEARNING Oral examination with discussion of a simple project. DEEP LEARNING Project development
Programma esteso/Content
MACHINE LEARNING Introduzione al machine learning: apprendimento supervisionato e non supervisionato; Regressione lineare univariata e multivariata, ridge regression; Regressione logistica; Regolarizzazione; Reti Neurali; Valutazione di un sistema ML; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Metodi di ensemble learning; Clustering; Riduzione della dimensionalita: PCA; Anomaly detection; Il tool Weka; Le API scikit-learn. DEEP LEARNING Principi teorici dell'Apprendimento Profondo Deep feedforward neural nets Reti convolutive Reti ricorrenti Autoencoder Pre-Training Applicazioni Package implementativi
MACHINE LEARNING Introduction to machine learning: supervised and unsupervised learning; Linear regression (univariate and multivariate), ridge regression; Logistic regression; Regularization; Neural Networks; ML evaluation; Support Vector Machines; Decision Trees; Bayesian Learning; Lazy Learning; Ensemble learning methods; Clustering; Dimensionality reduction: PCA; Anomaly detection; The Weka tool; The scikit-learn APIs. DEEP LEARNING Deep Learning theory Deep feedforward neural nets Convolutional networks Recurrent nets Autoencoder Pre-Training Applications Implementation Packages
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
MACHINE LEARNING Conoscere le principali metodiche di apprendimento automatico supervisionato e non supervisionato;S aper valutare un sistema di apprendimento automatico; Conoscere alcuni tra i principali tool di sviluppo. DEEP LEARNING Dato un problema di apprendimento, lo studente dovrà essere in grado di scegliere il modello di rete profonda più opportuno e di configurarla, in modo da risolvere il problema in modo efficiente
MACHINE LEARNING To know the main methodologies of machine learning; To be able to evaluate an ML system; To know some of the main tools for ML systems development. DEEP LEARNING Given a task, the student shall be able to choose the most suitable deep learning model, and to configure it in order to efficiently solve the task.
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Course
BIOLOGIA COMPUTAZIONALE
Course ID
MF0378
Academic Year
2022/2023
Year of rule
2021/2022
Degree
INFORMATICA
Curriculum
CORSO GENERICO
Teaching leader
MIGNONE Flavio
CFU
3.0
Teaching duration (hours)
24.0
Individual study time
51.0
SSD
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE
Course type
Attività formativa monodisciplinare
Course mandatoriety
OPZ
Course category
C
Year
2
Period
Secondo Semestre
Site
ALESSANDRIA
Grading type
V
Lingua insegnamento/Teaching language
ITALIANO
Italian
Contenuti/Content Summary
Il corso si propone di fornire i fondamenti della replicazione e trascrizione del DNA, dei meccanismi della traduzione e delle tecniche di biologia molecolare.
The course provides the basics of DNA replication and transcription , of traslation mechanisms and of molecular biology methods.
Testi di riferimento/Textbooks
- Watson et al., Biologia molecolare del gene” 7° edizione. Zanichelli - Amaldi et al., Biologia Molecolare 3° edizione. Casa Editrice Ambrosiana - Lewin, B. "Il Gene X". Zanichelli - Albertz et al., Biologia Molecolare della Cellula. Zanichelli - Materiale distribuito durante le lezioni
- Watson et al., Biologia molecolare del gene” 7° edition. Zanichelli - Amaldi et al., Biologia Molecolare 3° edition. Casa Editrice Ambrosiana - Lewin, B. "Il Gene X". Zanichelli - Albertz et al., Biologia Molecolare della Cellula. Zanichelli - Lesson presentations
Obiettivi formativi/Mission
Lo studente acquisisce: 1) Conoscenza e padronanza a) dei meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 2) Abilità nell’utilizzare le conoscenze acquisite a corsi di fisiologia, di patologia generale e di altri corsi più specialistici, anche pratici, che prevedono una conoscenza a livello molecolare dei processi biologici che coinvolgono DNA, RNA e proteine. Grazie all’attività pratica, di gestire autonomamente le principali tecniche di base impiegate per l'estrazione del DNA, la sua amplificazione a mezzo PCR e la successiva analisi elettroforetica. 3) Abilità comunicative nella conoscenza ed utilizzo di un lessico appropriato in relazione agli argomenti trattati durante il corso.
The student acquires: 1) Knowledge and understanding a) the molecular mechanisms of DNA duplication, of transcription and translation into eukaryotic and prokaryotic cells and 2) the basic molecular biology techniques. 2) Ability to use these principles in courses of physiology, pathology and other more specialized courses, also practice, that involve molecular knowledge of biological processes involving DNA, RNA and proteins. With the practical activity, he will be able to use the main techniques employed for DNA extraction, PCR amplification and subsequent electrophoretic analysis. 3) Communication skills about the use of an appropriate vocabulary in relation to the topics covered during the course.
Prerequisiti/Required background knowledge
Il docente sconsiglia di affrontare lo studio della materia senza le opportune basi colturali fornite dalla chimica generale, dai fondamenti di istologia embriologia e anatomia funzionale, dalla genetica I e dai principi di biochimica A e B. Lo studente dovrebbe inoltre avere un’adeguata proprietà di linguaggio e padronanza scientifica.
The teacher does not advise to address the study of matter without the appropriate culture provided by the chemistry, citology and histology, genetic and biochemistry. The student should also have a property of language and scientific mastery.
Metodi didattici/Teaching methods
Lezione frontale in aula, esercitazioni in aula ed esperienza pratica in laboratorio.
Lessons in class, practice in class and laboratory sessions.
Altre informazioni/Further information
Le diapositive proiettate dal docente durante la lezione sono disponibili nella sezione DIR (Biologia Molecolare I). Il docente darà informazioni dettagliate riguardanti l’organizzazione temporale (giorni e orario) della parte di laboratorio. Per accedere al laboratorio è necessario frequentare 70% della parte teorica del corso (lezioni in aula). Al termine di ogni esperienza di laboratorio i risultati ottenuti verranno discussi ed analizzati. Il docente risponde solo alla e-mail firmate e provenienti dal dominio nome.cognome@uniupo.it.
The slides projected by the teacher during the lesson are available in the DIR section (Molecular Biology I). The informations about the time organization (days and times) of the laboratory practice activity will be given during the couse. At the end of each laboratory practice activity, the results obtained will be discussed and analyzed. It is necessary, to access the laboratory session, to attend 70% of the theoretical part of the course (lesson in class). The teacher responds to the e-mails signed and coming from the domain name.surname@uniupo.it.
Modalità di verifica dell'apprendimento/Assessment methods
Obiettivo della prova di esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento di tutti gli argomenti riportati nel programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame prevede una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta che consiste in domande a risposta multipla e il suo superamento è condizione necessaria per sostenere la prova orale. Il voto finale dipenderà esclusivamente dalla prova orale. Durante la prova non è permesso consultare alcun tipo di materiale.
The purpose of the exam is to verify the level of knowledge into all the subjects present in the course program and the reasoning capacity developed by the student. The exam consists in a written test and an oral examination, The a written test consists of multiple-choice questions and the overcome the test is mandatory to take the oral exams.The final score is solely based on the oral examination. During the test is not possibile to consult any type of material.
Programma esteso/Content
La Replicazione del DNA. Gli acidi nucleici. Le DNA polimerasi. La topologia del DNA. Struttura e meccanismo d'azione. Il replisoma e i suoi componenti. Il meccanismo di correzione delle bozze. La topoisomerasi I e suo meccanismo d'azione. Il danno del DNA. Restauro del DNA. Meccanismi di reversione, escissione, “mismatch-repair” e per ricombinazione. La trasposizione del DNA. La cromatina, il nucleosoma e gli istoni. La trascrizione del DNA. Le RNA polimerasi procariore ed eucariote. L'unita' trascrizionale procariote ed eucariote. Regolazione dell’inizio della trascrizione negli eucarioti. Fattori di trascrizione generali e complesso d’inizio. Modificazioni post-trascrizionali. Introni e “splicing”. Splicing differenziale. RNA catalitico. RNA “editing”. Controllo genico negli eucarioti. Attivatori e repressori della trascrizione e meccanismi molecolari del controllo trascrizionale. RNA interference. I meccanismi della traduzione. Il DNA ribosomiale. Struttura del ribosoma. Il codice genetico. tRNA e sua struttura. AAtRNA sintetasi e suo meccanismo d'azione. Il riconoscimento codone-anticodone "Vacillamento". Formazione del complesso di inizio della traduzione. IF e loro regolazione. Allungamento della catena ed EF. Terminazione della sintesi proteica. Principali modificazioni post-traduzionali delle proteine. Laboratorio di Biologia Molecolare (principi teorici). Clonaggio di DNA ricombinante ed enzimi di restrizione. Vettori di clonaggio e di espressione. Costruzione e screening di genoteche. Tecniche di analisi degli acidi nucleici. Sequenziamento del DNA e tecniche di PCR (end-point e quantitativa). Esercitazioni in laboratorio. Preparazione di DNA plasmidico, taglio del DNA con enzimi di restrizione e analisi su gel di agarosio. PCR end-point e quantificazione del DNA mediante analisi spettrofotometrica.
DNA replication. Nucleic acids. DNA topology. Topoisomerases and their mechanism of action. Prokaryotic and eukaryotic DNA polymesares: structure and their mechanism of action. The replisome. Effect of DNA damage. DNA repair systems: direct repair, excision repair, mismatch-repair and recombination repair. Transposition. Chromatin, nucleosomes and histones. DNA transcription. Prokaryotic and eukaryotic RNA polymesares. Prokaryotic and eukaryotic gene organization. Initiation of transcription. General factors and basal transcription apparatus. RNA processing. Introns and splicing. Alternative splicing. Catalytic RNA. RNA editing. Global eukariotic regulation of gene expression. Regulatory transcription factors and molecular mechanisms of transcription regulation. RNA interference. Traslation mechanisms. Ribosomal DNA. Ribosome structure. The genetic code. tRNA structure. Codon-anticodon recognition, wobbling. AAtRNA synthetase and their mechanism of action. IF and their regulation. Elongation and EF. Termination of protein synthesis. Protein modifications. Laboratory of biology molecular (theory). Cloning ed restriction enzymes. Cloning and expression vectors. Library construction and screening. Analysis of nucleic acid fragments. DNA sequencing and PCR (end-point and quantitative). Practice: Plasmid preparation, DNA cut and analysis on agarose gels. PCR end-point. DNA quantification by spectrophotometer.
Risultati di apprendimento attesi/Intended learning objectives
Lo studente: 1) Conoscenza e comprensione: conoscerà i meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 2) Abilità: sarà in grado di utilizzare le conoscenze in tutte le discipline che richiedono conoscenze riguardanti i meccanismi molecolari della duplicazione e trascrizione del DNA e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche. Inoltre le basi teoriche delle tecniche di biologia molecolare lo faciliteranno nelle attività di laboratorio che prevedono l’utilizzo di tali tecniche. Inoltre l'attività pratica renderà lo studente capace di gestire autonomamente le principali tecniche di base impiegate per l'estrazione del DNA, la sua amplificazione a mezzo PCR e la successiva analisi elettroforetica. 3) Autonomia di giudizio: acquisterà la capacità di analizzare con senso critico gli elementi legati ai meccanismi molecolari che stanno alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche e b) delle tecniche di base di biologia molecolare. 4) Abilità comunicative: avrà padronanza di un lessico relativo i meccanismi molecolari della cellula. 5) Capacità di apprendimento: acquisirà la capacità di utilizzare il materiale didattico fornito per uno studio critico e ragionato degli argomenti trattati ed inoltre sarà in grado di approfondire ed aggiornare in maniera autonoma, tramite lettura di testi ed articoli scientifici problematiche correlati a tutti gli argomenti trattati durante il corso.
The student: 1) Knowledge and understanding: he will know a) the molecular mechanisms of DNA duplication, of transcription and translation into eukaryotic and prokaryotic cells and 2) the basic molecular biology techniques. 2) Skill: he will be able to use the information acquired in all disciplines that require knowledge about the molecular mechanisms of DNA duplication and transcription and of translation into eukaryotic and prokaryotic cells. Furthermore, the theoretical bases of molecular biology techniques will help the student in laboratory activities involving the use of these techniques. In particular he will be able to use the main techniques employed for the extraction of DNA, its amplification by PCR Furthermore, the theoretical bases of molecular biology techniques will help the student in laboratory activities involving the use of these techniques. 3) Autonomy of judgment: he will acquire the ability to critically analyze the elements linked to the molecular mechanisms about the DNA duplication, transcription and translation in eukaryotic and prokaryotic cells and b) to the basic techniques of molecular biology. 4) Communication skills: he will known and will use an appropriate vocabulary in relation to molecular mechanisms of the cell. 5) Learning skills: he will acquire the ability to use the teaching material provided for a critical and reasoned study of the topics and also he will be able to deepen and update independently, through reading texts and scientific articles, issues related to all topics covered during the course.
Print guide
Print
Year Course ID Course Teachers SSD Curriculum Site CFU
2 MF0378 COMPUTATIONAL BIOLOGY Tonello Stelvio, Audrito Valentina, Carra' Giovanna, Mignone Flavio BIO/11 All ALESSANDRIA 3.0
2 I0496 Computer forensic Anglano Cosimo Filomeno INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0376 DATA MINING FOR EXPERIMENTAL DATA Robotti Elisa CHIM/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0374 DEEP LEARNING Portinale Luigi INF/01 All ALESSANDRIA 3.0
2 S0069 Final proof PROFIN_S All 37.0
2 MF0292 MACHINE LEARNING Portinale Luigi INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
2 MF0375 MACHINE LEARNING AND DEEP LEARNING Portinale Luigi INF/01 All ALESSANDRIA 9.0
2 MF0229 Other language knowledges NN All ALESSANDRIA 2.0
2 MF0168 Performance Evaluation Franceschinis Giuliana Annamaria INF/01 All ALESSANDRIA 6.0
Data synched: 17/10/2025, 14:19