Электроника и наноэлектроника

План программы профессиональной переподготовки

«Электроника и наноэлектроника»

• 1.Метрология, стандартизация и сертификация

Основные понятия и термины метрологии.

Физические величины. Единицы величин.

Воспроизведение единиц физических величин.

Шкалы измерений.

Понятие об измерении физической величины.

Основной принцип измерения. Стандартная схема измерения.

Классификация измерений.

Методы измерения физических величин.

Средство измерений и его метрологические характеристики.

Понятие о средствах измерений. Классификация средств измерений.

Классификация погрешностей. Основные факторы, вызывающие погрешность результатов измерения.

Предельно допустимая погрешность. Класс точности средств измерений.

Обработка результатов измерений.

Суммирование погрешностей.

Обработка прямых измерений.

Обработка косвенных измерений.

Измерение напряжения и силы тока.

Измерение электрической мощности.

Измерение частоты, интервалов времени и фазового сдвига.

Техническое регулирование и стандартизация.

Основы подтверждения соответствия. Сертификация.

• 2.Информатика и инфокоммуникационные технологии

Основные понятия и определения информатики.

Информатизация общества.

Информационные ресурсы, продукты и услуги.

Информационный рынок и его правовое регулирование.

Информация, её виды и свойства. Кодирование данных.

Данные и операции с ними.

Структуры данных. Файлы и файловая структура.

Информатика и информационные технологии.

Вычислительная техника и аппаратура компьютеров.

Классификация ЭВМ.

Классификация персональных компьютеров.

Состав вычислительной системы.

Базовая аппаратная конфигурация ПК.

Внутренние устройства ПК.

Периферийные устройства ПК.

Перспективы развития компьютеров.

Молекулярный компьютер. Нанокомпьютеры. Нейрокомпьютер.

Квантовые компьютеры. Оптические компьютеры.

Компьютерные сети и защита информации.

Коммуникационная среда и передача данных.

Архитектура компьютерных сетей.

Локальные вычислительные сети.

• 3.Математическое моделирование

Предмет теории моделирования. Роль и место моделирования в исследованиях систем. Классификация моделей. Моделирование в процессах познания и управления. Классификация объектов моделирования. Основные этапы моделирования. Создание концептуальной модели. Подготовка исходных данных. Разработка математической модели. Выбор метода моделирования. Выбор средств моделирования. Проверка адекватности и корректировка модели. Планирование экспериментов с моделью. Анализ результатов моделирования. Объект моделирования. Сведения об объекте. Априорная информация. Апостериорная информация. Постановка задачи идентификации. Трудности идентификации. Идентификация структуры и параметров объекта. Классификация методов идентификации. Выделение объекта из среды. Ранжирование входов и выходов объекта (Метод экспертных оценок). Метод непосредственного ранжирования. Метод парных сравнений. Определение рационального числа входов и выходов объекта, учитываемых в модели. Определение характера связи между входом и выходом модели объекта. Потоки заявок. Марковские модели. Характеристики вычислительных систем как систем массового обслуживания. Характеристики вычислительных систем как сложных систем массового обслуживания. Методы приближённой оценки характеристик вычислительных систем. Нестационарные режимы функционирования вычислительных систем. Характеристики вычислительных систем как стохастических сетей. Процедура имитационного моделирования. Обобщенные алгоритмы имитационного моделирования. Методы определения характеристик вычислительных систем. Метод повторных экспериментов. Методы генерации случайных величин и последовательностей. Модели линейной дискретной оптимизации с булевыми переменными. Преобразование задачи с дискретными переменными к задаче с булевыми переменными. Преобразование задачи линейного булева программирования к задаче нелинейного булева программирования. Задача и модель оптимизации работы насосной станции. Модель задачи автоматической классификации. Задача об оптимизации размещения букв алфавита на клавиатуре ЭВМ. Моделирование и оптимизация работы насосной станции. Проверка адекватности математической модели. Алгоритм оптимального управления работы насосной станции.

• 4.Электротехника

Элементы и параметры электрических цепей, основные методы расчета электрических цепей.

Расчет цепей с синусоидальными напряжениями и токами.

Резонанс в цепях синусоидального тока.

Линейные электрические цепи с взаимной индуктивностью.

Двухобмоточный трансформатор в линейном режиме.

Электрические цепи с источниками несинусоидальных периодических напряжений и токов.

Трехфазные цепи.

Метод симметричных составляющих.

Расчет линейной цепи постоянного тока.

Расчет линейной цепи синусоидального тока.

Расчет линейной электрической цепи с периодическими негармоническими напряжениями и токами.

Расчет линейной трехфазной цепи.

• 5.Теория систем и системный анализ

Основные задачи теории систем. Макропроектирование и микропроектирование. Объект и субъект. Основные понятия и свойства системы. Определение системы. Связь объекта с внешней средой. Кибернетическая модель объекта. Классификация входов и выходов объекта. Выделение системы. Основные понятия строения и функционирования систем. Виды систем. Классификация систем. Естественные и искусственные системы. Реальные и абстрактные системы. Одномерные и многомерные. Централизованные и децентрализованные. Гомогенные и гетерогенные системы. Дискретные и непрерывные системы. Каузальные и целенаправленные. Линейные и нелинейные. Технические, экономические, социальные, биологические и др. системы. Детерминированные и стохастические системы. Открытые и закрытые системы. Хорошо организованные системы. Плохо организованные системы. Самоорганизующиеся системы. Классификация систем по сложности. Взаимосвязь и взаимодействие между элементами в БС. Закономерности систем. Закономерности взаимодействия части и целого. Закономерности иерархической упорядоченности систем. Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем. Системный подход и системный анализ. Принципы построения иерархических систем. Виды и формы представления структур. Формализация иерархических понятий. Координация. Декомпозиция. Агрегация. Методы и модели описания систем.Количественные методы описания систем. Человеко – машиннные системы. Моделирование систем. Определение, структура, характеристики моделей. Соответствие между моделью и действительностью. Классификация моделей по их назначению. Основные принципы моделирования. Классификация видов моделирования систем. Кибернетический подход к описанию систем. Управление как процесс. Системы управления (СУ) и сложный объект управления. Динамическое описание систем. Модели систем в терминах «вход-выход». Операторы переходов и выходов детерминированной. Системы без последствий. Детерминированные системы без последствий. Детерминированные системы с последствиями. Стохастические системы. Сигналы в системах. Измерительные шкалы. Шкалы наименований. Порядковые шкалы.

• 6.Цифровая обработка сигналов

Краткая история развития средств и методов ЦОС. Принципы обработки сигналов в системах ЦОС. Обобщенная структурная схема ЦОС. Аналоговые и дискретные сигналы. Определение и математическое описание. Спектры аналоговых и дискретных сигналов. Связь между сигналами различных типов. Аналоговые и дискретные сигналы и связь между ними. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование. Частота Найквиста. Спектр дискретного сигнала. Спектральный анализ. Дискретное преобразование Фурье. Свойства дискретного преобразования Фурье. Z-преобразование. Дискретная экспоненциальная функция. Свойства z-преобразования. Обратное z-преобразование. Частотные характеристики дискретных фильтров. Частотные характеристики КИХ-фильтров и БИХ-фильтров. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики. Нормированные фильтры. Свойства частотных характеристик. Частотные характеристики избирательного БИХ-фильтра 1-го порядка. Частотные характеристики избирательного БИХ-фильтра 2-го, порядка. Реализация цифровых фильтров в прямой форме. Каноническая структура ЦФ 1-го вида. Каноническая структура ЦФ 2-го вида. Каскадная форма ЦФ. Понятие частотной характеристики. АЧХ и ФЧХ БИХ- и КИХ-фильтров. Свойства частотной характеристики.

• 7.Электроника и схемотехника

Основы полупроводниковой электроники. Доды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. Нанотранзисторы. Электронные приборы с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Компоненты оптоэлектроники. Краткая характеристика индикаторов и лазеров. Основы аналоговой схемотехники электронных средств. Электронные усилительные устройства. Усилители мощности и усилители постоянного тока. Операционные усилители. Генераторы электрических колебаний и электронные ключи. Основы цифровой схемотехники электронных средств. Основы теории логических (переключательных) функций. Комбинационные логические устройства. Триггеры и цифровые автоматы. Регистры и счётчики. Запоминающие электронные устройства.

• 8.Системы автоматизированного проектирования

Основные понятия о проектировании и САПР.

Этапы жизненного цикла изделий и автоматизированные системы.

Структура и виды САПР.

Техническое обеспечение САПР.

Основы сетевых технологий САПР.

Математическое обеспечение САПР.

Автоматизация функционального проектирования.

Автоматизация конструкторского проектирования.

Изучение систем автоматизированного проектирования на конкретных примерах.

• 9.Наноэлектроника

Общие сведения о современной микро и наноэлектронике. Наноэлектроника с использованием новых элементов. Основные методы анализа поверхностей и наноструктур. Методы исследования и анализа наноструктур. Технологические методы получения наноэлектронных элементов. Технология изготовления наноразмерных тонких пленок. Ионное и ионно-плазменное травление изображений в тонких пленках. Ионная имплантация быстрых ионов. Физические основы электронной литографии. Оборудование и технология электронной и ионной литографии. Литография с помощью механического зонда. Самоорганизованные и наноразмерные структуры. Наноструктурированный кремний и кремниевые композиты. Углеводородные наноструктурированные материалы. Фотоника наноразмерных структур. Сенсорные системы. Молекулярная электроника. Биоэлектроника. Криоэлектроника. Магнитоэлектроника. Наномеханические системы.

• 10.Технология конструирования электронных средств

Стандартизация и унификация в конструировании.

Требования к конструкции электронных устройств.

Внешние воздействующие факторы.

Надежность электронных устройств.

Компоновка электронных устройств.

Устройства отображения информации.

Электромонтаж.

Охлаждение электронных устройств.

Защита ЭУ от механических воздействий.

Помехозащищенность и электромагнитная совместимость.

Защита от воздействия агрессивной внешней среды.

Технология изготовления электронных узлов.