ПРОГРАММА

вступительного экзамена по образовательным программам высшего образования–

программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре

по направлению подготовки - 09.06.01 Информатика и вычислительная техника

(очная и заочная форма обучения)

направленность (профиль): 05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и

систем управления

Содержание вступительного экзамена № Наименование раздела п/п дисциплины Содержание Раздел 1. Аналоговые электронные устройства Качественные показатели и характеристики АЭУ.

1. Тема 1. Основы построения Основы построения АЭУ. Обеспечение и аналоговых электронных стабилизация режима работы. Каскады устройств (АЭУ).

предварительного усиления и их анализ.

Импульсные и широкополосные усилители. Цепи коррекции.

Построение выходных каскадов. Выходные 2. Тема 2. Выходные каскады динамические характеристики. Однотактные и усилителей.

двухтактные трансформаторные усилители мощности. Безтрансформаторные усилители мощности. Обратная связь в АЭУ. Повторители напряжения, фазоинверсные схемы.

УПТ с непосредственной связью. Схемы сдвига 3. Тема 3. Усилители постоянного уровня. Дрейв ноля. Балансные схемы УПТ.

тока (УПТ).

Дифференциальные усилители.

Особенности интегральной схемотехники.

4. Тема 4. АЭУ на интегральных Усилители напряжения на ИМС. Усилители микросхемах (ИМС).

мощности на ИМС.

Общие сведения и структура ОУ. Свойства и 5. Тема 5. Операционные характеристики ОУ. Обеспечение устойчивости ОУ.

усилители (ОУ).

Коррекция частотной характеристики ОУ.

Неинвертирующий и инвертирующий усилители.

6. Тема 6. Аналоговые Суммирующее и вычитающее устройство.

электронные устройства на ОУ.

Повторитель напряжения. Интегрирующее и дифференцирующее устройство. Лагорифмирующее устройство.

Пассивные РЦ-фильтры. Реализация активных 7. Тема 7. Активные фильтры фильтров n-го порядка. Полосовые и заграждающие (АФ).

АФ. Регулировка тембра на основе АФ. Регулировка усиления. Внутренние шумы в АЭУ.

Раздел 2. Теория автоматического управления Виды соединений звеньев в системах управления.

8. Тема 8. Передаточные функции Передаточные функции.

и дифференциальные уравнения систем управления.

Постановка задачи устойчивости. Критерий 9. Тема 9. Анализ устойчивости устойчивости Гурвица.

систем управления.

Векторные дифференциальные уравнения систем 10. Тема 10. Анализ систем управления. Матрица перехода. Интегральные управления в пространстве оценки.

состояний.

Постановка задачи. Синтез систем при заданной 11. Тема 11. Синтез систем структурной схеме.

управления при случайных воздействиях.

Общие сведения. Анализ и синтез цифровых 12. Тема 12. Цифровые системы систем управления в пространстве состояний.

управления.

Особенности нелинейных систем. Метод 13. Тема 13. Анализ нелинейных гармонической линеаризации нелинейных звеньев систем управления.

Основные сведения. Принципы построения 14. Тема 14. Оптимальные и оптимальных систем. Адаптивные системы.

адаптивные системы Экстремальные системы. Виды адаптивных систем.

управления.

Раздел 3. Вычислительные устройства Тема 15. Логические элементы. Классификация. Статические и динамические 15.

параметры и характеристики базовых элементов (ТТЛ, ЭСЛ, ИЛ, МОП) и их модификаций.

Тема 16. Типовые интегральные Регистры, счетчики, сумматоры, дешифраторы, 16.

логические узлы. мультиплексоры, арифметико-логические узлы.

Тема 17. Схемотехника Классификация и параметры. БИС биполярных 17.

18.

19.

Тема 20. Схемотехника цифро- Назначение, состав и структурная организация 20.

аналоговых и аналого-цифровых процессов. Системы команд. Способы адресации.

преобразователей. Принцип CISC и RISC процессоры.

программного управления.

Тема 21. Арифметические Организация и структура арифметических 21.

устройства ЭВМ. устройств с фиксированной и плавающей запятой.

Тема 22. Устройства Методы проектирования УУ с жесткой логикой 22.

Тема 23. Организация памяти Иерархия памяти. Кэш память. Виртуальная 23.

24. Тема 24. Классификация и логические основы цифровых Тема 25. Дешифраторы. Устройства преобразования информации.

25.

Шифраторы. Мультиплексоры. Принципы построения основных элементов Демультиплексоры. Триггеры. микропроцессорных систем.

Счетчики. Регистры.

Тема 26. Архитектура базового Синхронизация базового микропроцессора.

26.

микропроцессора.

Тема 27. Программирование Организация системы ввода-вывода МС.

27.

микропроцессора на языке Периферийные адаптеры и контроллеры.

Ассемблер.

28.

Программируемые логические запоминающие устройства.

интегральные схемы.

1. Основы построения аналоговых электронных устройств (АЭУ). Качественные показатели и характеристики АЭУ. Основы построения АЭУ. Обеспечение и стабилизация режима работы.

Каскады предварительного усиления и их анализ. Импульсные и широкополосные усилители.

Цепи коррекции.

2. Передаточные функции и дифференциальные уравнения систем управления. Виды соединений звеньев в системах управления. Передаточные функции.

3. Выходные каскады усилителей. Построение выходных каскадов. Выходные динамические характеристики. Однотактные и двухтактные трансформаторные усилители мощности.

Безтрансформаторные усилители мощности. Обратная связь в АЭУ. Повторители напряжения, фазоинверсные схемы.

4. Анализ устойчивости систем управления. Постановка задачи устойчивости. Критерий устойчивости Гурвица.

5. Усилители постоянного тока (УПТ). УПТ с непосредственной связью. Схемы сдвига уровня. Дрейв ноля. Балансные схемы УПТ. Дифференциальные усилители.

6. Анализ систем управления в пространстве состояний. Векторные дифференциальные уравнения систем управления. Матрица перехода. Интегральные оценки.

7. АЭУ на интегральных микросхемах (ИМС). Особенности интегральной схемотехники.

Усилители напряжения на ИМС. Усилители мощности на ИМС.

8. Синтез систем управления при случайных воздействиях. Постановка задачи. Синтез систем при заданной структурной схеме.

9. Операционные усилители (ОУ). Общие сведения и структура ОУ. Свойства и характеристики ОУ. Обеспечение устойчивости ОУ. Коррекция частотной характеристики ОУ.

10. Цифровые системы управления. Общие сведения. Анализ и синтез цифровых систем управления в пространстве состояний.

11. Аналоговые электронные устройства на ОУ. Неинвертирующий и инвертирующий усилители. Суммирующее и вычитающее устройство. Повторитель напряжения.

Интегрирующее и дифференцирующее устройство. Лагорифмирующее устройство.

12. Анализ нелинейных систем управления. Особенности нелинейных систем. Метод гармонической линеаризации нелинейных звеньев.

13. Активные фильтры (АФ). Пассивные РЦ-фильтры. Реализация активных фильтров n-го порядка. Полосовые и заграждающие АФ. Регулировка тембра на основе АФ. Регулировка усиления. Внутренние шумы в АЭУ.

14. Оптимальные и адаптивные системы управления. Основные сведения. Принципы построения оптимальных систем. Адаптивные системы. Экстремальные системы. Виды адаптивных систем.

15. Логические элементы. Классификация. Статические и динамические параметры и характеристики базовых элементов (ТТЛ, ЭСЛ, ИЛ, МОП) и их модификаций.

16. Классификация и логические основы цифровых устройств. Способы задания логических функций. Минимизация логических функций.

17. Типовые интегральные логические узлы: регистры, счетчики, сумматоры, дешифраторы, мультиплексоры, арифметико-логические узлы. Принципы построения и основные характеристики.

18. Дешифраторы. Шифраторы. Мультиплексоры. Демультиплексоры.

19. Схемотехника запоминающих устройств. Классификация и параметры. БИС биполярных и МОП ОЗУ. Постоянные ЗУ (ПЗУ), программируемые логические матрицы (ПЛМ) и программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).

20. Триггеры. Счетчики. Регистры. Устройства преобразования информации.

21. Усилители. Основные характеристики и методы их улучшения. Особенности анализа и проектирования. Широкополосные усилители. Усилители постоянных сигналов.

22. Принципы построения основных элементов микропроцессорных систем.

23. Нелинейные схемы. Функциональные преобразователи на операционных усилителях.

Аналоговые умножители и модуляторы. Балансные ключи. Компараторы. Схемы выборкихранения. Формирователи и генераторы импульсов.

24. Архитектура базового микропроцессора. Синхронизация базового микропроцессора.

25. Схемотехника цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.

26. Программирование микропроцессора на языке Ассемблер.

27. Принцип программного управления. Назначение, состав и структурная организация процессов. Системы команд. Способы адресации. CISC и RISC процессоры.

28. Организация системы ввода-вывода МС. Периферийные адаптеры и контроллеры.

29. Арифметические устройства ЭВМ. Организация и структура арифметических устройств с фиксированной и плавающей запятой.

30. Периферийные адаптеры и контроллеры.

31. Устройства управления. Методы проектирования УУ с жесткой логикой и программируемой логикой. Организация систем микропрограммного управления.

32. Программируемые логические интегральные схемы.

33. Организация памяти современных ЭВМ. Иерархия памяти. Кэш память. Виртуальная память. Защита памяти.

34. Классификация полупроводниковых запоминающих устройств. Статические запоминающие устройства.

35. Обработка результатов прямых, косвенных и совместных измерений 36. Построение экспериментальных зависимостей методом наименьших квадратов 37. Основные методы аппроксимации экспериментальных данных 38. Метод медианных центров, связь между коэффициентом корреляции и приведенной погрешностью.

39. Методы сглаживания экспериментальных временных рядов 40. Основные типы регистрирующих приборов, их сравнительные характеристики 41. Отклик системы на динамическое воздействие: расчет через АЧХ и функцию Грина 42. Амплитудная, фазовая и частотная модуляция сигналов.

43. Методы и погрешности оцифровки сигналов.

44. Общая схема цифровых приборов 45. Методы импульсной модуляции сигналов.

46. Характеристики случайных процессов и методы их детектирования 47. Квазигармонические сигналы со случайной амплитудой и фазой 48. Корреляционный прием и адаптивная фильтрация 49. Основы факторного анализа 50. Планирование эксперимента при оптимальных условиях 51. Основы идентификации динамических объектов Рекомендуемая основная литература Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учеб.

для вузов, 2-е изд. исправ. М.: Горячая линия – Телеком,2001, 302 с.

Пряников В.С. Схемотехника аналоговых электронных устройств: курс лекций / В.С.

Пряников. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. Ун-та, 2010. – 194 с.

Востриков А.С. Теория автоматического регулирования: Учеб. пособие для вузов/ А.С.Востриков, Г.А. Французова. – М.: Высш. шк., 2004. – 365 с.

Кориков А.М. Основы теории управления. Учебное пособие. ч.1. - Томск, 1999.

Рекомендуемая дополнительная литература Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы. - М.:

Физматлит, 2003. – 288 с.

Пухальский Г.И. Цифровые устройства: Учеб. пособие для студентов технических специальностей вузов. – Спб.: Политехника, 1996. 885 с.

Хоровиц П., Хилл Ч. Искусство схемотехники в 3 т. М.: Мир, 2001, 6 изд. 704 с.

Мочалов М.Ю., Малинин Г.В. Основы микропроцессорной техники. Чебоксары: Изд-во Чуваш.ун-та, 2004. 103 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы 1. Интерактивная среда и язык высокого уровня MATLAB;

Блок-схемная среда моделирования Simulink (MatlWorks).

2. Пакет компьютерных программ для автоматизации проектирования электроники OrCAD (Cadence Design Systems).

3. Журнал Современная электроника. www.soel.ru/issues/ 4. Пакет программ MatLab, MathCad, VisSim, Electronics WorkBench.

5. Пакет программ Microsoft office access, Microsoft office excel.

http://www.irvas.net/stat.htm - Написание и отладка программ для микроконтроллеров 51семейства в среде mVISION-2.

http://www.keil.com/ www.ti.com/msp www.ti.com/contact-ru www.ti.com/ez430-rf www.ti.com/ez