Б2.В.ОД.1 Программирование
Целью освоения дисциплины является формирование знаний в области программирования и технологии разработки программных средств.
Задачей освоения дисциплины является привитие практических навыков в области программирования и технологии разработки программных средств.
Краткое содержание дисциплины.
Введение. Назначение, классификация, уровень и компоненты языка программирования (ЯП).
Интегрированная среда разработки приложений (IDE). Главное меню. Стандартная панель инструментов. Окно конструктора форм. Панель элементов управления. Окно редактора меню. Окно свойств.
Использование мастеров и шаблонов для разработки приложений. Мастер приложений Application Wizard. Мастер форм баз данных Data Form Wizard. Стандартные шаблоны форм. Шаблон About Dialog. Шаблон Web Browser. Шаблон Dialog . Шаблон Log in Dialog . Шаблон Splash Screen. Шаблон Tip of the Day. Шаблон ODBC Log In. Шаблон Options Dialog .
Работа с формами при создании простых приложений. Действия, выполняемые с объектами формы. Настройка параметров формы. Расположение формы и ее размеры. Заголовок формы. Стиль обрамления формы. События формы. Элементы управления формы.
Средства ЯП, используемые при создании программ. Переменные. Типы данных. Константы. Массивы. Математические операторы. Работа со строками. Оформление программных кодов. Программные модули. Процедуры. Передача параметров.
Управляющие конструкции и циклы ЯП. Условные выражения. Конструкция If... Then. Конструкция If... Then... Else. Конструкция Select Case. Циклы: For...Next, For Each... Next, Do...Loop. Оператор Exit.
Технология разработки пользовательского интерфейса. Типы интерфейсов. SDI-интерфейс. MDI-интерфейс. Интерфейс типа проводник. Элементы интерфейса: Меню, Панели инструментов, Диалоговые окна, Элементы управления. Строка состояния приложения.
Б2.В.ОД.2 Вычислительная математика
Целью освоения дисциплины является изучение вычислительных методов, формирование навыков их применения в научных исследованиях и умение решать прикладные инженерные задачи средствами вычислительной техники. При изучении дисциплины «Вычислительная математика» желательно наличие у студентов устойчивых навыков программирования и работы в средах Excel и MatLab.
Задачей освоения дисциплины является формирование у обучающихся понимания математического содержания методов (границы применимости, погрешности метода …) и умения использовать современные программные средства для решения поставленной задачи.
Краткое содержание дисциплины.
Введение. Основные понятия и положения курса. Цели и задачи курса. Физическое и математическое моделирование. Вычислительный эксперимент. Погрешность вычислений. Источники и виды погрешностей. Абсолютная и относительная погрешность. Формы записи данных.
Методы решения нелинейных уравнений. Численные методы вычисления корней нелинейных уравнений: простой итерации, дихотомии (бисекции), касательных (Ньютона), хорд. Решение методом Ньютона в среде Excel (VBA). Сравнение методов (скорость сходимости, оценка погрешности решения).
Методы решения систем линейных и нелинейных уравнений. Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ): метод Гаусса, его реализация в пакете MatLab. Итерационные методы решения СЛАУ: метод итерации, метод Зейделя. Условия сходимости, скорость сходимости, оценка погрешности решения. Решение систем нелинейных уравнений: метод простой итерации, метод Ньютона. Реализация в пакете MatLab.
Приближение функций. Аппроксимация и интерполяция. Равномерное и среднеквадратичное приближение. Метод наименьших квадратов (МНК). Реализация МНК в среде MS Excel. Уравнение прямой и обратной регрессии. Коэффициент корреляции. Интерполирование. Интерполяционные полиномы Лагранжа и Ньютона. Оценка погрешности интерполяции полиномами Лагранжа и Ньютона. Интерполяция кубическими сплайнами. Решение задачи одномерной интерполяции средствами MatLab.
Численное дифференцирование и интегрирование. Численное дифференцирование. Аппроксимация производных. Погрешность численного дифференцирования. Численное интегрирование: интегральная сумма, геометрическая интерпретация численного интегрирования. Методы прямоугольников, метод трапеций, метод Симпсона (метод парабол). Оценка погрешностей.
Методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Элементы теории разностных схем. Решение задачи Коши: метод Эйлера, метод Рунге-Кутта, Адамса. Решение краевых задач: метод конечных разностей, метод прогонки. Оценка погрешности. Средства MatLab решения ОДУ.
Методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. Общие сведения и классификация уравнений в частных производных. Методы решения эллиптических уравнений. Явная и неявная разностная схемы для параболических и эллиптических уравнений.
Б2.В.ОД.3 Волоконно-оптические системы
Целью освоения дисциплины является обучение студентов основам современного приборостроения, волоконно-оптическим системам, применяемым в энергетике.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с основами волоконных технологий;
- научить выбирать конкретные типы волноводов для решения поставленных задач;
- освоить основные принципы создания современных волоконных оптических систем;
- научиться строить волоконные оптические системы для целей энергетике.
Краткое содержание дисциплины.
Основы волоконной оптики. История волоконной оптики. Коммуникации. Аналоговый и цифровой сигналы. Основы цифрового сигнала: биты и байты. Преимущества цифровых систем. Информационная емкость. Импульсная модуляция и мультиплексирование.
Преимущества волоконной оптики как коммуникационной среды. Широкая полоса пропускания. Низкие потери. Нечувствительность к электромагнитным полям. Малый вес. Малый размер. Безопасность. Секретность. Электромагнитный спектр. Волны и частицы. Световые лучи и оптика. Отражение и преломление. Френелевское отражение. Закон Снеллиуса. Оптические измерительные трансформаторы. Дуговая защита на основе волоконной оптики.
Оптическое волокно. Принципиальное устройство волокна. Классификация волокон. Моды. Профиль индекса преломления. Сравнение волокон. Дисперсия. Модовая дисперсия. Молекулярная дисперсия. Волноводная дисперсия. Ширина полосы пропускания и дисперсия. Затухание. Рассеяние. Поглощение. Потери, связанные с микроизгибами. Равновесное распределение мод. Численная апертура. Прочность волокна. Радиус изгиба. Радиационная прочность. Основные компоненты волоконно-оптического кабеля. Буферная оболочка. Силовая оболочка. Внешняя оболочка. Внутренние кабели. Симплексные кабели. Дуплексные кабели. Многожильные кабели. Условия эксплуатации. Разделяемые кабели. Внешние кабели. Дополнительные характеристики кабелей. Комбинированные кабели. Кабельные спецификации.
Волоконно-оптические системы. Предварительная оценка волоконно-оптических систем. Спецификация системы. Энергетический баланс. Баланс временных характеристик. Прокладка волоконно-оптического кабеля и пассивное оборудование. Радиус изгиба и максимальное натяжение. Зарывание в грунт. Подвешивание по воздуху. Прокладка внутри помещения . Прокладка в коробах и каналах. Прокладка в каналах. Протягивание волоконно-оптических кабелей. Держатели соединителей и органайзеры. Распределительное оборудование. Кроссовые панели. Настенные розетки. Локальные компьютерные сети. Топологии локальных сетей. Сетевые уровни. Физический уровень. Уровень связи данных. Сетевой уровень. Транспортный уровень. Уровень сеанса. Уровень представления данных. Уровень приложений. Метод доступа.
Б2.В.ОД.4 Электронные узлы и компоненты робототехники
Целью освоения дисциплины является изучение устройства, принципов действия и особенностью эксплуатации светотехнического оборудования и изделий.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с устройством, принципом действия и особенностями эксплуатации светотехнического оборудования и изделий;
- овладеть особенностями устройства, принципов действия и эксплуатации светотехнического оборудования и изделий.
Краткое содержание дисциплины.
Пассивные компоненты электронных схем. Резисторы и резистивные материалы. Конденсаторы и конденсаторные материалы. Магнитные элементы и материалы, дроссели и трансформаторы.
Полупроводниковые компоненты электронных схем. Полупровод-никовые диоды: диоды с p-n-переходом; p-i-n диоды; диоды Шоттки. Силовые транзисторы: мощные биполярные транзисторы, принцип действия, базовые структуры; полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом, статические индукционные транзисторы, принцип действия, базовые структуры; мощные МДП-транзисторы с коротким каналом, принцип действия, базовые структуры; биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), принцип действия, базовые структуры. Оптоэлектронные приборы: диодные оптроны; транзисторные оптроны; тиристорные оптроны; оптоэлектронные приборы повышенной яркости, светодиоды.
Переходные процессы в полупроводниковых ключах. Переключение силовых диодов. Переключение силовых транзисторов на резистивную нагрузку. Переключение силовых транзисторов на емкостную нагрузку. Переключение силовых транзисторов на индуктивную нагрузку. Включение и выключение силовых тиристоров.
Расчет и моделирование тепловых потерь мощности в силовых ключах. Расчет потерь мощности в силовых ключах. Расчет температуры перегрева, тепловое сопротивление.
Промышленные робототехнические системы. Основные понятия и определения. Системный анализ роботизируемого производства. Формализация описания производственных (роботизированных) процессов, описание объектов роботизации. Иерархия роботизированного производства. Технологическая подготовка роботизированного производства. Особенности подготовки производства к внедрению промышленных роботов. Технологический анализ объектов роботизации. Кинематика связи «захватное устройство – объект», конструкции захватных устройств. Универсальные захватные устройства, адаптивные захватные устройства.
Организация рабочей среды. Взаимодействие промышленного робота с рабочей средой, устройства организации рабочей среды. Транспортные устройства, загрузочные устройства. Ориентирующие устройства, накопители.
Системы управления промышленными роботами. Иерархия управления промышленными роботами. Классификация систем управления промышленными роботами. Комплексная программная оболочка промышленного робота. Online-программирование – достоинства и недостатки. Offline-программирование: текстовое и графическое программирование. Элементы и средства внутреннего и внешнего информационного обеспечения робототехнической системы.
Б2.В.ОД.5 Медицинская физика
Целью освоения дисциплины «Медицинская физика» является формирование знаний принципов действия и особенностей эксплуатации приборов, лечебно-диагностических аппаратов и технологий медицинского назначения.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с основными видами лечебно-диагностических аппаратов;
- научить формулировать и решать задачи, связанные с эксплуатацией приборов медицинского назначения.
- знать о принципах действия и особенностях эксплуатации приборов медицинского назначения.
Краткое содержание дисциплины.
Медицинская метрология
Введение в курс. Предмет изучения настоящего курса. Краткая история. Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерений. Физические измерения в биологии и медицине. Распределение Максвелла (распределение газовых молекул по скоростям) и Больцмана. Закон распределения. Числовые характеристики. Нормальный закон распределения. Основные понятия математической статистики. Корреляционная зависимость.
Вопросы биомеханики. Акустика. Свойства жидкостей.
Свойства твердых тел. Вопросы гемодинамики.
Механическая работа человека. Эргометрия. Особенности поведения человека при перегрузках и невесомости. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации. Свободные механические колебания (незатухающие и затухающие). Вынужденные колебания. Резонанс. Поток энергии и интенсивность волны. Эффект Доплера.
Природа звука и его физические характеристики. Характеристики слухового ощущения. Аудиометрия. Физические основы звуковых методов исследования. Волновое сопротивление. Реверберация. Ультразвук и его применение в медицине. Инфразвук. Вибрации.
Особенности молекулярного строения жидкостей. Вязкость жидкости. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса. Метод определения вязкости крови. Кристаллические и аморфные тела, их свойства. Полимеры и биополимеры. Жидкие кристаллы.
Пульсовая волна. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения. Основы клинического метода измерения давления крови. Определение скорости кровотока.
Электродинамика. Электромагнитные колебания и волны.
Электрическое поле. Напряженность и потенциал. Электрический диполь. Мультиполь. Дипольный электрический генератор. Основы электрокардиографии. Пьезоэлектрический эффект. Электропроводимость электролитов. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе. Электрический разряд в газах. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие. Закон Ампера. Сила Лоренца. Основные характеристики магнитного поля. Магнитные свойства тканей организма.
Переменный ток. Резонанс напряжений. Импеданс тканей организма. Дисперсия импеданса. Физические основы реографии. Электрический импульс. Импульсный ток. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине. Действие постоянного тока на ткани организма. Гальванизация. Электрофорез лекарственных веществ. Воздействие переменным магнитным и электрическим полем. Воздействие электромагнитными волнами.
Медицинская электроника. Оптика. Ионизирующее излучение. Основы дозиметрии.
Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов. Электробезопасность медицинской аппаратуры. Надежность медицинской аппаратуры. Структурная схема съема, регистрации и передачи медико-биологической информации. Электроды для съема биоэлектрического сигнала. Датчики медико-биологической информации. Радиотелеметрия. Аналоговые регистрирующие устройства. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы.
Усилители и генераторы в медицинской аппаратуре. Электронные стимуляторы. Низкочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Аппараты электрохирургии. Электронный осциллограф.
Голография и ее возможности применения в медицине. Интерферометры и их применение. Интерференционный микроскоп. Дифракционная решетка. Поляризация света и ее применение в медицине. Волоконная оптика и ее использование в медицине. Аберрация линз. Лупа. Инфракрасное излучение и его применение в медицине. Ультрафиолетовое излучение. Теплоотдача организма. Понятие о термографии. Лазеры и их применение. Понятия о фотобиологии и фотомедицине. Электронный парамагнитный резонанс и его применение. Ядерный магнитный резонанс. ЯМР-интроскопия (магнитно-резонансная томография). Устройство рентгеновской трубки. Радиоактивность. Физические основы действия ионизирующих излучений на организм. Дозиметрические приборы. Защита от ионизирующих излучений.
Б2.В.ДВ.1.1 Математические методы в светотехнике
Целью освоения дисциплины «Математические методы в светотехнике» является обучение основам математического статистического анализа, обработки и преобразования светотехнической информации.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с основными методами математической и статистической обработки информации в светотехнике;
- научить формулировать и решать задачи, связанные с математической обработкой информации в светотехнике.
- научиться применять основные методы математической и статистической обработки экспериментальных данных в светотехнике;
Краткое содержание дисциплины.
Основные статистические понятия
Введение в курс. Предмет изучения настоящего курса. Признак и показатель. Классификация статистических показателей. Основные статистические показатели. Средние величины. Разброс данных относительно их среднего. Число степеней свободы. Статистические показатели динамики.
Распределение признака
Виды распределений признака. Вариационный дискретный ряд. Вариационный интервальный ряд. Гистограмма. Вариационная кривая. Кумулята. Нормальное распределение. Асимметрия и эксцесс кривых распределения. Нормализация экспериментальных данных.
Методы статистической обработки светотехнической информации
Метаанализ. Разновидности метаанализа. Системный обзор. Общие принципы статистической обработки. Коэффициент корреляции. Основы корреляционно-регрессионного анализа. Обобщенные статистические характеристики приборов. Построение диаграмм. Формы представления графиков на рисунках. Требования к параметрам маркеров.
Оценка достоверности результатов экспериментов
Оценка степени достоверности результатов экспериментов. Репрезентативность выборки. Определение размера и структуры выборки. Ошибки. Классификация и природа ошибок. Достоверность и обобщаемость. Особенности сравнительной оценки результатов экспериментов. Доверительный интервал и доверительное отклонение. Статистические методы обработки результатов заводских испытаний источников света. Современное программное обеспечение для статистической обработки измерений.
|
