Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области информационной безопасности сборник примерных программ учебных дисциплин по направлению подготовки (специальности)
Вид материала | Документы |
- Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое, 5418.2kb.
- Ступности (государственной, воинской, транснациональной и иной) мы будем, 86.46kb.
- Лекция по теме № Условия конкретного преступления, 298.33kb.
- Расписание занятий на цикле сертификационного усовершенствования для интернов, 88.88kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 653.58kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 657.68kb.
- Общая характеристика работы Актуальность темы, 398.26kb.
- Рекомендации по организации профилактической работы, направленной на предупреждение, 1352.37kb.
- История исторической науки, 496.22kb.
- Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации Государственное, 408.11kb.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | ||
4 | 5 | |||
Аудиторные занятия (всего) | 124 | 52 | 72 | |
В том числе: | | | | |
Лекции (Л) | 62 | 26 | 36 | |
Практические занятия (ПЗ) | 38 | 12 | 26 | |
Семинары (С) | - | - | - | |
Лабораторные работы (ЛР) | 20 | 12 | 8 | |
Контрольные работы (КР) | 4 | 2 | 2 | |
Самостоятельная работа (всего) | 126 | 54 | 72 | |
В том числе: | | | | |
Курсовой проект (работа) | - | - | - | |
Расчётно-графические работы | - | - | - | |
Коллоквиум | - | - | - | |
Реферат | - | - | - | |
Домашнее задание | 20 | 20 | - | |
Другие виды самостоятельной работы (подготовка к занятиям, зачету) | 106 | 34 | 72 | |
Вид промежуточной аттестации и его трудоемкость | 38 | Зачет (2) | Экзамен (36) | |
Общая трудоёмкость | часов | 288 | 108 | 180 |
зачетных единиц | 8 | 3 | 5 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов (тем) дисциплины
Раздел 1. Основы теории электрических цепей и сигналов
Тема 1. Основные определения и законы теории электрических цепей
Задачи и программа курса. Основные понятия теории электрических цепей. Ток и напряжение, как основные величины, определяющие состояние электрической цепи и как сигналы, переносящие информацию. Основные положения теории электрических цепей. Идеальные элементы цепей. Уравнения пассивных элементов цепей. Источники тока и напряжения. Зависимые источники. Электрические и эквивалентные схемы электрических цепей. Классификация электрических цепей. Топологические понятия: узел, контур и граф цепи. Уравнения соединений. Задачи анализа и синтеза.
Тема 2. Электрические цепи при гармоническом воздействии
Гармоническое колебание. Комплексная амплитуда гармонического сигнала. Комплексная форма уравнений элементов. Комплексные сопротивления и проводимости. Частотные свойства реактивных элементов цепей. Комплексная форма уравнений соединений. Метод комплексных амплитуд. Векторные диаграммы токов и напряжений. Анализ цепей в частотной области. Метод узловых напряжений. Мощность переменного тока. Активные и реактивные мощности. Программы схемотехнического моделирования.
Тема 3. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
Четырехполюсники, их уравнения и параметры. Коэффициенты передачи по напряжению и току, входные и выходные сопротивления четырехполюсника. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики. Фильтры: классификация, основные параметры, применение. Колебательные контуры и их частотные характеристики. Машинный анализ частотных характеристик на ЭВМ.
Цепи с распределенными параметрами. Телеграфные уравнения. Бегущие волны в длинной линии. Коэффициент отражения. Стоячие и смешанные волны. КСВ и КБВ.
Тема 4. Сигналы и их спектры
Периодический сигнал и ряд Фурье. Комплексная форма ряда Фурье. Амплитудный и фазовый спектры сигнала. Отрицательные частоты. Физический и двусторонний спектры. Интеграл Фурье и спектр непериодического сигнала. Преобразование Лапласа. Радиотехнические сигналы и их спектры. Модулированные сигналы и их применение. Амплитудная, фазовая и частотная модуляции. Спектры модулированных сигналов. Воздействие сигналов на линейные электрические цепи. Спектральный метод. Расчет динамики электрических цепей на ЭВМ.
Раздел 2. Полупроводниковые приборы, усилители и аналоговые преобразователи
Тема 5. Полупроводниковые приборы
Полупроводники. Электронно-дырочный переход. Диоды. Виды полупроводниковых диодов, особенности работы и параметры. Биполярные и полевые транзисторы: принципы работы, разновидности, параметры. Вольтамперные характеристики транзисторов и их эквивалентные схемы.
Тема 6. Электронные усилители
Основные каскады усилителей на транзисторах для различных схем включения и их свойства. Обратная связь в усилителях. Интегральные схемы. Элементы интегральных схем. Дифференциальный усилитель. Операционные усилители. Характеристики и параметры операционных усилителей. Аналоговые перемножители сигналов. Анализ электронных устройств с помощью программ схемотехнического моделирования.
Тема 7. Нелинейное и параметрическое преобразование сигналов
Воздействие на нелинейный элемент большого по уровню сигнала. Нелинейное усиление и умножение частоты. Воздействие на нелинейный и параметрический элемент двух сигналов. Перемножение сигналов, преобразование частоты, модуляция и демодуляция. Генераторы колебаний. Мультивибраторы. Моделирование нелинейных устройств на ЭВМ.
Раздел 3. Схемотехника импульсных и цифровых устройств
Тема 8. Цифровая схемотехника
Принципы дискретной обработки информации. Формы представления двоичных сигналов. Транзисторный ключ. Принципы функционирования и основные характеристики ключевых элементов. Потенциальные, импульсные сигналы и их основные характеристики. Элементы. Статические и динамические модели элементов. Параметры элементов. Логические интегральные схемы. Разновидности логических интегральных схем. Параметры логических интегральных схем. Измерение параметров интегральных схем. Типовые схемотехнические решения, схемы включения.
Тема 9. Триггеры
Триггерные устройства различных типов. Принципы построения интегральных триггеров.
Тема 10. Функциональные узлы комбинационного и последовательностного типа
Функциональные узлы комбинационного типа (дешифраторы, мультиплексоры, шифраторы, демультиплексоры, сдвигатели, сумматоры, вычитатели, компараторы, схемы сравнения). Модели и принципы построения комбинационных схем. Функциональные узлы последовательностного типа (регистры, счетчики, накапливающие сумматоры). Комбинированные цифровые устройства: умножители, арифметико-логические устройства. Риски сбоя в последовательностных и комбинационных схемах. Типовые схемотехнические решения при проектировании функциональных узлов цифровых устройств.
Раздел 4. Схемотехника запоминающих устройств и устройств на базе программируемой логики
Тема 11. Схемотехника запоминающих устройств
Память цифровой системы, характеристики подсистемы памяти. Типы памяти. Запоминающие устройства (ЗУ) различных типов и их характеристики. Типовые схемотехнические решения полупроводниковых ЗУ. Динамические и статические ЗУ с произвольной выборкой. Оперативные и постоянные ЗУ. Схемотехника ЗУ с произвольной выборкой. ЗУ с последовательной выборкой.
Тема 12. Схемотехника устройств на базе программируемой логики
Современные тенденции развития цифровой схемотехники. Микроминиатюризациия. Программируемые структуры. САПР СБИС программируемой логики. Программируемые логические матрицы. Программируемые логические интегральные схемы. Разработка систем на базе СБИС программируемой логики. Системы на кристалле. Применение программируемых структур при разработке электронной аппаратуры.
Раздел 5. Разработка и применение цифровых устройств
Тема 13. Функционирование цифровых элементов в составе узлов и блоков
Синхронизация в цифровых устройствах. Однофазная и многофазная синхронизация. Совместная работа цифровых элементов в составе узлов и устройств: типы выходных каскадов, цепи питания, согласование связей, элементы задержки, формирователи импульсов, аналоговые ключи и мультиплексоры-демультиплексоры, элементы индикации. Временные диаграммы работы цифровых устройств. Основные конструктивные особенности современных ИС.
Тема 14. Разработка и применение цифровых узлов и блоков
Применение СБИС. Платформы, перспективные проекты СБИС. Схемотехника устройств и систем на базе микропроцессоров и микроконтроллеров. Реконфигурируемые и встраиваемые узлы и блоки. Системы на кристалле. Принципы и основные методы проектирования узлов и блоков автоматизированных систем. Этапы проектирования. Автоматизация функционально-логического этапа проектирования цифровых узлов и устройств.
5.2. Разделы (темы) дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № разделов (тем) данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
1. | Сети и системы передачи информации | + | + | | | + |
2. | Техническая защита информации | | + | | | + |
3. | Организация ЭВМ и вычислительных систем | | | + | + | + |
4. | Разработка и эксплуатация защищенных автоматизированных систем | | + | | + | + |
5. | Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы (темы) дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела (темы) дисциплины | Лекц., час | Практ. зан., час | Лаб. раб., час | Семин., час | СР, час | Всего, час |
1 | Основы теории электрических цепей и сигналов | 18 | 6 | 6 | - | 18 | 48 |
2 | Полупроводниковые приборы, усилители и аналоговые преобразователи | 8 | 6 | 6 | - | 16 | 36 |
3 | Схемотехника импульсных и цифровых устройств | 16 | 8 | 4 | - | 24 | 52 |
4. | Схемотехника запоминающих устройств и устройств на базе программируемой логики | 12 | 10 | 4 | - | 26 | 52 |
5. | Разработка и применение цифровых устройств | 8 | 8 | - | - | 22 | 38 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела (темы) дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость, час |
| 1 | Исследование реактивных цепей при гармонических воздействиях. | 2 |
| 1 | Исследование электрических фильтров. | 2 |
| 1 | Исследование спектров периодических сигналов. | 2 |
| 2 | Исследование характеристик диодов и транзисторов. | 2 |
| 2 | Исследование усилителя. | 2 |
| 2 | Исследование нелинейных процессов в электрических цепях. | 2 |
| 3 | Исследование работы цифровых логических элементов и узлов комбинационного и последовательностного типов. | 4 |
| 4 | Исследование принципов функционирования цифровых узлов в составе устройств и блоков. | 2 |
| 4 | Разработка и проверка работоспособности цифрового устройства на базе программируемой логики. | 2 |
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Кучумов А.И. Электроника и Схемотехника: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Гелиос АРВ, 2004. 336с.: ил.
- Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа, 2000.
- ссылка скрыта Цифровая схемотехника. ссылка скрыта. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: ссылка скрыта, 2010. 816 с.
- Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. The Art of Electronics. М.: ссылка скрыта, ссылка скрыта, 2009 г. 704 с.
8.2. Дополнительная литература
- Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Т. I: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2008. 832 с.: ил.
- Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Т. II: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2007. 942 с.: ил.
- Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2001.
- Нефедов В.Н. Основы радиоэлектроники. М.: Высшая школа, 2000.
- Зотов В.Ю. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы XILINX в САПР WebPACK ISE. М.: Горячая линия - Телеком, 2003. 624 с.: ил.
- Зотов В.Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы XILINX. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. 520 с.: ил.
8.3. Программное обеспечение
Программное средство анализа линейных, нелинейных, аналоговых и цифровых устройств, например, ПО схемотехнического моделирования радиоэлектронных схем uSpice или аналог.
Свободно распространяемая система разработки цифровых устройств на программируемых интегральных схемах начального уровня Xilinx ISE или аналогичная САПР ПЛИС.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуется.