Аннотация к рабочей программе по учебной дисциплине «Электроника и схемотехника» (модуль «Схемотехника») 1. Дисциплина «Электроника и схемотехника» (модуль «Схемотехника») преподается студентам очной полной формы обучения по направлению (специальности) подготовки специалистов по защите информации 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» на 3 курсе в 5 семестре. 2. Цели и задачи дисциплины. - формирование знаний, умения и навыков, позволяющих проводить самостоятельный анализ физических процессов, происходящих в электронных устройствах, как изучаемых в настоящей дисциплине, так и находящихся за ее рамками. - изучение свойств и сравнительных характеристик современных базовых элементов электроники и микроэлектроники; - изучение правил построения функциональных и принципиальных электрических схем аналоговых и цифровых устройств, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку аналоговых и цифровых электрических сигналов; 3. . Место дисциплины в учебном процессе (в структуре ООП) Дисциплина относится к циклу Б3 профессиональных дисциплин и базовой части основной образовательной программы Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах: - «Физика», - «Физические основы электроники», - «Теория электрических цепей (Основы теории цепей)», - «Электроника». Основные положения данной дисциплины должны будут использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин: - «Основы схемотехники», - «Устройства цифровой обработки сигналов», - «Устройства генерирования и формирования сигналов», - «Схемотехника телекоммуникационных устройств», - «Устройства приема и обработки сигналов». 4. Требования к результатам освоения дисциплины: Математический и естественнонаучный цикл. Базовая часть (ОК-5,7,8,9,10; ПК-1-5,7-10) В результате изучения базовой части цикла обучающийся должен: знать: - основные законы термодинамики и молекулярной физики; - основные законы электричества и магнетизма; - основы теории колебаний и волн, оптики; - основы квантовой физики и физики твёрдого тела; - физические явления и эффекты, используемые при обеспечении и формационной безопасности телекоммуникационных систем; уметь: 1 - строить математические модели физических явлений и процессов; - решать типовые прикладные физические задачи; - анализировать и применять физические явления и эффекты для решения практических задач обеспечения информационной безопасности; - анализировать и применять физические явления и эффекты для решения практических задач обеспечения информационной безопасности. владеть: - методами теоретического исследования физических явлений и процессов; - навыками проведения физического эксперимента и обработки его результатов; Профессиональный цикл (ПК1- ПК-35) В результате изучения базовой части цикла обучающийся должен - знать: - проблемы и перспективы развития устройств электроники, микроэлектроники, аналоговых и цифровых устройств различного класса. - методы анализа и синтеза электронных схем; - типовые схемотехнические решения основных узлов и блоков электронной аппаратуры; - основные принципы построения устройств квантовой и оптической электроники; - принципы построения систем на базе микропроцессоров; - современную элементную базу телекоммуникационных систем; - дискретные и цифровые сигналы и системы, основы цифровой обработки сигналов; принципы работы устройств электроники и схемотехники и понимать физические процессы, происходящие в них. - уметь: - работать с современной элементной базой электронной аппаратуры; - применять на практике методы анализа и синтеза устройствэлектроники и схемотехники, приобрести навыки в составлении схем и расчетов последних. уметь применять на практике методы исследования аналоговых и цифровых электронных устройств. выполнять расчеты, связанные с выбором определенных режимов работы активных элементов электронных устройств. проводить компьютерное моделирование и проектирование электронных устройств. иметь навыки экспериментального исследования (на лабораторных занятиях) электронных устройств и навыки пользования измерительной аппаратурой. - владеть: - навыками работы с программными средствами схемотехнического моделирования; - навыками чтения принципиальных схем, построения временных диаграмм и работы узла, устройства и системы по комплекту документации; - навыками анализа электрических цепей; - навыками расчета параметров элементов радиотехнических цепей; - методами анализа и синтеза цифровых устройств; 2 5. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной нагрузки 1. Общая трудоемкость дисциплины 2. Аудиторные занятия: 2.1 Лекции 2.2 Практические занятия 2.3. Семинары 2.4. Лабораторные работы 3. Самостоятельная работа: 3.1. Курсовой проект (работа) 3.2. Расчетно-графические работы 3.3. Реферат 3.4. Другие виды самостоятельной работы 4.Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Всего часов 54 Семестр 5 54 22 22 32 32 -зачет 6. Краткое содержание дисциплины №п/п Наименование раздела Содержание раздела дисциплины Аналоговые устройства 1. Введение. Цели и задачи кур- Значение дисциплины в специальности ИБТС. са. Основные характеристики аналоговых устройств. 2. Аналоговые усилители Принцип электронного усиления. Усилители на биполярных и полевых транзисторах. Схемотехника усилителей. Расчеты и моделирование. 3. Операционные усилители Параметры ОУ. Структурные и принципиальные схемы ОУ. 4. Схемотехника построения Усилители; компараторы; активные фильтры, РЭА на ОУ преобразователи сигналов и сопротивлений. 5. Наноэлектроника и наноВедение в наноэлектронику и нанотехнологии. схемотехника Инструменты нанотехнологий. Наносхемотехника. 6. Аналоговые устройства на Наноэлектроника и микроэлектромеханичеоснове нанотехнологий ские системы; Появление и развитие MEMS и NEMS технологий. Сенсоры. Цифровые устройства 7. Современные цифровые баСвойства и сравнительные характеристики созовые элементы цифро-вой временных цифровых базовых элементов. Остехники новные требования. Схемотехника логики ДТЛ, ТТЛ, ЭСЛ, ИИЛ, И2Л, логики КМОП, nМОП и p-МОП. 8. Схемотехника современных Коды. Преобразователи кодов. Шифраторы, цифровых базовых элементов дешифраторы, мультиплексоры, демульти3 9. Схемотехника запоминающих устройств. 10. Схемотехника ЦАП и АЦП. 11. Цифровые устройства на основе нанотехнологий плексоры, регистры, триггеры, счетчики. ОЗУ статические. ОЗУ динамические. ОЗУ с произвольной выборкой. Статические ОЗУ на биполярных транзисторах. Статические ОЗУ на полевых транзисторах. Схемы динамических ОЗУ. Масочные ПЗУ. Прожигаемые ПЗУ. Репрограммируемые ПЗУ. Принципы работы и характеристики АЦП и ЦАП. Схемотехника ЦАП. Схемотехника АЦП. Одноэлектронные транзисторные структуры. Молекулярный одноэлектронный транзистор. Одноэлектронные цифровые устройства на основе нанотехнологий Составитель: Галочкин Владимир Андреевич, доцент, к.т.н., с.н.с. 4