ВВЕДЕНИЕ

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: общая

электротехника и электроника; метрология, стандартизация и сертификация; основы

теории управления; микропроцессорные системы; информационная техника;

конструирование, проектирование и технология автоматических электронных и

микроэлектронных систем физических установок и автоматизированных систем научных

исследований; технические средства автоматизации и управления; схемотехника ЭВМ.

1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА

1.1 Содержание разделов и тем Раздел 1. Технические средства и преобразовательные элементы и устройства Тема 1. Технические средства получения информации Основные вопросы темы 1. Датчики. Назначение, основные типы датчиков и физические принципы действия.

2. Датчики механических величин (линейных и угловых перемещений, скорости, ускорений, давлений и напряжений).

3. Средства измерения температуры, напряженности магнитного поля.

4. Интерферометрические, дифракционные и волоконно-оптические датчики.

5. Ультразвуковые датчики.

6. Пьезорезонансные датчики.

7. Интеллектуальные датчики.

Тема 2. Преобразовательные элементы и устройства Основные вопросы темы 1. Тензочувствительные элементы, интегральные тензопреобразователи.

2. Термоэлектрические преобразователи, терморезисторы, термопары, датчики Холла, магниторезисторы, магнитотранзисторы, магнитные варикапы, магниточувствительные интегральные схемы.

3. Акустооптические преобразователи и спектроанализаторы.

4. Основы теории погрешности и чувствительности преобразователей.

5. Методы математического описания чувствительности и точности средств преобразования.

Раздел 2. Технические средства приема, преобразования и передачи измерительной и управляющей информации Тема 3. Технические средства приема и преобразования Основные вопросы темы 1. Устройства приема информации оптического излучения (инфракрасного, видимого, ультрафиолетового диапазонов).

2. Многоэлементные фотоприемники, матрицы на приборах с зарядовой связью, вакуумные и газонаполненные фотоэлементы.

3. Устройства ввода и вывода дискретных и число-импульсных сигналов. Устройства гальванической развязки.

4. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Принципы построения.

Основные характеристики и параметры.

Тема 4. Технические средства  передачи измерительной информации Основные вопросы темы 1. Усилители: импульсные, широкополосные, операционные, резонансные, полосовые, селективные.

2. Усилители постоянных сигналов.  Основные характеристики и параметры.

Особенности анализа и проектирования.

Тема 5. Технические средства  передачи  управляющей информации Основные вопросы темы 1. Устройства связи с объектом управления (УСО).

2. Основные типы УСО, принципы организации.

3. Интерфейсы систем управления.

4. Классификация, основные характеристики интерфейсов.

5. Системные (внутримашинные) интерфейсы.

6. Интерфейсы персональных компьютеров.

7. Приборные интерфейсы (IEEE 488, IEC 625.1).

8. Интерфейсы устройств ввода-вывода.

9. Последовательные интерфейсы: RS232C, ИРПС, I2С, USB, RS422, RS485.

10. Параллельные интерфейсы: Centronis, ИРПР, ИРПР-М, EPP/ECP.

Раздел 3. Технические средства обработки, хранения информации и выработки управляющих воздействий Тема 6. Технические средства обработки и хранения информации Основные вопросы темы 1. Принципы функционирования, сравнительные характеристики и предпочтительные области применения устройств хранения информации (магнитные, оптические, магнитооптические, полупроводниковые).

2. Цифровые средства обработки информации в системах управления.

3. Формирующие, импульсные и генерирующие элементы (формирователи импульсов, триггерные схемы, регенеративные импульсные устройства, генераторы линейно изменяющегося напряжения и тока, синусоидальных колебаний, специальных функций).

4. Типовые элементы вычислительной техники: логические элементы, дешифраторы, шифраторы, преобразователи кодов, сумматоры, триггеры, программируемые логические интегральные схемы.

5. Интегральные микросхемы запоминающих устройств (ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ).

Сравнительная оценка характеристик ОЗУ, СОЗУ, ДОЗУ, ППЗУ и др.

Тема 7. Технические средства выработки управляющих воздействий Основные вопросы темы 1. Микропроцессорные средства обработки информации в системах управления.

2. Аппаратная реализация вычислительных алгоритмов в устройствах обработки сигналов, процессоры быстрого преобразования Фурье.

3. Цифровые сигнальные процессоры.

4. Специализированные микропроцессорные контроллеры, программируемые компьютерные контроллеры.

5. Системы автоматизации проектирования цифровых и аналоговых устройств.

6. Типы систем автоматизации.

7. Моделирование функциональное и временное.

8. Проектирование устройств на программируемых логических интегральных схемах Раздел 4. Исполнительные устройства и средства отображения информации Тема 8. Исполнительные устройства Основные вопросы темы 1. Исполнительные устройства. Типовые структуры, состав и характеристики.

2. Исполнительные механизмы и регулирующие органы на базе электропривода постоянного тока, асинхронного электропривода и с шаговыми двигателями.

3. Информационные электрические микромашины автоматических устройств.

4. Тахогенераторы, сельсины, вращающиеся трансформаторы.

5. Интеллектуальные исполнительные устройства, системы позиционирования.

6. Интеллектуальные механотронные исполнительные устройства.

Тема 9. Средства отображения информации Основные вопросы темы 1. Средства звуковой и оптической сигнализации.

2. Типовые средства отображения и документирования информации, устройства связи с оператором.

3. Принципы построения, классификация и технические характеристики.

4. Видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы.

5. Операторские панели и станции.

Раздел 5. Источники питания Тема 10. Источники питания Основные вопросы темы 1. Основные параметры и характеристики источников питания, основные пути обеспечения их высоких эксплуатационных показателей.

2. Стабилизаторы напряжения линейного типа. Стабилизаторы напряжения параметрического типа. Стабилизаторы напряжения и тока с обратной связью.

Принципы построения. Основные характеристики и параметры.

3. Пути и методы повышения эксплуатационных показателей.

4. Импульсные стабилизаторы напряжения. Принципы построения, основные характеристики.

5. Преобразователи постоянного напряжения в переменное. Принципы построения и характеристики.

6. Эталонные источники напряжения и тока.

7. Состояние и перспективы интегрального исполнения источников питания.

8. Источники бесперебойного питания.

Раздел 6. Надежность элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Тема 11. Устойчивость элементов и устройств Основные вопросы темы 1. Устойчивость элементов и устройств к внешним воздействиям.

2. Характеристики климатических воздействий.

3. Механическая прочность.

Тема 12. Радиационная стойкость элементов и устройств Основные вопросы темы 1. Радиационная стойкость элементов и устройств.

2. Виды воздействующих излучений: корпускулярные, квантовые, волновые.

3. Обратимые и остаточные эффекты.

4. Изменение параметров пассивных и активных компонентов под воздействием 5. Пути повышения радиационной стойкости элементов и устройств.

Тема 13. Надежность элементов и устройств Основные вопросы темы 1. Надежность элементов и устройств, ее количественные характеристики.

2. Внезапные и постепенные отказы.

3. Влияние электрических и тепловых режимов элементов на их надежность.

4. Методы повышения надежности.

5. Ускоренные методы испытаний на надежность.

Раздел 7. Оптимизация элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Тема 14. Оптимизация элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Основные вопросы темы 1. Расчет разброса параметров устройств.

2. Детерминированные методы расчета.

3. Варианты расчета на наихудший случай.

4. Численные вероятностные расчеты. Оценка точности. Сравнение методов вероятностного расчета.

5. Оптимизация элементов и устройств.

6. Формулировки задачи оптимального расчета.

7. Алгоритмы одновременного поиска. Одновременный поиск при наличии ограничений и в многоэкстремальных задачах.

8. Простейшие методы многомерного поиска без ограничений.

9. Методы сопряженных направлений.

10. Алгоритмы случайного поиска.

11. Поиск в многоэкстремальных задачах.

12. Многомерный поиск при наличии ограничений.

13. Методы штрафных функций.

1.2. Содержание кандидатского экзамена Кандидатский экзамен проводится в два этапа.

На первом этапе аспирант (соискатель) должен представить список научнопедагогических и научных работ, выполненных им за время учебы по теме диссертационной работы.

Второй этап экзамена проводится устно и включает в себя следующие задания:

ответ в письменном виде на билет.

беседа по вопросам, связанным со специальностью и научной работой Экзаменационный билет состоит из трех теоретических вопросов, тематика которых представлена в данной программе.

На кандидатском экзамене аспирант (соискатель) должен продемонстрировать высокий научный уровень и научные знания по дисциплине «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления».