авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«-1- Сборник рабочих программ программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника» ...»

-- [ Страница 2 ] --

(по семестрам) 1 2 3 4 5 6 7 8 Основные особенности научных исследований как Контрольная рабо объекта автоматизации.

18 2 8 та Примеры исследователь ских задач и сигналов в светотехнике.

Общие вопросы построе 2 Тест на ния автоматизированных знание ос 10 систем и их техническое новных по нятий обеспечение.

Научно-методическое Расчетное 3 Контроль обеспечение автоматизи- задание 22 12 2 ная работа рованных систем Компьютерные измерения 4 Контроль и виртуальные приборы на 54 16 2 ная работа основе LabVIEW Зачет 2 2 Экзамен 2 2 Итого: 108 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены - 43 4.2.2. Практические занятия №1. Основные особенности научных исследований как объекта автоматизации. Предпосылки ти пизации инженерных решений при создании АСНИ.

№2. Типовые сигналы в АСНИ. Примеры исследовательских задач и сигналов в светотехнике.

№3. Определение одномерных характеристик случайных процессов.

№4. Определение двухмерных характеристик случайных процессов.

№5. Экспериментальные планы для построения моделей первого порядка.

№6. Экспериментальные планы для построения моделей второго порядка.

№7. Несимметричные и многоуровневые экспериментальные планы.

№8. Планы отсеивающего эксперимента.

№9. Преобразование исходной информации в АСНИ. Оценка влияния квантований сигнала по уровню на точность определения характеристик сигнала.

№10. Оценка влияния дискретизации по времени на точность определения характеристик процес са.

№11. Общие сведения о программно-инструментальной среде LabVIEW. Решение алгебраических уравнений в среде LabVIEW.

№12. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений в среде LabVIEW.

№13. Графическое представление данных.

№14. Виртуальные подприборы (SubVI).

№15. Моделирование синусоидальных токов и напряжений.

№16. Сбор данных на базе NI-DAQ №17. Аналоговый ввод реального сигнала.

№18. Использование DAQms.

4.3 Лабораторные работы:

Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания:

2 семестр №1 Разработка технического задания на создание установки для проведения исследований рас пределения яркости в пространстве.

№2. Разработка технического задания на создание установки для проведения исследований влия ния параметров и характеристик систем отображения информации на качество изображений.

№3. Разработка технического задания на создание установки для проведения исследований элек трических и светотехнических параметров и характеристик источников света и ПРА.

№4. Разработка технического задания на создание установки для проведения исследований инди катрис отражения композитных материалов.

№5. Разработка технического задания на создание установки для проведения исследований пара метров и характеристик многоэлементных приемников излучения.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкрет ных примеров и задач, деловых игр и т.п..

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформле ние расчётного задания и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный вопрос во время занятий, а также презентация расчетного задания.

- 44 Аттестация по дисциплине – зачет, экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по итогам экзамена.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Виноградова Н.А., Есюткин А.А., Филаретов Г.Ф. Научно-методические основы построения АСНИ - М.: Моск.энерг. ин-т;

1989. - 81 с.

2. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и вирту альные приборы на основе LabVIEW7 /Под ред. Бутырина П.А. – М.: ДМК Пресс, 2005. 264 с.: ил.

3. Виноградова Н.А., Есюткин А.А., Г.Ф. Филаретов. Проектирование автоматизированных систем научных исследований. - М.: Изд-во МЭИ,1989. - 82 с.

4. LabVIEW7TM Expreess. Базовый курс 1. Издательство National Instruments, 2003/ 5. Жарков Ф.П., Каратаев В.А., Никифоров В.Ф., Панов В.С. Использование виртуальных инстру ментов LabVIEW. – М.: Радио и связь, 1999. -268 с.

6. Ковалёв С.И., Свиридов Е.В., Устинов А.В. Автоматизация лабораторного эксперимента /Под ред. Филаретова Г.Ф. - М.: Изд-во МЭИ. 1999. - 40 с.

7. Гусейнов Ф. Г., Мамедяров О. С. Планирование эксперимента в задачах электроэнергетики. – М.:Энергоатомиздат, 1988. –151 с.: ил.

б) дополнительная литература:

Тезисы докладов конференций “Фотометрия и её метрологическое обеспечение”, каталоги веду щих фирм изготовителей элементов систем автоматизации исследований.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

LabVIEW7, Microsoft Office 2007, Microsoft Visual Basic 6.0., MatLab б) другие:

презентации представителей ведущих фирм, изготавливающих элементы систем автоматизации исследований.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультиме дийными средствами для представления презентаций, а также компьютерами с установленным про граммным обеспечением.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Светотехника и источники света».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

доцент Елисеев Н.П.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники д.т.н., профессор Григорьев А.А.

- 45 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ В СВЕТОТЕХНИКЕ».

Цикл: Общенаучный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплина по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М1.4. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: (всего) 2 семестр – Лекции Практические занятия 36 часов 2 семестр Лабораторные работы - Расчетные задания, рефераты 18 часов самостоят. работы 2 семестр Объем самостоятельной работы по 72 часов учебному плану Экзамены 2 семестр Курсовые проекты (работы) Москва - - 46 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение законодательных актов, технических регламентов, норм и ГОС Тов, близких к светотехнике;

государственных эталонов;

сертификации светотехнической, электротехниче ской и оптической продукции.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных (прежде всего физики, математики и электротехники) и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (прежде всего по метрологии, стандартизации и сертификации) (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с российскими и международными организациями в светотехнике, метрологии и стандартизации;

научить применять на практике законодательные акты, технические регламенты, ГОСТы;

научить использовать теоретические и эмпирические классические и современные исследования в области метрологии.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (дисциплина по выбору студентов) общенаучного цикла М.2 образовательной программы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров на правления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Основы светотехни ки» ч.1 и «Фотометрия».

Обучающиеся должны знать методы измерений, основные характеристики приёмников излучения, требования к эталонам.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации, а так же других дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и при кладная светотехника» и, прежде всего «Фотометрия и радиометрия в светотехнике».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ - 47 В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по метрологии, стандартиза ции и сертификации (ПК-7);

некоторые принципы планирования и методы автоматизации эксперимента (ПК-18);

основные светотехнические эталоны и их особенности;

нормативные документы для источников излучения, световых приборов, осветительных устано вок, оптико-электронных приборов, а также нормативные акты, необходимые для измерения их характеристик.

Уметь:

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по метрологии, стандартизации и сертификации, использовать достижения отечественной и зарубеж ной науки, техники и технологии;

применять на практике теоретические положения метрологии, требования технических регламен тов и ГОСТов.

Владеть:

теоретическими и экспериментальными методами и средствами решения сформулированных за дач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных;

математическими методами расчётов световых и энергетических величин государственных этало нов.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

- 48 Виды учебной работы, Формы текущего кон Всего часов на включая самостоятель троля успеваемости Семестр ную работу студентов раздел № (по неделям семестра) и трудоемкость Раздел дисциплины п/п Форма промежуточной (в часах) аттестации Лаб (по семестрам) Лк Пр Сам.

.

1 2 3 4 5 6 7 8 Общие принципы и понятия Тест на знание определе 8 2 2 метрологии и стандартизации. ний и понятий Закон РФ «Об обеспечении Тест на знание раздела 12 2 4 единства измерений».

Международные организации по стандартизации и метроло- Тест на знание раздела.

10 2 4 гии.

ВНИИМ имени Д.И. Менде- Контрольная работа леева, ВНИИМС, ВНИИОФИ, 14 2 4 гос. первич- ные и вторичн.

эталоны.

1 2 3 4 5 6 7 8 Высокотемпературные моде Тест на знание раздела 8 2 2 ли чёрного тела Тест на знание и опреде ГОСТ 8. 023 6 2 2 ление понятий Федеральный закон о техни Тест на знание раздела 10 2 4 ческом регулировании.

Федеральный закон об энер госбережения и энергоэф- Расчётное задание 14 2 4 фективности.

Этапы проектирования и со ставления проектной доку Тест на знание раздела 6 2 2 ментации осветительных ус тановок.

Сертификация светотехниче Тест на знание раздела 10 2 4 ских изделий.

Зачёт 4 2 2 Экзамен 6 2 2 Итого: 108 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия №1. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений».

№2. Международные организации по метрологии и стандартизации.

№3. Российские организации по метрологии и стандартизации.

№4. Государственные эталоны.

№5. Закон РФ «О техническом регулировании».

№6. Федеральный закон «Об энергосбережении и энергоэффективности».

№7. Этапы проектирования и составления проектной документации осветительных установок.

№8. Сертификация светотехнических изделий.

№9. ГОСТ 6925 (МЭК 81) “Люминесцентные лампы трубчатые для общего освещения”.

ГОСТ 16809 “Аппараты пускорегулирующие для разрядных ламп”.

№10. ГОСТ 23198 “Лампы электрические. Методы измерения спектральных и цветовых характеристик”, ГОСТ 17677 “Светильники. Общие ТУ”, ГОСТ Р МЭК 60598-1 “Све - 49 тильники. Ч. 1. Общие требования и методы испытаний”.

№11. ГОСТ 6047 “Прожекторы общего назначения. Общие ТУ”. Публикация МЭК 598 “Приборы свето вые”.

№12,13. Сертификация. Система сертификации ГОСТ Р “Порядок проведения работ по сертификации продукции в системе сертификации оборудования на соответствие безопас ности”. Перечень аккредитованных и уполномоченных органов по сертификации, пере чень аккредитованных испытательных лабораторий.

№14,15. Светотехнические изделия и стандарты, по которым проводится сертификация.

Требования к органу по сертификации и испытательной лаборатории, порядок их аккре дитации. Лицензия на право применения знака соответствия.

№16. Сертификат качества ИСО – 9000.

4.3 Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания №1. Анализ и сопоставление нормативно-технической документации в области светильников (варианты:

уличное освещение;

встраиваемые светильники, наружное освещение;

для плавательных бассейнов;

для освещения сцен, телевизионных, кино- и фото студий и т.д.).

№2. Анализ и сравнение российских, московских, европейских норм и отраслевых строительных норм в области освещения.

№3. Требования, предъявляемые к тепловым и разрядным источникам излучения, по государственным, межгосударственным и международным стандартам и другим законодательным документам.

№4. Анализ и сопоставление нормативно-технической документации в области прожекторов.

№5. Анализ и сравнение электромагнитных и электронных пускорегулирующих аппаратов.

Выбор метода и способа измерения различных величин и характеристик осуществляет ся после анализа рекомендаций, стандартов и норм в заданной преподавателем области, прежде всего, по теме учебно-научно-исследовательской работы студента.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных приме ров и задач, деловых игр и т.п.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление рас чётного задания и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к экзамену и зачёту.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольная работа, уст ный опрос, презентация расчётного задания.

Аттестация по дисциплине – зачёт и экзамен (2 семестр).

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по ито гам экзамена. Оценка за зачёт является среднеарифметическим баллов за контрольную работу и расчётное задание.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

- 50 1. Основы оптической радиометрии. / Под редакцией А.Ф. Котюка: Учебное пособие для вузов. – М.: Физматлит, 2003.

2. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии: Учебник для ву зов. – М.: Аудит. Юнити, 1998.

3. Электротехническая энциклопедия. Том 2 (от К до С), Академия электротехнических наук. – М.: МЭИ, 2008.

4. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: ЗНАК, 2007.

б) дополнительная литература:

Законы и постановления РФ;

российские, московские и международные нормы;

нацио нальные, межгосударственные и международные стандарты, технические регламенты в светотехнике, квантовой и оптической электронике.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.svetotekhnika.com;

www.cie.co.at.;

www.gost.ru;

www.vniinmash.ru б) другие:

наборы слайдов по метрологии, стандартизации и сертификации.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной муль тимедийными средствами для практических занятий или использование кафедрального компьютерного класса.

Программа дисциплины «Метрология и стандартизация в светотехнике» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки «Электроника и наноэлектроника» (магистерская программа «Теоретическая и прикладная светотехника»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Снетков В.Ю.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники д.т.н., профессор Григорье в А.А.

- 51 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ».

Цикл: профессиональный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплина по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 3 семестр – Лекции Практические занятия 36 часов 3 семестр Лабораторные работы - Расчетные задания, рефераты 20 часов самостоят. работы 3 семестр Объем самостоятельной работы по 108 часов учебному плану Экзамены 3 семестр Курсовые проекты (работы) Москва - - 52 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение современных проблем электроники и наноэлектроники.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных (прежде всего физики) и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (прежде всего по электронике и наноэлектронике) (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с возможностями современной нанотехнологии, новыми светоизлу чающими устройствами, свойствами метаматериалов с отрицательным показателем преломления, достижениями в области высокотемпературной сверхпроводимости и др.;

научить применять на практике современные светотехнические и электродинамические програм мы типа TracePro, SimuLAMP, DIALux, Light in Night, HFSS и др.;

научить использовать в повседневной деятельности современные теоретические и эксперимен тальные исследования.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 образовательной программы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Физические основы электроники», «Основы светотехники», «Физиологическая оптика» и «Осветительные установки».

Обучающиеся должны знать принципы генерации оптического излучения, физиче ские процессы, происходящие в них, а также основные положения физики, электроники и светотехники.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации, а также других дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и при кладная светотехника».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

- 53 Знать:

источники научно-технической информации по принципам и физическим основам оптического излучения (ПК-7);

некоторые принципы планирования и методы автоматизации эксперимента (ПК-18);

тенденции и перспективы развития электроники и наноэлектроники, а также смежных областей науки и техники;

принципы построения локальных и глобальных компьютерных сетей, основы Интернет технологии, типовые процедуры применения проблемно-ориентированных прикладных программных средств в дисциплинах профессионального цикла и в профессиональной сфере деятельности;

передовой отечественный и зарубежный научный опыт в профессиональной сфере деятельности;

методы расчета, проектирования, конструирования и модернизации электронной компонентной базы с использованием систем автоматизированного проектирования и компьютерных средств.

Уметь:

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

предлагать новые области научных исследовании и разработок, новые методологические подходы к решению задач в профессиональной сфере деятельности;

использовать современные информационные и компьютерные технологии, средства коммуникации, способствующие повышению эффективности научной и образовательной сфер деятельности;

разрабатывать физические и математические модели приборов и устройств электроники и наноэлектро ники, разрабатывать технологические маршруты их изготовления.

Владеть:

теоретическими и экспериментальными методами и средствами решения сформулированных за дач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных;

современными программными средствами (САD) моделирования, оптимального проектирования и конструирования приборов, схем и устройств электроники и наноэлектроники различного функцио нального назначения;

методами математического моделирования приборов и технологических процессов с целью оптими зации их параметров.

4.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Формы текущего контроля Всего часов на раздел Семестр включая самостоятель- успеваемости № ную работу студентов (по неделям семестра) п/п Раздел дисциплины и трудоемкость Форма промежуточной ат (в часах) тестации - 54 Лаб (по семестрам) Лк Пр Сам 1 2 3 4 5 6 7 8 Молекулярно-лучевая эпитак Тест на знание определе сия, особенности нанотехно- 6 3 - 2 ний и понятий.

логии.

Светоизлучающие разряды. Тест на знание раздела или 14 3 - 2 реферат.

Светоизлучающие полупро- Тест на знание 36 3 - 8 водниковые диоды. раздела или реферат.

Органические светодиоды Тест на знание 16 4 раздела или реферат.

Светодиоды и лазеры на ос нове наноразмерных электро Тест на знание определе динамических систем с кван- 16 3 - 4 ний и понятий.

товыми «ямами», «нитями» и «точками».

Тест на знание раздела или реферат.

Жидкокристаллические 10 3 - 2 структуры и их применение.

Особенности светотехниче- Тест на знание 22 3 - 4 ских программ. раздела или реферат.

Сверхпроводимость.

Проблема высокотемпе Тест на знание ратурной сверхпрово- 10 3 - 4 раздела или реферат.

димости.

Метаматериалы с отрица Тест на знание тельным показателем пре- 10 3 - 2 раздела или реферат.

ломления.

Зачёт 4 3 4 Итого: 144 - 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия 3 семестр №1,2. Молекулярно-лучевая эпитаксия, особенности нанотехнологии.

№3,4. Светоизлучающие разряды, высокочастотные Е- и Н-разряды;

безэлектродные источники света и методы их расчетов.

№5,6. Светоизлучающие полупроводниковые диоды и структуры, обеспечивающие требуемую цветность свечения, оптические системы с полимерными линзами.

№7,8. Органические светодиоды, особенности пластиковой электроники.

№9,10. Светодиоды и лазеры на основе наноразмерных электродинамических систем с фотонными кристаллами, квантовыми «ямами», «нитями» и «точками».

№11,12. Жидкокристаллические структуры и их применение.

№13,14. Особенности светотехнических программ типа TracePro, ZEMAX, SimuLAMP, DIALux, Light in Night и др.

№15,16. Сверхпроводимость. Туннельный эффект в сверхпроводниках. Проблема высокотемпературной сверхпроводимости.

№17,18. Свойства метаматериалов с отрицательным показателем преломления и пробле - 55 мы их получения в оптическом диапазоне.

4.3 Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания Расчётные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных приме ров и задач, деловых игр и т.п.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, оформление реферата, подготовку его пре зентации к защите, а также подготовку к зачёту.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, реферат и его презентация.

Аттестация по дисциплине – зачёт (3 семестр).

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по ито гам зачёта.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: ЗНАК, 2006.

2. Щука А.А. Наноэлектроника / М.: Физматкнига. 2007.- 464 с.

3. Шуберт Ф. Светодиоды. Пер. под ред. Юновича А.Э./ М.: Физматлит. 2008.- 496 с.

4. Гутцайт Э.М. Безэлектродные источники света, использующие электромагнитную энергию высоких и сверхвысоких частот (обзор)// Радиотехника и электроника.- 2003, Т. 48, № 1.- С.5-38.

5. Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника / М.: Высшая школа. 2001.-573 с.

6. Близнюк В.В., Гвоздев С.М. Квантовые источники излучения / М.:«Вигма»,2006.-400 с.

б) дополнительная литература:

1. Прикладная электролюминесценция / Под ред. М.В. Фока. М.: Советское радио.1974.-414 с.

2. Гутцайт Э.М. Техника и приборы сверхвысоких частот / М.: Радио и связь, 1994.–225с.

3. Силин Р.А. Необычные законы преломления и отражения / М.: ФАЗИС, 1999.- 80 с.

4. Георгобиани А.Н. Электролюминесценция полупроводников и полупроводниковых структур // СОЖ.2000.Т.6, № 3. С.105-111.

5. Кляйн М., Хойзер К. Освещение органическими светодиодами – свет, где его никогда ещё не было // Светотехника, 2009, №3, С.15-23.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

- 56 www.svetotekhnika.com;

www.GELighting.com;

www.OSRAM.com;

www.PHILIPS.com;

www.xlight.ru;

www.optel.ru.

б) другие:

презентации представителей ведущих фирм изготовителей электронных световых прибо ров и наноэлектронных устройств.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной муль тимедийными средствами для практических занятий или использование кафедрального компьютерного класса.

Программа дисциплины «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» со ставлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направле нию подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» (магистерская программа «Теоретическая и при кладная светотехника»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., профессор Гутцайт Э.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники д.т.н., профессор Григорьев А.А.

- 57 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ»

Цикл: профессиональный Часть цикла: Базовая часть № дисциплины по учебному ИРЭ М2. плану:

Часов (всего) по учебному пла ну:

Трудоемкость в зачетных еди (всего) 4 1 семестр – ницах:

Лекции Практические занятия 18 часов 1 семестр Лабораторные работы 36 часов 1 семестр Расчетные задания, рефераты 18 часов самостоят. работы 1 семестр Объем самостоятельной работы 90 часа по учебному плану Экзамены Курсовые проекты (работы) Москва - - 58 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение модельно-ориентированного программирования, визуализации ре зультатов расчета и представления их в виде отчета В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных (прежде всего физики, фотометрии, теории светового поля и учения о цвете) и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (прежде всего по моделированию световых полей) (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с методами решения, визуализации и анализа результатов различных задач светотехники и фотометрии;

познакомить с модельно-ориентированным программированием на примерах решения светотех нических задач;

научить применять на практике модельно-ориентированное программирование для конструирова ния и анализа осветительных установок;

научить использовать теоретические исследования и современное программное обеспечение по расчету световых полей.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 образовательной программы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров направления 210100 «Электроника и на ноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Основы светотехни ки», «Физиологическая оптика» и «Основы информатики».

Обучающиеся должны знать характеристики методы расчета световых полей при наличии отражения и пропускания, основные теоретические положения теории цвета, основы информатики.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссерта ции, а так же других дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная свето техника» и, прежде всего «Установки архитектурного освещения и световой рекламы» и «Естественное и искусственное освещение».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

Знать:

способностью понимать основные проблемы моделирования объектов светотехники, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

- 59 основные источники научно-технической информации по моделированию световых полей и визуализации трехмерных сцен (ПК-7);

основные уравнения фотометрии и светотехники и методы их решения;

языки и методику модельно-ориентированного проектирования световых полей;

Уметь:

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспе чивать программную реализацию эффективных алгоритмов моделирования освети тельных установок и световых полей на компьютере (ПК-17);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по моделированию световых полей на компьютере, использовать достижения отечественной и зару бежной науки, техники и технологии;

применять на практике основные системы модельно-ориентированного программирования;

Владеть:

теоретическими и средствами решения сформулированных задач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);

основными приёмами визуализации результатов моделирования осветительных установок;

математическими методами расчётов световых полей в теории глобального освещения;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

Формы текущего контроля Виды учебной работы, вклю Всего часов на раздел Семестр успеваемости (по неделям чая самостоятельную работу № Раздел дисциплины семестра) студентов и трудоемкость (в п/п Форма промежуточной ат часах) тестации (по семестрам) Лк Пр Лаб Сам 1 2 3 4 5 6 7 8 Операционная среда Расчётное задание 12 1 - 2 2 MATLAB и SIMULINK.

Непрерывные и дискретные Расчётное задание 22 1 - 2 8 модели.

Расчётное задание 3 Simulink 3D Animation. 12 1 - 2 2 Отладка программ в Matlab. Расчётное задание 4 22 1 - 2 8 Расчётное задание 5 Symbolic Toolbox. 14 1 - 2 2 Расчётное задание 6 Image Processing Toolbox. 22 1 - 4 6 Разработка S-функций. Расчётное задание 7 16 1 - 2 2 Параллельные вычисления Расчётное задание 8 16 1 - 2 4 Зачет 17 8 1 - 2 Итого:

19 144 - 18 36 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1 семестр Лекции учебным планом не предусмотрены 4.2.2. Практические занятия 1 семестр - 60 №1. Операционная среда MATLAB и SIMULINK. Создание простейших моделей в SIMULINK.

№2. Непрерывные и дискретные модели. Маскирование подсистем. Создание собственных блоков.

№3. Моделирование трехмерных сцен в Simulink 3D Animation.

№4. Отладка программ в Matlab. Эффективность программ. Профайлер. Графический интерфейс пользо вателя GUI.

№5. Symbolic Toolbox.

№6. Image Processing Toolbox.

№7. Разработка S-функций. Отладка S-функций.

№8. Распараллеливание циклов - parfor. Параллельные вычисления на графических процессорах видео карты nVIDIA.

№9. Зачет.

4.3 Лабораторные работы 1 семестр №1. Разработка простейших моделей в SIMULINK.

№2. Маскирование подсистем.

№3. Отладка сложных моделей.

№4. Создание собственных блоков.

№5. Создание и верификация сложных моделей.

№6. Моделирование трехмерных сцен в Simulink 3D Animation.

№7. Разработка скриптов и процедур в MATLAB.

№8. Отладка программ в Matlab. Профайлер. Графический интерфейс пользователя GUI.

№9. Повышение эффективности программ.

№10. Разработка графического интерфейса пользователя.

№11. Symbolic Toolbox.

№12. Обработка изображения с использованием Image Processing Toolbox.

№13. Повышение четкости и размытие изображения.

№14. Геометрические преобразования: поворот, масштабирование, кадрирование изображения.

№15. Разработка S-функций.

№16. Распараллеливание циклов - parfor.

№17. Параллельные вычисления на графических процессорах видеокарты nVIDIA.

№18. Зачет.

4.4. Расчетные задания 1 семестр После каждой лекции выдается домашнее задание из 8-12 задач со сдачей решений в день сле дующей лекции. В работе создаются полноценные модели в системе SIMLINK. Темы работ осно ваны на разделах оптики, фотометрии, теории светового поля и обработке изображений.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия проводятся в виде консультации по теории, обсуждения докладов студентов и решения практических задач на компьютере.

Самостоятельная работа включает подготовку решений задач по предыдущему практическому за нятию. Каждая задача оценивается некоторым количеством очков, которые формируют рейтинг студента. В соответствии с набранным рейтингом студент получает зачет.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для дифференциации и стимулирования студентов в рамках преподавания дисциплины действует следующая система: каждое задание (практическое, лабораторное, расчетное и курсовая работа) имеет базо вый вариант (0 очков) и варианты повышенной сложности нескольких уровней по 10, 20 и 40 очков. После каждого практического занятия студенты получают задание из некоторого количества задач, каждая из ко торых так же оценивается некоторым количеством очков (5, 10, 20). Полученные после выполнения каждого задания очки суммируются, образуя рейтинг студента по данной дисциплине. Каждое обязательное задание:

защита лабораторной работы, выполнение и защита расчетных заданий, зачет имеют свою цену в очках, об разуя в начале семестра отрицательный баланс очков. Зачет естественно получает студент, имеющий неот рицательный баланс по всем обязательным видам занятий. Оценка за зачет определяется количеством на - 61 бранных очков после расчета по всем заданиям. Студент, у которого после получения зачета остались очки, в зависимости от суммы которых он может быть освобожден от одного, двух вопросов билета или может быть засчитан экзамен с оценкой отлично. Соответственно существует некоторая сумма очков, после набора которой студент досрочно сдает экзамен.

Представляется, что указанная система индивидуальной работы со студентами не только стимулирует интерес к выполнению заданий, но и более равномерно распределяет нагрузку по семестру, позволяя избе жать не нужной перегрузки в конце семестра.

Аттестация по дисциплине – зачёт (1 семестр).

Оценка за зачёт является среднеарифметическим баллов за контрольную работу и расчётное задание.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Поршнев С.В. Matlab 7. Основы работы и программирования. М.: Бином-Пресс, 2009.

2. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК.

Мю: Корона-Век, 2008.

3. Герман-Галкин С.Г. Силовая электроника. Лабораторные работы на ПК. М.: КОРОНА принт, 2007.

4. Герман-Галкин С.Г., Кардонов Г.А. Электрические машины. Лабораторные работы на ПК. М.: КОРОНА принт, 2010.

5. Мещеряков В.В. Задачи по математике с Matlab & Simulink. М.: Диалог-МИФИ, 2007.

б) дополнительная литература:

1. De Vries P.L., Hasbun J.E. A first course in computational physics. – John and Barlett Publisher, 2011.

2. Karris S. Introduction to Simulink with Engineering Applications. - Orchard Publication, 2008.

7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет ресурсы:

http://www.mathworks.com/ б) другие:

Набор действующих примеров моделей различного назначения. Примеры успешных студенческих моделей прошлых лет.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной муль тимедийными средствами для практических занятий или использование кафедрального компьютерного класса.

Программа дисциплины «Компьютерные технологии в научных исследованиях» составлена в соот ветствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» (магистерская программа «Теоретическая и прикладная светотех ника»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

д.т.н., профессор Будак В.П.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой светотехники д.т.н., профессор Григорьев А.А.

- 62 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ».

Цикл: Профессиональный Часть цикла: Базовая часть № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: (всего) 2 семестр – Лекции Практические занятия 36 часов 2 семестр Лабораторные работы Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной работы по 108 часов учебному плану Экзамены Курсовые проекты (работы) Москва - - 63 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение современной компонентной базы, микроконтроллеров, стандартов передачи информации и управления;

изучение средств программирования микроконтроллеров и языка про граммирования, интегрирование микроконтроллеров в цифровые оптико-электронные приборы и системы.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных (прежде всего физики, математики и электротехники) и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с современной компонентной базой микроконтроллеров;

научить использовать средства программирования микроконтроллеров;

научить применять на практике полученные знания для построения современных цифровых при боров и систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 образовательной программы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Информатика» и «Схемотехника».

Обучающиеся должны знать методы расчета узлов электронной схемы, основные методы программи рования.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации обучении в аспирантуре по специальностям «Светотехника» и «Оптико-электронные приборы и комплексы».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

Знать:

- 64 современную компонентную базук микроконтроллеров;

принципы и методы автоматизации эксперимента (ПК-18);

средства и методы програмирования микроконтроллеров;

Уметь:

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии;

Владеть:

теоретическими и экспериментальными методами и средствами решения сформулированных за дач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);

основными приёмами обработки и представления информации;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

Виды учебной работы, Формы текущего кон Всего часов на включая самостоятель троля успеваемости Семестр ную работу студентов раздел № (по неделям семестра) и трудоемкость Раздел дисциплины п/п Форма промежуточной (в часах) аттестации Лаб (по семестрам) Лк Пр Сам.

.

1 2 3 4 5 6 7 8 История развития микропро- Тест на знание определе 12 2 4 цессорной техники. ний и понятий Применение микроконтрол леров в цифровых оптико- Тест на знание раздела 16 2 0 4 электронных системах.

Средства и языки програми Тест на знание раздела 16 2 4 рования микроконтроллеров.

Архитектура микроконторо Тест на знание раздела.

14 2 4 леров.

Переферийные устройства Контрольная работа микроконтроллеров на базе 24 2 6 AVR микроконтроллеров фирмы Atmel.

- 65 Протоколы передачи инфор Тест на знание раздела 16 2 4 мации.

Передача информации в Тест на знание и опреде цифровой оптико- 22 2 4 ление понятий электронной системе.

Синхронизация оптико электронной системы и пер- Тест на знание раздела 14 2 2 сонального компьютера.

Зачёт 10 2 4 Итого: 144 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия №1. История развития микропроцессорной техники.

№2. Применение микроконтроллеров в цифровых оптико-электронных системах.

№3. Программные средства для программирования AVR микроконтроллеров фирмы Atmel. Язык програм мирования GNU C.

№4. Архитектура ядра микроконтроллера на базе AVR микроконтроллеров.

№5. Прерывания AVR микроконтроллеров, обработка прерываний. Работа с регистрами общего назначения.

№6. Работа 8-битного таймера счётчика в AVR микроконтроллере. Программирование 8-битного таймера счётчика.

№7,8. Работа 16-битного таймера счётчика в AVR микроконтроллере в режиме с широтно-импульсной мо дуляцией (ШИМ). Построение управляемых источников питания.


№9,10. Цифровые интерфейсы передачи данных в AVR микроконтроллерах. Обмен данными по интерфей сам SPI и I2S №11. Интерфейс передачи данных UART в AVR микроконтроллерах.

№12. Передача данных по UART. Программирование UART.

№13. Работа и компаратора и АЦП в AVR микроконтроллере. Программирование компа ратора и АЦП.

№14. Организация цифровых оптико-электронных устройств в сеть. Методы и подходы.

№15. Существующие стандарты протоколов передачи данных в цифровых системах.

№16. Сопряжение цифровой оптико-электронной системы с компьютером. Работа с тул сбоксом Sireal в MathLab.

4.3 Лабораторные работы Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания Расчётные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

- 66 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных приме ро, задач, и т.п.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление рас чётного задания и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к зачёту.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольная работа, уст ный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачёт (2 семестр).

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по ито гам зачета. Оценка за зачёт является среднеарифметическим баллов за тестовые задания и ответы на вопро сы на зачете.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Основы радиоэлектроники. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 512с.

2. Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс./ пер. с анг. – М. Издательский дом «Додека-XXI», 2006. 272с.

3. Програмирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. / Сост. Ю.А. Шпак – К. «МК-Пресс», 2006.-400с.

4. А.А. Лапин Интерфейсы. Выбор и реализация. – М. Техносфера, 2005 – 168с.

б) дополнительная литература:

Спецификация микроконтроллеров AVR. Спецификация языка программирования GNU C.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.atmel.com;

www.atmel.ru;

www.gnu.org.

б) другие:

наборы слайдов по принципам работы микропроцессоров.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной муль тимедийными средствами для практических занятий или использование кафедрального компьютерного класса.

Программа дисциплины «Проектирование и технологии электронной компонентной базы» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подго товки 210100 «Электроника и наноэлектроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Ассистент Дюков М.С..

- 67 "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники д.т.н., профессор Григорье в А.А.

- 68 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) _ Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ПРИБОРЫ И УСТАНОВКИ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ».

Цикл: профессиональный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплина по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М2. Часов (всего) по учебному плану: 1 семестр Трудоемкость в зачетных единицах: (всего) 3 1 семестр – Лекции 18 часов 1 семестр Практические занятия 54 часа 1 семестр Лабораторные работы - Расчетные задания, рефераты 18 часов самостоят. работы 1 семестр Объем самостоятельной работы по 36 часов учебному плану Экзамены 1 семестр Курсовые проекты (работы) Москва – - 69 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение теоретических основ комплексного, системного подхода в разработке принципов нормирования, методов расчёта и проектирования эффективных и экономичных осветительных установок.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения смежных, прикладных дисциплин программы (прежде всего дисциплин строительной физики, климатологии, электроники и др.) (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (прежде всего по использованию нетрадиционных источников энергии в ОУ) (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований с применением современных средств и методов (ПК-19).

способностью выполнять комплексный анализ количественных и качественных показателей установок наружного освещения улиц городов и других населённых мест;

способностью использовать математические методы для системного анализа, устанавливающего взаимосвязь и взаимовлияние между показателями и параметрами установок наружного искусственного освещения улиц городов и других населённых пунктов;

способностью понимать причины и направления развития принципов нормирования параметров установок наружного освещения улиц городов и других населённых пунктов;

Задачами дисциплины являются:

Познакомить обучающихся с перспективами развития нормативной базы в области наружного освещения улиц городов, с принципами разработки норм на параметры осветительных установок, методами расчёта параметров и проектирования установок наружного освещения улиц городов.

научить применять на практике комбинированные системы естественного и искусственного осве щения;

дать основные положения о методах анализа взаимосвязи количественных и качественных пока зателей установок наружного освещения улиц городов в целях повышения их эффективности и экономичности;

Научить выполнять количественные оценки совокупности параметров УНО и принимать опти мальные технико-экономические решения, обосновывать их.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО - 70 Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 образовательной про граммы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров направления 210100 «Электро ника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Основы светотехни ки» ч.1, «Физиологическая оптика» и «Осветительные установки», «Световые приборы»

Обучающиеся должны знать, основные теоретические и эмпирические положения физиологии зре ния, основные законы теоретической фотометрии, источники света, световые приборы, принципы нормиро вания параметров и проектирование ОУ.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации, а так же других дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и при кладная светотехника.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по использованию последних достижений науки и техники в целях повышения эффективности и экономичности ОУ различного назначения (ПК-7);

некоторые принципы планирования и методы автоматизации эксперимента (ПК-18);

основные положения расчёта, проектирования, выполнения монтажных работ и эксплуатации ОУ различного назначения;

закономерности взаимосвязи и взаимовлияния принципов нормирования параметров ОУ, характе ристик световых приборов, эффективности и экономичности ОУ.

Уметь:

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по расчёту и проектированию осветительных установок различного функционального назначения, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в области светотехники и других смежных дисциплин;

применять на практике теоретические достижения смежных дисциплин;

Владеть:

теоретическими и экспериментальными методами и средствами решения сформулированных за дач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);


основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных;

- 71 математическими методами расчётов параметров осветительных установок различного функцио нального назначения.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Формы текущего кон Всего часов на включая самостоятель троля успеваемости Семестр ную работу студентов раздел № (по неделям семестра) и трудоемкость Раздел дисциплины п/п Форма промежуточной (в часах) аттестации Лаб (по семестрам) Лк Пр Сам.

.

1 2 3 4 5 6 7 8 Общие принципы нормирова ния и взаимосвязь норм на Тест на знание определе параметры УНО с техниче- 1 3 8 - ний и понятий ским уровнем развития тех ники освещения. Взаимосвязь количественных Тест: расчёты количест и качественных показателей венных и качественных 1 4 10 - УНО. показателей УНО Параметры световых прибо- Тест: расчёт характери ров наружного освещения стик световых приборов 1 4 10 - улиц наружного освещения улиц, их анализ.

Типовой расчёт Оценка эффективности и эко 1 4 10 номичности УНО Тест: расчёты регламен Основы нормирования пара тируемых значений па метров освещения авто- 1 3 12 раметров освещения транспортных тоннелей тоннелей Экзамен 5 1 2 Зачёт 5 1 2 Итого: 108 18 54 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Перспективы развития принципов нормирования и расчёта параметров наружного освещения улиц городов.

1.1. Общие принципы нормирования и взаимосвязь норм на параметры УНО с техническим уровнем разви тия техники освещения.

1.2. Взаимосвязь количественных и качественных показателей УНО 1.3. Перспективы развития количественных и качественных показателей УНО 2. Перспективы развития методов расчёта параметров наружного освещения улиц городов.

2.1. Методы комплексного расчёта количественных и качественных параметров УНО.

2.2. Взаимосвязь количественных и качественных показателей с характеристиками световых приборов.

2.3. Методы расчёта показателей освещения автотранспортных тоннелей 3. Перспективы развития средств наружного освещения улиц городов.

3.1. Совокупность характеристик световых приборов наружного освещения, характеризующих их техниче ский уровень.

- 72 3.2. Перспективы использования в УНО светильников на светодиодах.

3.3. Комплексная оценка эффективности и экономичности УНО.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр №1.2. Принципы нормирования параметров УНО. Ранжирование значений количествен ных показателей УНО №3,4. Количественная оценка слепящего действия УНО категории «А».

№5,6.Количественная оценка слепящего действия УНО категории «Б».

№7,8.Количественная оценка слепящего действия УНО категории «В».

№9,10. Количественная оценка влияния на зрительную работоспособность неравномерно го распределения яркости по дорожному покрытию для улиц категории «А».

№11,12.Количественная оценка влияния на зрительную работоспособность неравномер ного распределения яркости по дорожному покрытию для улиц категории «Б».

№13,14.Количественная оценка влияния на зрительную работоспособность неравномер ного распределения яркости по дорожному покрытию для улиц категории «В».

№15,16. Количественная оценка влияния на зрительную работоспособность неравномер ного распределения яркости по полю зрения.

№17,18. Взаимосвязь количественных и качественных показателей УНО.

№19,20. Расчёт образцовых кривых распределения сил света светильников для освещения улиц категории «А».

№21,22. Расчёт образцовых кривых распределения сил света светильников для освещения улиц категории «Б».

№23,24.Расчёт образцовых кривых распределения сил света светильников для освещения улиц категории «В».

№25. Оценка эффективности и экономичности УНО.

4.3 Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания 1 семестр №1 Выполнить расчёт распределения яркости по дорожному покрытию для улиц категории «А»

(то же, но для улиц категории «Б» и «В»).

№2 Выполнить расчёт распределения яркости (горизонтальной освещённости) для больших от крытых пространств города №3 Выполнить расчёт распределения яркости по дорожному покрытию для улиц категории «А» и провести оценку неравномерного распределения яркости по проезжей части дорожного полотна.

№4 Выполнить расчёт нормируемых значений уровней средних яркостей для различных зон авто транспортного тон.

№5 Выполнить расчёт распределения яркости зон автотранспортного тоннеля для системы осве щения «встречный луч».

№6 Выполнить расчёт распределения яркости зон автотранспортного тоннеля для «симметрич ной» системы освещения.

№7 Выполнить расчёт образцового распределения сил света светильника наружного освещения улиц категории «А» (то же, но для улиц категории «Б» и «В»).

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

- 73 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных приме ров и задач, деловых игр и т.п.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление рас чётного задания и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к экзамену и зачёту.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация расчётного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен (1 семестр), зачёт (1 семестр).

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по ито гам экзамена. Оценка за зачёт является среднеарифметическим баллов за тестовые задания и расчётное за дание..

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники. Ч.2. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: ЗНАК, 3.. Пособие по расчету и проектированию естественного, искусственного и совмещенного освеще ния (к СНиП II-4-79). Глава 10 «Наружное освещение городов, поселков и сельских населенных пунктов». Стройиздат 1985.

4. Луизов А.В. Глаз и цвет. - Л. Энергоиздат, 1983.

5. Карачёв В.М. Установки наружного освещения улиц городов. Уч. Пособие. Изд.дом МЭИ 2007 г..

б) дополнительная литература:

1. Методические указания к типовому расчету по курсу основы светотехники «Фотомет рические расчеты». Елисеев Н.П., Снетков В.Ю. / под ред. А.Б.Матвеева. М.: МЭИ, 1987.

36 с.

2. Лабораторные работы по курсу «Фотометрия», Световые измерения, МЭИ, 2008.

3. Лабораторные работы по курсу «Фотометрия», Колориметрия, МЭИ, 1995.

7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет ресурсы: www.svetotekhnika.com;

………….

б) другие: слайды с примерами выполнения расчетных заданий.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной муль тимедийными средствами для практических занятий или использование кафедрального компьютерного класса.

- 74 Программа дисциплины «Приборы и установки наружного освещения» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки «Электроника и наноэлектроника» (магистерская программа «Теоретическая и прикладная светотехника»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Карачёв В.М.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники д.т.н., профессор Григорьев А.А.

- 75 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»

Цикл: профессиональный Вариативная часть, Часть цикла:

дисциплина по выбору № дисциплины по учебному плану: ИРЭ М2. Часов (всего) по учебному плану: 1 семестр – Трудоемкость в зачетных единицах: (всего) 2 семестр – Лекции 18 часов 1 семестр 1 семестр - 36 часов Практические занятия 72 часа 2 семестр - 36 часов Лабораторные работы 18 часов 1 семестр Расчетные задания, рефераты 18 часов самост. работы 2 семестр Объем самостоятельной работы по 72 часа учебному плану 1, 2 семестры Экзамены Курсовые проекты (работы) Москва - - 76 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов моделирования на компьютере осветительных установок на основе уравнения глобального освещения, методов его решения, алгоритмов представления и визуализа ции трехмерных сцен освещения В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

способностью использовать результаты освоения фундаментальных (прежде всего физики, фотометрии, теории светового поля и учения о цвете) и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных с основной сферой деятельности (ПК-4);

способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (прежде всего по моделированию световых полей в трехмерных сценах) (ПК-7);

способностью разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-17);

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с методами расчета, визуализации и анализа многократных переотра жений в трехмерных сценах освещения;

познакомить с методами представления, хранения и отображения трехмерных объектов и сцен из них;

научить применять на практике программы моделирования на компьютере осветительных устано вок;

научить использовать теоретические исследования и современное программное обеспечение по расчету световых полей с учетом многократных отражений.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 образовательной про граммы «Теоретическая и прикладная светотехника» подготовки магистров направления 210100 «Электро ника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", «Основы светотехни ки», «Физиологическая оптика» и «Основы информатики».

Обучающиеся должны знать характеристики методы расчета световых полей при наличии отражения и пропускания, основные теоретические положения теории цвета, основы информатики.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссерта ции, а так же других дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная свето техника» и, прежде всего «Установки архитектурного освещения и световой рекламы» и «Естественное и искусственное освещение».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следую щие результаты образования:

Знать:

способностью понимать основные проблемы в компьютерной графике, выбирать ме тоды и средства их решения (ПК-3);

- 77 основные источники научно-технической информации по моделированию световых полей и визуализации трехмерных сцен (ПК-7);

основные уравнения теории глобального освещения и методы их решения;

языки и алгоритмы представления и визуализации объектов трехмерных сцен освещения;

Уметь:

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7);

разрабатывать с использованием современных языков программирования и обеспе чивать программную реализацию эффективных алгоритмов моделирования освети тельных установок и световых полей на компьютере (ПК-17);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по моделированию световых полей на компьютере, использовать достижения отечественной и зару бежной науки, техники и технологии;

применять на практике основные прикладные программы моделирования осветительных устано вок;

Владеть:

теоретическими и средствами решения сформулированных задач (ПК-16);

средствами программирования и реализации эффективных алгоритмов решения сформулирован ных задач (ПК-17);

основными приёмами представления и визуализации трехмерных сцен освещения;

математическими методами расчётов световых полей с учетом многократных переотражений и пропусканий;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.

Формы текущего контроля Виды учебной работы, вклю Всего часов на раздел Семестр успеваемости (по неделям чая самостоятельную работу № Раздел дисциплины семестра) студентов и трудоемкость (в п/п Форма промежуточной ат часах) тестации (по семестрам) Лк Пр Лаб Сам 1 2 3 4 5 6 7 8 Структура изображения на Расчётное задание 1 2 4 0 экране Растровая и векторная гра Расчётное задание 1 2 4 2 фика Глобальное освещение Расчётное задание 3 16 1 4 8 0 Метод радиосити Расчётное задание 4 22 1 2 6 6 Трассировка лучей Расчётное задание 5 14 1 4 6 2 Создание и редактирование Расчётное задание 1 2 4 6 трехмерных сцен Кривые и поверхности в Расчётное задание 1 2 2 2 пространстве Графические средства сис Расчётное задание 2 0 4 темы Matlab Преобразование растра Расчётное задание 9 8 2 0 4 Поверхности в Matlab Расчётное задание 10 8 2 0 4 Форматы графических фай Расчётное задание 2 0 4 лов Преобразования трехмерно Расчётное задание 2 0 4 го пространства Глобальное освещение Расчётное задание 13 8 2 0 4 - 78 Метод радиосити Расчётное задание 14 10 2 0 4 Трассировка лучей Расчётное задание 15 10 2 0 4 Преобразование цветных Расчётное задание 2 0 2 изображений Зачет 17 4 1,2 0 Экзамен 18 4 1,2 0 Итого:

19 180 18 72 18 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1 семестр 1. Структура изображения на экране Архитектура современного компьютера. Представление информации. Бит, байт, слово. Представление чисел. Текст. Оперативная память, адрес. Процессор, прерывания, слово состояние процессора.

Представление изображения на экране ЭВМ и функциональная схема видеоадаптера: пиксель, видеокон троллер видеопамять, видеорежимы. Интерфейс ROM BIOS. Организация видеопамяти. Координаты пикселя в графическом режиме. Внутреннее представление и цвет пикселя на экране, -кривая. Глубина цвета и разрешающая способность изображения. Требования физиологической оптики к реалистическо му изображению.

2. Растровая и векторная графика Печатные устройства. Полутоновые изображения. Цифровое растрирование, муар. Воспроизведение цве та при печати Основные цветовые системы: RGB, HSB, CMYK. Векторное и растровое представление изображений. Преобразование цифровых изображений. Моделирование трехмерных объектов: трехмер ные сцены, виртуальное пространство, вершина, ребро, грань. Сеточные объекты. Визуализация изобра жений трехмерных сцен. Анимация и мультимедиа.

Применение цифровых компьютерных изображений. Требования к аппаратному обеспечению персо нального компьютера. Ввод графических изображений: сканер, видеобластер, цифровые фотоаппараты, коллекции цифро-вых изображений. Авторское право. Калибровка графической системы.

3. Глобальное освещение Фотореалистическое изображение. Визуализация изображения трехмерной сцены – воссоздание на ком пьютере пространственно-углового распределения яркости. Локальное и глобальное освещение. Идеаль ная оптическая система. Фотометрические свойства поверхности. Теория глобального освещения (ГО).

Интегральное уравнение ГО. Решение уравнения ГО методом коллокации и методом Галеркина. Метод излучательности. Итерационные методы и рекурсивный метод излучательности. Форм-фактор, методы его расчета. Общая схема алгоритма визуализации трехмерных сцен. Трассировка лучей.

4. Метод радиосити Метод конечных элементов. Итерационное решение системы линейных уравнений. Ошибка решения.

Общая схема реализации метода излучательности. Адаптивные сети. Формула Фока. Освещенность от плоского элемента. Полукуб. Полусфера.

5. Трассировка лучей Представление решения уравнения ГО в виде ряда Неймана. Кратности переотражений. Прямой и обрат ный ход луча. Краткая история развития метода. Векторная запись уравнения луча в свободном про странстве. Пересечения луча с поверхностью. Примеры определения точки пересечения. Пересечение луча с ограниченной плоской областью. Преломление луча на поверхности раздела. Стохастическая ре курсия лучей. Метод Монте-Карло: определение метода, статистическая гипотеза, генераторы случайных чисел, конструктивность алгоритма. Расчет интегралов. Цепь Маркова. Решение интегральных уравне ний. Построение хода луча. Розыгрыш луча в источнике. Моделирование отражения и преломления.

Формулы Федера. Локальные оценки. Статистические веса.

6. Создание и редактирование трехмерных сцен Отображаемое пространство, видимый кадр. Проецирование трехмерных сцен на плоскость. Виды про екций. Аффинные преобразования в пространстве. Однородные координаты Матрицы преобразований:

перенос, поворот, масштабирование, отражение. Обратные преобразования. Произведение преобразова ний. Проецирование на плоскость. Параллельная проекция. Косоугольная проекция. Перспективная про - 79 екция. Проекция точки на произвольную плоскость.

Алгоритмы удаления скрытых поверхностей. Алгоритмы упорядочивания. Алгоритм плавающего гори зонта (Hi-Lo). Отбрасывание нелицевых граней. Поиск нормалей к поверхности. Сортировка по глубине.

Локальное освещение объектов и тени. Модель отражения света поверхность сцены. Диффузное отраже ние. Направленное отражение. Аппроксимация индикатрис направленно-диффузного отражения. Общее освещение. Тени. Цвет. Сглаженное закрашивание по алгоритмам Гуро и Фонга. Текстуры отражения, рельефа и излучения.

7. Кривые и поверхности в пространстве Моделирование трехмерных кривых и поверхностей на ЭВМ. Сплайн функции одной переменной.

Сплайновые кривые. Кривые Эрмита, Безье. В-сплайн. Сплайновые поверхности. Параметрические по верхности - бикубические сплайны и полиномы Безье. Преобразование поверхностей. Задание поверхно стей описанием некоторого преобразования: лофтинг, вращение.

2 семестр Лекции учебным планом не предусмотрены 4.2.2. Практические занятия 1 семестр Практические занятия учебным планом не предусмотрены 2 семестр №1. Графические средства системы Matlab.

№2. Объектно-ориентированное программирование в системе Matlab.

№3. Отладка программ в системе Matlab.

№4. Преобразование растра.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.