Dottorato
Programmato
3
Varese
italiano
DIPARTIMENTO DI SCIENZE TEORICHE E APPLICATE
Descrizione del corso
Obiettivi educativi e attività di ricerca
Il dottorato ha lo scopo di formare studiosi e ricercatori in Informatica e Matematica del Calcolo con competenze di frontiera su temi di ricerca avanzati. Una formazione specialistica di elevata qualità, garantita dalle competenze e dalle esperienze di ricerca del Collegio dei Docenti. Una formazione che, in considerazione della grande pervasività dell'Informatica e della Matematica del Calcolo in tutti i settori produttivi e sociali, è anche di natura interdisciplinare per rispondere alle necessità di competenze trasversali fondamentali nella ricerca avanzata.
L'obiettivo di questo programma è quello di preparare gli studenti con un solido background culturale, fornendo loro un alto livello di flessibilità, mente aperta e competenze. Gli studenti saranno in grado di progettare modelli matematici volti a definire e costruire sistemi informatici complessi, sviluppare applicazioni IT innovative e trasferire le loro conoscenze al settore privato, contribuendo così anche al rafforzamento del ruolo svolto dalle organizzazioni industriali italiane nello scenario economico globale.
Organizzazione
Il programma di dottorato in Informatica e Matematica del Calcolo offerto dall’Università degli Studi dell’Insubria è amministrato congiuntamente dal Dipartimento di Scienze Teoriche ed Applicate e dal Dipartimento di Scienza ed Alta Tecnologia. Il programma è rivolto agli studenti interessati ad ottenere posizioni di ricerca nelle università e negli istituti di ricerca pubblici o privati. Normalmente, il programma di dottorato dura tre anni. Ci sono attualmente 9 posti disponibili: 7 con borsa ministeriale e due senza borsa. Ulteriori borse potrebbero provenire da progetti di ricerca finanziati enti di ricerca e/o aziende private.
Il programma è articolato in due fasi. Nei primi due anni del programma, supportato dal collegio e sotto la guida di un tutor, lo studente di dottorato avrà̀ modo di frequentare corsi e seminari, sia all'interno dell'Università degli Studi dell'Insubria che altrove, con l'obiettivo di sostenere l'esame di almeno 4 corsi di dottorato. Il programma di dottorato propone ogni anno diversi corsi, tra cui lo studente può scegliere quelli che sono di maggiore interesse per il suo percorso formativo, eventualmente integrandoli con corsi di dottorato offerti da altri atenei o scuole, previo parere favorevole del tutor e del coordinatore del dottorato. L'offerta didattica cambia ogni anno per garantire una maggiore varietà, ma alcuni corsi che permettono una formazione di base trasversale possono essere riproposti con cadenza biennale.
Il terzo anno sarà̀ dedicato quasi esclusivamente ad attività̀ di ricerca e divulgativa autonoma, che andranno a formare la tesi di dottorato, redatta in lingua inglese, sempre sotto la guida di almeno un supervisore.
Oltre alla partecipazione a scuole estive/invernali e conferenze internazionali, è consigliato e incentivato anche un periodo di soggiorno presso un istituto di ricerca straniero. Alla fine di ogni anno il dottorando è tenuto ad illustrare l'attività svolta al Collegio dei Docenti, che valuta l'idoneità dello studente al passaggio all'anno successivo. La tesi di dottorato è soggetta al parere di due esperti internazionali prima di essere sottoposta alla commissione finale.
Cosa ti occorre sapere
Tutte le lauree magistrali o a ciclo unico.
Tutti i candidati devono aver completato un curriculum universitario di cinque anni (lauree magistrali o a ciclo unico). Devo dimostrare solide conoscenze in ambito informatica e / o matematica computazionale, e una forte motivazione per la ricerca. I candidati sono classificati in base al loro curriculum vitae (CV) e al risultato di un esame orale. L'esame orale è pubblico e può anche essere effettuato tramite strumenti di videoconferenza. I primi 7 candidati della graduatoria si qualificano per una borsa di studio e una deroga alla tassa di iscrizione. I restanti candidati possono essere ammessi senza borsa o non ammessi affatto.
Iscriversi
Questo Dottorato di ricerca è istituito per il XL ciclo.
Sono previsti per la Sessione I:
Posti: 9
Borse di studio: 7
Posti senza borsa: 2
Frequentare
Gli studenti di dottorato devono frequentare e superare gli esami di almeno 4 corsi di Dottorato
durante il programma di 3 anni. Questi corsi possono essere selezionati tra quelli forniti dall’Università degli Studi dell’Insubria così come da altri enti (altre università, scuole di dottorato
nazionali e/o internazionali, etc.)
Studiare
Ogni anno il consiglio di Dottorato propone nuove attività formative organizzate dall’Università degli Studi dell’Insubria.
Etica dell'IA, IA spiegabile e ruolo del processo decisionale umano
Il corso si propone di definire ed esplorare le questioni etiche inerenti all'uso dell'intelligenza artificiale (IA), di fornire modelli di explanability di IA e di combinarli con modelli e definizioni di processi decisionali. Il corso si occupa di una serie di questioni e argomenti attuali attraverso l'applicazione di importanti teorie morali. Questo corso si propone di definire ed esplorare le questioni etiche inerenti all'uso dell'intelligenza artificiale (IA), di fornire modelli di explanability di IA e di combinarli con modelli e definizioni di processi decisionali. Gli argomenti trattati includono, ad esempio, la nozione di responsabilità, le questioni etiche nella progettazione e nella gestione dell'IA, gli aspetti etici dei rischi tecnici, la distribuzione della responsabilità nell'ingegneria, nel design e nell'architettura e il rapporto tra sostenibilità, etica e tecnologia.
PDE su grafi metrici: teoria spettrale degli operatori differenziali, propagazione delle onde e
applicazioni
Il corso fornisce un'introduzione alla teoria delle equazioni differenziali parziali (PDE) su grafi metrici ed è suddiviso in quattro parti. La prima parte introduce le definizioni di base e la nozione di operatore differenziale selfadjoint su un grafo metrico. Include una descrizione delle varie realizzazioni di operatori selfadjoint del Laplaciano e una rassegna dei principali risultati della teoria spettrale. La seconda parte si concentra sull'analisi della dinamica lineare delle onde su grafi metrici, con particolare attenzione all'equazione lineare di Schrödinger. La terza parte del corso si concentra sull'equazione di Schrödinger non lineare, in particolare sull'analisi delle soluzioni stazionarie e della loro stabilità. Infine, l'ultima parte del corso esamina alcuni risultati sul problema della giustificazione dei modelli di grafi metrici come approssimazioni per la dinamica delle narrow tube network.
Interpolation theory for differential forms
Nowadays, differential forms are an across-the-board instrument in mathematics and physics. As a consequence, their numerical representation and approximation is essential. In this course we will understand the main challenges of interpolation of differential forms. To do so, techniques based on integration on simplices (i.e. on the construction of weights – a suitable selection of currents) are presented. Crucial steps involve the identification of unisolvent sets and their comparison in terms of appropriate functionals, called k-Lebesgue constants, that are discussed and characterised. Numerical linear algebraic features are also identified and studied. At the end of the course, the student is in a position to deal with the existing literature and aware of modern challenges in the field.
Topological Data Analysis
The need for analyzing enormous amounts of data has increased dramatically over the last years. The typical approach to this problem is of quantitative nature, and uses tools from Statistics. A different approach, of a more qualitative nature, has been introduced in 2002. The main idea is to focus on the identification and the recognition of shapes, and patterns, in data. This approach is known as Topological Data Analysis, and is a branch of computational topology. The invariants associated to the shape of data are codified by persistence homology groups, a parametrized version of singular homology groups. Both the storage of the data in a way which easily enables the computation of persistence homology groups, and the computation itself, have a strong computational flavor: for instance, one needs efficient algorithms to row-reduce matrices with coefficients in Z2.
Systems, Modelling, Simulations
Learning Organization and Strategic Knowledge Management means, for an organization, the acquisition of a mental model (Peter Senge 1990). To perceive such a challenging objective it is necessary to identify, clarify and improve our inner worldview and understand how the dynamics of the organization structure evolve and govern critical variables (levers) in order to better support actions and decisions. Thanks to the understanding of influence relationships between world “participants” and an integrated and complex view of phenomena (systems), which is supported by a correct management of information universe, it is possible to develop System Dynamics (J. W. Forrester) models and use simulations to be aware of what are the possible alternative consequences of our decisions. Such a paradigm allows us to acquire a real Systems Thinking approach and to recognize relationships between time ‘variables’, instead of finding out, statically, simple structures. System Dynamics (SD) modeling has been used in many different contexts, For example, in ICT domain can be applied in Project Management (PM) process control. In particular an innovative and original application could be in engaging Agile SW development approach through a SD modeling analysis and hence building a simulation model in order to best support alternative PM decisions, also in relation to present/ideal organizational environment. Many Small-Medium Enterprise (SME) Decision Support Systems are also developed involving SD simulation models in order to build the so called Enterprise Dashboards and support medium- top managers in overall enterprise strategic decisions.
Flipping strategies for large linear systems: spectral analysis and computational results
Consider a Toeplitz matrix T_n that is a matrix whose coefficient are constant along the diagonals and assume that T_n is real and nonsymmetric. Even assuming that the coefficients stem as Fourier coefficients of a given smooth function f, the spectral features of T_n=T_n(f) are very complicate. The latter property makes notable solvers (as GMRES) for the related non-symmetric linear systems very difficult to analyze. One decade ago Pestana and Whathen proposed solving a real non-symmetric Toeplitz linear system T_n(f)x = b by (preconditioned) MINRES applied to the symmetrized linear system H_n(f)x = Y_n b, H_n(f)=Y_n T_n(f) has some advantages over solving the original system through either direct methods or iterative methods for non-symmetric Toeplitz matrices, Y_n being the flipping matrix (or anti-diagonal matrix).
The course focuses on the theoretical and algorithmic aspects of the flipping strategy, by testing it on notewhorty applications such as approximated evolutionary differential equations and deblurring problems in imaging. The course is divided in the following sections:
- Spectral analysis of the flipped matrices and flipped matrix-sequences in the the sense of localization and distributional results;
- Preconditioning in various matrix algebras and clustering results;
- Application of the flipping stategy to approximated evolutionary differential equations;
- Application of the flipping stategy to deblurring problems in imaging with various boundary conditions (BCs) including reflective and anti-reflective BCs.
Servizi per gli studenti
Per informazioni
c/o Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate – DISTA
Università degli Studi dell’Insubria
Via Dunant, 3 – 21100 Varese – Italy
Coordinatore: Prof Barbara Carminati
Contatti: Tel. +39 (0) 332398951