| Rome University, La Sapienza Chemistry Department Rome, Italy, Europe |
Dr. Giovanni Visco Programmi, orari, link alle lezioni |
Corso di Laurea in Scienze Applicate ai Beni Culturali ed alla Diagnostica per la loro Conservazione |
| Orari 2009 | Gli anni precedenti | Programmi, appunti di lezione | Sussidi didattici |
Qualita' della misura, acquisizione, elaborazione, interpretazione, campionamento, classificazione per i beni culturali
All'inizio del IV anno di laurea in Scienze Applicate ai Beni Culturali ed alla Diagnostica per la loro Conservazione, il primo anno della laurea specialistica, con questo insegnamento si fornisce allo studente un recupero delle nozioni fondamentali sulla qualita' della misura e sul campionamento. L'insegnamento prosegue con uno studio delle matrici, delle distribuzioni, della correlazione-regressione. Parte qualificante dell'insegnamento e' lo studio dei metodi di classificazione e l'interpretazione dei pattern nei beni culturali seriali. .
Per l'Anno Accademico 2009-2010 l'insegnamento inizia il 15 ottobre 2009 e speriamo di terminare non oltre il 31 gennaio 2010, con il precedente calendario provvisorio.
Il programma e' in continua evoluzione sia per seguire la preparazione che la laurea triennale fornisce agli allievi in modo sempre piu' incisivo sia per rispondere ai cambiamenti del mondo della diagnostica. Nel menu in alto potrete trovare Appunti, Orari, Programmi, Note ed altro degli anni precedenti.
Sono previste due esercitazioni, una sull'acquisizione dati ed una sulle misure multiparametriche su oggetti seriali, quasi sicuramente saranno svolte in un laboratorio di Chimica con orario ancora da individuare quando sara' nota la disponibilita' del laboratorio. Inoltre sono previste 1 o 2 dimostrazioni, svolte dai due miei migliori ex-studenti, per cui chiederemo ospitalita' ad uno dei grandi laboratori del piano terra. .
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L'insegnamento ha una durata pari a quante e' necessario per presentare, a lezione, tutti gli argomenti del programma. Superando l'esame finale si acquisiscono 3 crediti, altri 3 crediti con il corso collegato di Chimica del Restauro. Esiste la non remota possibilita' che i laboratori sforino l'orario previsto, quando si sono preparate cinque concentrazioni deperibili da sottoporre a misura non si puo' rimandarne due alla settimana prossima. Quello seguente e' il programma a consuntivo e questi sono gli approfondimenti che fanno parte del programma di esame.
| data | orario | tipologia | dove | docente | contenuti () |
| 15 ottobre | 09 .. 11 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Presentazione dell'insegnamento. Riassunto delle puntate precedenti: concetto di misura, S.I. Système International d'Unités, unita' di misura, il S.I. in continua evoluzione, S.I. oggi, definizioni per il S.I., grandezze derivate del S.I., dimensionalita', pertinenza, rappresentativita', accuratezza |
| 16 ottobre | 11 .. 12 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Parametri di una misura: precisione ed incertezza, cosa sono GUM e QUAM, errore e selettivita', propagazione degli errori, ripetibilita', riproducibilita`, affidabilita`, specificita`, selettivita', robustezza, stabilita', CRM. La validazione oggi sempre piu' necessaria a presentare misure "pertinenti e rappresentative", esempio sulla validazione in cromatografia ionica |
| 22 ottobre | 09 .. 11 | teoria/dimostrazioni | aula IV, NEC | G.V. | Fondamentale dimostrazione in aula dell'accuratezza di tre voltmetri, considerazioni. Il Limit Of Detection, cenni alla nuova e vecchia definizione, links. Il Limit Of Quantification, definizione. Sensibilita' esempio grafico. Risoluzione, qualche esempio e lettura di strumenti. Arrotondamento e Cifre significative (un link alle scale di misura). Disturbo introdotto dalla misura, altra dimostrazione in aula mediante un generatore di V un po scontroso, considerazioni (pero' se ben misurato a funzionato!). Prontezza e tempo di risposta. |
| 23 ottobre | xx .. yy | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Dietro richiesta degli studenti la lezione non si svolge. |
| 29 ottobre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Altra piccola dimostrazione in aula. Descriviamo un modello matematico che ci permetta di ottenere una scala di valori, numerici, che per nostra fortuna possiamo confrontare con un evidenza visuale. Considerazioni in merito. Si ma chi ha vinto? Outliers ed abbagli evidenziati dal modello? Definizioni di misura: invasiva, distruttiva, etc. Il Campionamento: definizioni e perche' si campiona, una lettura da fare. Popolazione, campione, prelievo. |
| 30 ottobre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Fra un esame e l'altro, lezione. Dimostrazione (non riuscita, perche?) del disturbo introddotto da una misura. La riproducibilita' Galileiana. Ripetizione della misura. Concetti fondamentali e fondanti: Dominio ed Area di studio/di interesse/rilevata. Blind, double blind, 2+1/2, perche' si usa. |
| 05 novembre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Riproviamo con la dimostrazione (riesce, ma da spiegare). La catalogazione del campione, il quaderno, anti-oblio. Conservazione del campione. Il Piano di Campionamento, definizioni. Scrittura ed uso della tabella del rischio (dell'errore). Uso del diagramma di Gantt. Costo di un'indagine. |
| 06 novembre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Ripassiamo le permutazioni, combinazioni, disposizioni e la probabilita'. Il Disegno di Campionamento. Possibili disegni di campionamento, probabilistico, non probabilistico. Descrizione, funzionamento, uso e problematiche dei principali disegni di campionamento probabilistico. |
| 12 novembre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | (qualche misura per spiefare la dimostrazione). Fine della descrizione, funzionamento, uso e problematiche dei principali disegni di campionamento probabilistico. Descrizione, funzionamento, uso e problematiche dei principali disegni di campionamento non-probabilistico. |
| 13 novembre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Definizioni legate al campionamento, sensory panel test, design effect, confidenza, etc. Il Design of Experiment, solo cenni a cosa serve. Capitolato e collaudo nei BB.CC dovrebbero comprendere misure/campionamento. Rimando alla lettura delle slide su "Morphometrics, un esperimento con vari disegni di campionamento". Primi cenni alla distribuzione. |
| 19 novembre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | La distribuzione, la serie, cosa e', come si usa, definizioni. Ordinamento in classi, definizioni. Grafici per definire e descrivere una distribuzione. Istogramma, barre in sequenza, ogive, cumulative. |
| 20 novembre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Installazione e programmazione di un data logger (che una studentessa usera' per qualche giorno), qualche parola sul setting. Le distribuzioni, continue e discrete, differenze. I descrittori di una distribuzione, quali e perche'. Valore centrale, 6 possibili valori, differenze e peculiarita' di ognuno. La dispersione (assoluta e relativa), altri 6 possibili valori. Differenza fra valori matematici e valori misurati. Asimmetria, cosa e', Curtosi, cosa e', la loro misura. |
| 26 novembre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Scarichiamo i valori dal data-logger, grafici, e tabelle, discussione in merito. Le principali distribuzioni; quali sono e come si riconoscono. Caratteristiche e peculiarita' delle distribuzioni: di Gauss, di Poisson, Binomiale, Uniforme, di Weibull, di Gosset/Cauchy. Cenni alle distribuzioni: Chi quadro, di Fisher/Snedecor, Esponenziale, Beta e Gamma. |
| 27 novembre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Presentato un altro strumento per la misura di un parametro importante nel settore dei BB.CC.. I descrittori di una distribuzione: intervallo di confidenza, intrequartile, errore standard, Pooled Standard Deviation, Pooled Average. Anomalie di una distribuzione e analisi grafica, Box-Whisker, H.L.O.C.. |
| 3 dicembre | 00 .. 00 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Lezioni sospese, sono a Parma dove mi hanno invitato per un seminario sulla Chemiometria applicata ai Beni Culturali, poi a Genova per seguire il Forum Calce. |
| 4 dicembre | 00 .. 00 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Lezioni sospese, sono ancora al ForumCalce. |
| 10 dicembre | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Distribuzione sul piano XY, baricentro, centroide, centroide a distanza minima. Concetto di distanzE fra i punti sul piano. Studio della distribuzione dei risultati dei lanci di due dadi cubici, ogive di frequenza. Distribuzione e L.O.D., esempio1: metalli in una lega di bronzo, alcuni metalli hanno distribuzione Normale, altri al limite della rilevabilita'. Distribuzione e L.O.D., esempio2: metalli nobili nelle monete greche antiche, individuare qualche falso con le sole distribuzioni monovariate? Presentazioni in aula di una parte della lezione svolta a Parma. Cosa e', a cosa puo' servire, definizioni della Chemiometria. Un elenco di metodi di misura che secondo tre Prof. famosi rientrano nella Chemiometria. |
| 10 dicembre | 14:00 .. 15:00 | esercitazione | Lab. Quantitat. VEC | G.V. | Non una vera esercitazione ma la lettura, da parte di gruppi di due studenti, di una serie di sensori per il monitoraggio ambientale (°C, RH%, Lumen, CO2, CO, Pa). Presentazione della "disposizione" e delle "finalita'" del lavoro in corso da circa una settimana. Lettura ogni circa 10 minuti dei dati disponibili. Preparazione di una tabella. |
| 11 dicembre | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Discussione sulla tabella, e sui conseguenti grafici, con le rilevazioni del giorno prima. Disturbo introdotto dagli operatori, tempo di risposta, differenze fra i sensori. Ancora chiarimenti sul perche' dell'operazione, se ne riparlera' quando scaricheremo i data logger. Primi accenni a regressione/correlazione, definizioni, differenze, false similiarita'. |
| 13 gennaio | 15 .. 17 | teoria | aula VI, NEC | G.V. in place of L.C. | Presentazione del lavoro da svolgere per il confronto/comparazione fra sensori per il monitoraggio ambientale. Considerazione sul formato dei file, sulla loro trasformazione sul loro accorpamento. Grafici di confronto di 20 temperature, di 15 umidita', di 15 luminosita', di CO, di CO2, di O2. Presentazione dei "compiti per casa": 1) studio del funzionamento, setting del software ed utilizzo di 3 multimetri interfacciati e di un DAC da utilizzare nella esercitazione della calibrazione; 2) reperimento ed installazione del software per scaricare 4 diversi datalogger, trasformazione dei file per costruire un grafico complessivo come quello visto a lezione; 3) costruzione di una matrice con rilevazioni di dati antropometrici per usarla nella correlazione/classificazione. |
| 14 gennaio | 09 .. 11 | teoria | aula IV, NEC | G.V. | Correlazione e regressione: premesse e differenze. Spreadsheet Addiction, ChartJunk, Excel faults, bad spreadsheet for manager e tutte le problematiche legate all'uso di un foglio elettronico fidandosi dei risultati e dei grafici ottenuti. Definizione degli esempi che presenteremo, uno lineare ed uno logaritmico. La regressione e' sul piano euclideo! Definizione di variabile indipendente, metodo per ottenere in laboratorio una soluzione con concentrazione di un analita con una accuratezza nota. Nella regressione la variabile dipendente e' nota e segue una legge nota. Numeri ottenuti e descrizione dell'esempio n.1, elettrodo per il Cl-. |
| 15 gennaio | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Numeri ottenuti e descrizione dell'esempio n.1, assorbanza in soluzione di un colorante industriale. Lo spettrofotometro dual beams. Forma e definizioni sugli errori di misura, sui due assi e nell'asse stesso. Definizione di Ordinary Least Squares regression, formule, uso. I primi 11 paramteri per definire una regressione, formule. Riferimenti bibliografici. |
| 20 gennaio | yy .. zz | teoria | aula VI, NEC | G.V. in place of L.C. | Lezione spostata ad altra data |
| 21 gennaio | 09 .. 11 | esercitazione | lab Quantit. VEC | G.V. | La famosa esercitazione 8 di cui esistono due link agli anni precedenti. Studio della prontezza e calibrazione temp/ohm di 4 trasduttori per la misura della temperatura. Uso di tre diversi sitemi di acquisizione dati. Conseguente uso di tre software. Compito a casa per convertire i file, estrarre le due misure di prontezza e suo calcolo. Dai dati rilevati ogni 5 ed ogni 7 gradi °C si devono calcolare le curve di risposta dei 4 trasduttori e confrontarle con quelle reperibili in bibliografia. Verso la fine dell'esercitazione e' nato un problema di Common Ground Loop ed il bagno termostatico ha mostrato segni di affaticamento allungando di molto i tempi di lavoro. |
| 22 gennaio | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Lezione sospesa per indisponibilita' del docente, scusate. |
| 28 gennaio | 09 .. 11 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Il grafico dei due esempi. No all'estrapolazione. Altri 7 importanti parametri per definire una regressione, formule. Se r non e' un buon stimatore allora usiamo gli errori ed i residui! Cenni a PRESS. Per mezzo dei parametri ormai noti individuiamo un flesso. Casi in cui la X e' affetta da errori; ILS, OrLS. Come individuare Outliers e Leverage Points? Cenni alle Robust Regressions. Tanto lavoro per ottenere dei valori di X in predizione. Attente definizioni di Calibrazione, Taratura, Validazione. Validazione mediante aggiunta nota. Cenni alla regressione multipla. |
| 29 gennaio | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Correlazione, definizioni, quante e quali. Le 5 scale di misura. Correlazione spuria, attenzione. Ipotesi H0 ed H1, definizioni, errori di I e di II tipo. Test parametrici e non parametrici, differenze. The Gold Standard test, concetto. The B.A.T. concetti ed usi. Selettivita', Specificita', Sensibilita' (di classe). The Mann-Whitney test, tied ranks, concetti dei test non parametrici (che si ritrovano praticamnete in tutti). |
| 04 febbraio | 09 .. 11 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Exploratory Data Analysis, cosa e', definizioni, esempi. Partiamo da una matrice con gli oggetti sulle righe e le varabili sulla colonne (valori senza gli errori, per ora) ed iniziamo a graficare e calcolare ogni possibile parametro della singola variabile. Scaling di colonna (raramente di riga) per trasformare le variabili e produrre distribuzioni comparabili. Correlazione, correlation matrix e scatterplot matrix fra tutte le variabili per evidenziare legami fra le variabili, anche evidenziando gli oggetti outliers. La EDA e' un metodo di presentazione/visualizzazione/riconoscimenti degli oggetti e di una qualche legame intrinseco fra loro. Hierarchycal Cluster Analysis, una ricerca di legami fra gli oggetti fino a formare gruppi. Concetto di distanza fra gli oggetti nello spazio n. dimensionale, concetto di similarita', vari metodi agglomerativi, dendrogramma. Principal Component Analysis, rotazione e traslazione degli assi n. dimensionali fino a trovare un asse di massima varianza (PC1), costruzione degli assi a varianza minore, PC2, PC3, etc. Scree-plot per visualizzare i valori dei PC. Proiezione degli oggetti sui nuovi assi, gli scores, proiezione delle variabili, i loading. |
| 05 febbraio | 11 .. 12 | teoria | aula VI, NEC | G.V. | Ultima lezione, purtroppo. Solo qualche cenno ai Classification Methods, per esempio Linear Discriminant Analysis, un linea/piano di separazione fra due gruppi ed una asse perpendicolare su cui misurare la selettivita', specificita', sensibilita' di classe. Un Classification Method, usando beni i tre set e la validazione puo' descrivere bene una popolazione fornendo i "limiti di confidenza" per il modello. Ritorniamo alla correlazione, cenni ai principali metodi non-parametrici e parametrici. Serie temporali, alcune definizioni, time shift, time warping, correlogramma. |
| Oct-07 .. Feb-08 | select you! | elenco dei link la cui lettura e' consigliata per superare al meglio l'esame | On-line only | by G.V. |
# Non solo letture ma spunti per approfondimenti e qualche chicca per l'esame () # # magari questa singola pagina puo' essere utile a capire cosa abbiamo visto in aula. # L'elettrodo a Vetro e la misura del pH. Fa parte delle belle dispense sulla Potenziometria, Elettrogravimentria, Conduttimetria del Prof. Gabriele Balducci dell'Univ. di Trieste. Questo e' l'indice. # Pr. Raul G. Longoria, Austin Univ., the lessons: Basic Controls Loop, and Measurement Introduction, ma sicuramente Digital Measurement & Data Acquisition. # Da N.I. qualche pagina di introduzione (con qualche errore), anche Data Aquisition Fundamental. # Sempre da N.I. il bel Temperature Sensors Handbook, ed invece dalla solita Univ. NTC thermistor che usiamo nelle esercitazione. # Ed anche una pagina di un costruttore inglese puo' essere utile per ripassare qualche concetto sulle tecniche di acquisizione dati. # Definizioni di: non distruttivo, non invasivo, ecc. applicate ai BB.CC.. Back per tornare qui. # Quale tipo di grafico? How choose the type of graph best suited to your data? A reply in what Kind of graph should I use? with more then ten charts type (oppure dalla cache di Google). # Una descrizione di come si produce un Box-Whiskers dal sito di Graphics Server, giustamente escludendo gli outliers. Da Oswego City School, Box and Whiskers, bello ma non proprio corretto. # The Value Of Pictures, A.M.C. Davies, leggetelo per favore! mostra un confronto fra quattro distribuzioni con gli stessi parametri ma grafici diversissimi. # From USA we could copy a few things (only some!), for example on a .gov page we find Create A Graph Online, a nice on-line application, for kids!, very useful. Also available a Graph Tutorial, for kids only? Or if you like a .pdf of 750 KBytes. # Also students and technicians must be careful with "spreadsheet", read those links before! first, ChartJunk, second bad spreadsheet for manager, third spreadsheet addition, four Excel faults, five flaws in Excel, six unfortunate stat. # A Beginners Guide to Ion-Selective Electrode Measurements (but with some small errors!). # Simple but very interesting guide to I.S.E., read please # A good description of ISE electtrode, Nernst and Nikolski equation, parameter and so on, must be read! # From the same University of previuos, a glossary on potentiometry, many correct terms. # Un esempio di comparazione fra laboratori, di riproducibilita' e di comparazione fra tecniche analitiche (ICP, AAS, NAA, etc.) nel report di un famoso CRM, questo. Puo' essere argomento di esame dalla pagina 5 alla pagina 51!. # C'e' un errore nel link delle belle slide sulla Hierarchical Cluster Analysis: dovete tornare indietro alla slide 1 visto che comincia dalla 11. # Invece la serie di slide sulla PCA parte bene con la slide n.1. Sempre dal sito del Prof. James K. Hardy at University of Akron. # Libri consigliati: 978-0942154917 et 978-0942154993 poco reperibili nelle biblioteche. Ma anche i vari libri e links consigliati alla fine di ogni sezione delle slide (ma sempre con attenzione agli errori/sviste)# |
La maggior parte delle lezioni e' svolta mediante presentazione di slide realizzate al computer in puro HTML. Grande cura e' stata posta alla scrittura del codice cosi' che questo sia indipendente dal sistema operativo e dall'hardware e percio' visibile con qualsiasi computer ed anche con un collegamento lento.
Questa e la pagina di partenza di tutte le slide.
| Universita' Degli Studi di Roma La Sapienza |
Dr. G. Visco appointed professor for chemometrics & .... |
Dipartimento di Chimica |
