SITUATION AWARENESS

Ingegneria Informatica SITUATION AWARENESS

0622700064
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
EQF7
COMPUTER ENGINEERING
2022/2023



YEAR OF COURSE 2
YEAR OF DIDACTIC SYSTEM 2017
SPRING SEMESTER
CFUHOURSACTIVITY
1SITUATION AWARENESS - MOD 1
216LESSONS
18EXERCISES
2SITUATION AWARENESS - MOD 2
216LESSONS
18EXERCISES
Objectives
L’INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE ARGOMENTI DI BASE ED AVANZATI PER LA PROGETTAZIONE DI SISTEMI SOFTWARE USER-CENTERED DEFINITI SU PRINCIPI E MODELLI DELLA SITUATION AWARENESS E LA LORO APPLICAZIONE IN DOMINI COMPLESSI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE.
GLI STUDENTI, ALLA FINE DEL PERCORSO DI STUDIO, SARANNO IN GRADO DI COMPRENDERE LE PROBLEMATICHE SPECIFICHE DEI SISTEMI BASATI SU SITUATION AWARENESS, DELLE PECULIARITÀ DELLE CORRISPONDENTI ARCHITETTURE SOFTWARE E DELLE RELATIVE FUNZIONALITÀ IN VARI AMBITI APPLICATIVI. GLI STUDENTI ACQUISIRANNO CONOSCENZE SUI MODELLI PIÙ NOTI IN LETTERATURA (E.G., ENDSLEY), SULLE TECNICHE DI ANALISI E PROGETTAZIONE (E.G., GOAL-DIRECTED TASK ANALYSIS) E SUI METODI COMPUTAZIONALI ADEGUATI A SOSTENERE LA SITUATION AWARENESS IN SISTEMI UOMO-MACCHINA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
ALLA FINE DEL CORSO, GLI STUDENTI SARANNO IN GRADO DI PROGETTARE E REALIZZARE SISTEMI SOFTWARE IN DIVERSI DOMINI APPLICATIVI, RISPONDENTI A PRINCIPI BASE DELLA SITUATION AWARENESS.
GLI STUDENTI SVILUPPERANNO ABILITÀ RELATIVE AL LAVORO IN GRUPPO E SARANNO IN GRADO DI IDENTIFICARE LE STRATEGIE PIÙ APPROPRIATE PER PROGETTARE E REALIZZARE SISTEMI CHE APPLICANO AL MEGLIO MODELLI E METODOLOGIE DELLA SITUATION AWARENESS, UTILIZZANDO ADEGUATI METODI COMPUTAZIONALI PER LA PERCEZIONE, COMPRENSIONE E LA PROIEZIONE DI SITUAZIONI.
Prerequisites
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI È NECESSARIA LA CONOSCENZA DI ALMENO UN LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE (JAVA, C, C++, PYTHON) E DI ALGORITMI E STRUTTURE DATI FONDAMENTALI. SONO UTILI CONOSCENZE DI BASE DI INGEGNERIA DEL SOFTWARE
Contents
Unità Didattica 1: Situation Awareness: Principi e Modelli (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 14/0/0):
- 1 (2 Ore lezione): Introduzione alla Situation Awareness: definizioni ed esempi
- 2 (2 Ore lezione): Modello di Endsley: livelli di SA
- 3 (2 Ore lezione): Altri modelli di SA: OODA Loop; JDL Data Fusion; Sensemaking
- 4 (2 Ore lezione): Meccanismi e processi cognitivi della SA
- 5 (2 Ore lezione): Modelli mentali, schemi e script, goal, expectations
- 6 (2 Ore lezione): I demoni della SA: Attentional tunneling, memory trap, stressors, data overload
- 7 (2 Ore lezione): I demoni della SA: wrong mental model; complexity creep; misplaced salience, out-of-the-loop
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Comprensione del concetto di Situation Awareness, del modello di Endsley e dei modelli alternativi per la SA; dei principali meccanismi e processi cognitivi della SA e delle principali problematiche relative alla SA
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: Saper identificare le problematiche relative all'acquisizione e al mantenimento della situation awareness nei sistemi uomo-macchina in uno specifico dominio applicativo e identificare i meccanismi e i processi cognitivi coinvolti

Unità Didattica 2: User-centered design process per sistemi di situation awareness (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 10/10/0):
- 8 (2 Ore lezione): User-centered design process
- 9 (2 Ore lezione): Analisi dei requisiti per i sistemi di SA: operational concepts e requisiti ambientali
- 10 (2 Ore esercitazione): Identificazione di operational concepts attraverso l'analisi dei dati in un dominio: data analysis
- 11 (2 Ore esercitazione): Identificazione di operational concepts attraverso l'analisi dei dati in un dominio: operational concept e verifica
- 12 (2 Ore lezione): Goal-directed Task Analysis (GDTA)
- 13 (2 Ore esercitazione): Identificazione dei requisiti con GDTA: gerarchia dei goal e decisioni
- 14 (2 Ore esercitazione): Identificazione dei requisiti con GDTA: requisiti di SA
- 15 (2 Ore esercitazione): Identificazione dei requisiti con GDTA: documentazione, validazione e verifica
- 16 (2 Ore lezione): Principi di design per la Situation Awareness
- 17 (2 Ore lezione): Panoramica sulle tecniche di valutazione dei sistemi di supporto alla Situation Awareness
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Conoscenza di un processo di design dei sistemi software user-centered, della Goal-directed task analysis, dei principi fondamentali di design per la SA e delle tecniche di valutazione della SA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: Identificazione e definizione di un operational concept per un sistema di supporto alla SA; identificazione dei requisiti informativi per la SA attraverso l'applicazione di tecniche di cognitive task analysis e in particolare della GDTA; identificazione dei principi di design per la SA più adatti per uno specifico problema.

Unità didattica 3: Tecniche computazionali per il supporto alla situation awareness (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 8/6/0):
- 18 (2 Ore lezione): Tecniche di identificazione delle situazioni: approcci specification-based
- 19 (2 Ore lezione): Tecniche di identificazione delle situazioni: approcci data-driven
- 20 (2 Ore lezione): Visual analytics per il supporto alla Situation Awareness
- 21 (2 Ore lezione): Tool e framework per la realizzazione di visual analytics
- 22 (2 Ore esercitazione): Importazione e organizzazione dei dati di interesse
- 23 (2 Ore esercitazione): Definizione di una dashboard per visual analytics: progettazione
- 24 (2 Ore esercitazione): Definizione di una dashboard per visual analytics: implementazione
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Conoscenza di base di tecniche per l'identificazione delle situazioni e dell'approccio visual analytics per il supporto alla SA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: Capacità di progettare e implementare una semplice dashboard di visual analytics per il supporto alla situation awareness sulla base dei goal e dei requisiti informativi dell'utente.

TOTALE ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 32/16/0
Teaching Methods
LE ATTIVITÀ DI INSEGNAMENTO SARANNO COMPOSTE DA LEZIONI TEORICHE FRONTALI (32 ORE), CON L'AUSILIO DI MATERIALE MULTIMEDIALE, ED ESERCITAZIONI SU CASI DI STUDIO REALI (16 ORE). INOLTRE SI PREVEDE L'ASSEGNAZIONE DI ESERCIZI A GRUPPI DI STUDENTI E SUCCESSIVE VERIFICHE COLLETTIVE RELATIVE AGLI ESERCIZI ASSEGNATI.
DURANTE LE ESERCITAZIONI DI GRUPPO AGLI STUDENTI SARA' RICHIESTO DI APPLICARE LE METODOLOGIE E LE TECNICHE DI ANALISI E PROGETTAZIONE PRESENTATE DURANTE LE LEZIONI TEORICHE A PROBLEMATICHE REALI RELATIVE ALLA SITUATION AWARENESS IN DOMINI APPLICATIVI DIFFERENTI.
Verification of learning
IL LIVELLO DI RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. L'ESAME PREVEDE UN COLLOQUIO ORALE E VERTERÀ SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO. DURANTE IL COLLOQUIO ORALE, INOLTRE, SARANNO PRESENTATI E DISCUSSI DALLO STUDENTE LE ESERCITAZIONI SVILUPPATE IN GRUPPO DURANTE IL CORSO.
LA VALUTAZIONE TERRÀ CONTO IN PARTICOLARE DEI SEGUENTI ASPETTI:
CONOSCENZA DEI MODELLI, DEI PROCESSI E DEI MECCANISMI COGNITIVI DI SITUATION AWARENESS; CONOSCENZA DELLE METODOLOGIE DI ANALISI E PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI SUPPORTO ALLA SITUATION AWARENESS; CONOSCENZA DELLE TECNICHE COMPUTAZIONALI DI SUPPORTO ALLA SA PRESENTATE NEL CORSO; CAPACITA' DI ANALIZZARE, PROGETTARE, SVILUPPARE E VALUTARE UN SEMPLICE SISTEMA DI SUPPORTO ALLA SITUATION AWARENESS USANDO LE METODOLOGIE E LE TECNICHE PRESENTATE NEL CORSO.
LA LODE POTRÀ ESSERE ATTRIBUITA AGLI STUDENTI CHE DIMOSTRINO DI POSSEDERE UNA ECCELLENTE PADRONANZA DEI CONTENUTI DEL CORSO UNITAMENTE ALLA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI RELATIVI ALLA SA IN DIFFERENTI DOMINI, ANCHE NON ANALIZZATI DURANTE CORSO.
Texts
M. R. ENDSLEY, D. G. JONES, “DESIGNING FOR SITUATION AWARENESS”, SECOND EDITION, CRC PRESS, 2012. ISBN 9781420063554

TESTI DI CONSULTAZIONE
S. JAJODIA, P. LIU, V. SWARUP, C. WANG. "CYBER SITUATIONAL AWARENESS: ISSUES AND RESEARCH", 2012, SPRINGER NEW YORK, NY, ISBN: 978-1-4419-0140-8


MATERIALE DIDATTICO INTEGRATIVO SARÀ DISPONIBILE NELLA SEZIONE DEDICATA DELL'INSEGNAMENTO ALL'INTERNO DELLA PIATTAFORMA E-LEARNING DI ATENEO (HTTP://ELEARNING.UNISA.IT) ACCESSIBILE AGLI STUDENTI DEL CORSO TRAMITE LE CREDENZIALI UNICHE DI ATENEO
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L'INSEGNAMENTO E' EROGATO IN INGLESE
  BETA VERSION Data source ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-09-16]