• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Бакалаврская программа «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Основы моделирования в инфокоммуникационных технологиях и системах связи

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
3-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватель

Программа дисциплины

Аннотация

Данная дисциплина изучается на третьем курсе направления подготовки бакалавров 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (ИКТ и СС), образовательная программа «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». Рассматриваются следующие основные вопросы: - Блочно-иерархический подход к моделированию инфо-коммуникационных систем. - Математические модели на микроуровне. Система уравнений полупроводников. Приборно-технологическое моделирование полупроводниковых приборов. Пакеты моделирования. - Схемотехническое моделирование фрагментов схем. Схемотехнические модели. Программы моделирования. - Макромоделирование фрагментов схем. - Логическое моделирование цифровых схем. Методы и модели. - Моделирование механических воздействий и тепловых процессов в изделия ИКТ и СС - Математические модели на метауровне. Смешанное моделирование разнородных частей систем. Моделирование с помощью универсальных пакетов. Применение пакета MathCad. На практических занятиях студенты учатся применять средства схемотехнического моделирования для анализа характеристик базовых фрагментов инфокоммуникационной техники. С помощью онлайн калькуляторов учатся рассчитывать тепловые процессы в простейших объектах. Текущий контроль успеваемости предусматривает учет активности студентов в ходе проведения практических занятий, выступлений по конкретному разделу, консультаций с преподавателем; оценок, полученных за практические работы. Экзамен– проводится в устной форме по соответствующим билетам. Результирующая оценка за дисциплину учитывает накопленную оценку за работу на практических занятиях и оценку, полученную на экзамене.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями освоения дисциплины «Основы моделирования в инфо-коммуникационных тех-нологиях и системах связи» является формирование у студентов совокупности знаний о видах и назначении математических моделей физических процессов функционирования компонентов систем связи, схем различной сложности, систем связи; методах построения таких моделей, применении ЭВМ и пакетов САПР для изучения процессов функционирования инфо-коммуникационных устройств и систем связи.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: основные понятия о математических моделях в области инфо-коммуникационных систем, классификацию методов моделирования на различных уровнях аппаратуры.
  • Уметь : выбирать модели, необходимые для анализа работы различных уровней и частей инфо-коммуникационных систем.
  • Знать: Математические модели для анализа характеристик полупроводниковых приборов.
  • Уметь: пользоваться простыми программными пакетами для расчета характеристик элементов инфо-коммуникациолнной техники
  • Знать: Особенности и требования к математическим моделям основных электронных компонентов для схемотехнического анализа.
  • Уметь: выбирать модели компонентов инфо-коммуникациолнной техники для расчета характеристик схем и систем.
  • Владеть: Программными пакетами для анализа работы схем.
  • Знать: Особенности и требования к макромоделям сложных электронных компонентов. Методы логического модлерования.
  • Уметь: выбирать макромодели сложных компонентов инфо-коммуникационной техники для расчета характеристик схем и систем.
  • Владеть: Программными пакетами для анализа работы схем
  • Знать: Особенности и требования к моделям для анализа механических воздействий и тепловых процессов в изделиях ИКТ и СС.
  • Уметь: выбирать модели компонентов инфо-коммуникациолнной техники для расчетов тепловых характеристик схем и систем.
  • Владеть: Программными пакетами для анализа тепловых и механических режимов изделий
  • Знать: Особенности и требования к моделям для анализа работы больших систем.
  • Владеть: Универсальными программными пакетами (MathCad) для анализа работы частей ИКТ и СС
  • Знать: основные понятия языков описания аппаратуры (Verilog, VHDL). Програмное обеспечение , используемое для поведенческого моделирования цифровых систем.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Блочно-иерархический подход к моделированию инфо-коммуникационных систем. Общие сведения о математических моделях
    Иерархические уровни проектирования: микроуровень (уровень В) макроуровень (уровень Б), метауровень (уровень А). Выходные, внутренние и внешние параметры. Фазовые переменные. Распределенные модели, сосредоточенные модели, математические модели метауровня. Требования, предъявляемые к математическим моделям. Классификация математических моделей: функциональные и структурные, статическая модель, динамическая модель, дискретная (логическая) модель, непрерывная модель, сосредоточенная модель, модель системы, модель элемента, полная математическая модель (ПМ), макромодель (ММ), фазовые и факторные, аналитические модели, алгоритмические модели. Пример иерархических рядов математических моделей. Методы получения математических моделей.
  • Раздел 2. Математические модели на микроуровне. Приборно-технологическое моделирование полупроводниковых приборов. Пакеты моделирования.
    Распределенные математические модели Исходные уравнения. Уравнение теплопроводности. Уравнение диффузии. Уравнения электродинамики. Система уравнений полупроводников.
  • Раздел 3. Схемотехническое моделирование фрагментов схем. Схемотехнические модели. Программы моделирования.
    Основные положения инвариантных методов моделирования. Электрические системы. Графы. Эквивалентные схемы для систем с однородными и разнородными физическими элементами. Составление эквивалентных схем моделируемых объектов. Методы получения математических моделей на макроуровне. Общая характеристика методов получения математических моделей на макроуровне. метод узловых потенциалов и метод контурных токов, метод переменных состояния. Табличный метод. Схемотехничекое модулирование схем
  • Раздел 4. Макромоделирование фрагментов схем. Логическое моделирование цифровых схем. Методы и модели
    Макромоделирование фрагментов аналоговых и логических схем. Сложность макромоделей. Макромоделирование цифровых схем в программе PSPICE: описание цифровой части, аналого-цифрового и цифро-аналогового интерфейса. Макромодели операционных усилителей
  • Раздел 5. Моделирование механических воздействий и тепловых процессов в изделия ИКТ и СС
    Тепловые системы. аналогии между электрическими и тепловыми системами длинные линии. Тепловые сопротивления. Механизмы теплопередачи. Тепловые модели электронных компонентов
  • Раздел 6. Математические модели на метауровне. Смешанное моделирование разнородных частей систем. Моделирование с помощью универсальных пакетов. Применение пакета MathCad
    Моделирование на основе составления уравнений состояния (относительно фазовых переменных) с укрупненным описанием элементов объекта в виде фазовых макромоделей. Выполнение расчетов на основе факторных макромоделей. Представление объекта в виде системы массового обслуживания (СМО). Моделирование с помощью универсальных пакетов. Применение пакета MathCad
  • Раздел 7. Поведенческое моделирование цифровых схем. Языки описания апаратуры Verilog, VHDL. Програмное обеспечение
    Логическое моделирование цифровых схем . Методы асинхронного и синхронного моделирования. Языки Verilog, VHDL. Програмное обеспечение
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Экзамен
    В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: УК-1, УК-2, УК-5, УК-6, ПК-2, ПК-7, ПК-9.
  • неблокирующий Практические занятия
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.4 * Практические занятия + 0.6 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Имитационное моделирование, Лоу А. М., Кельтон В. Д., 2004
  • Левицкий, А. А. Проектирование микросистем. Программные средства обеспечения САПР [Электронный ресурс] : Учеб. пособие / А. А. Левицкий, П. С. Маринушкин. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2010. – 156 с. - ISBN 978-5-7638-2111-6.
  • Теория систем и системный анализ : учебник для вузов, Волкова В. Н., Денисов А. А., 2010

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Кисель, Н.Н. Основы компьютерного моделирования в САПР ЕМРго : учеб. пособие / Н.Н. Кисель, А.А. Ваганова ; Южный федеральный университет. - Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2018. - 342 с. - ISBN 978-5-9275-3037-3. - Режим доступа: https://new.znanium.com/catalog/product/1039789
  • Основы автоматизированного проектирования : учебник для студентов вузов, Норенков И. П., 2002
  • Основы компьютерного проектирования РЭС САПР СВЧ: Учебное пособие / Кисель Н.Н. - Таганрог:Южный федеральный университет, 2016. - 196 с.: ISBN 978-5-9275-2207-1 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/996761
  • Практика использования системы MathCad в расчетах электрических и магнитных цепей: Учебное пособие / Исаев Ю.Н., Купцов А.М. - М.:СОЛОН-Пр., 2014. - 180 с.: ISBN