3. Методы и средства решения типовых задач электронной техники

   1. Погрешности численного решения задач электронной техники

Классификация погрешностей:

• Неустранимые погрешности (наследственные ошибки);

• Погрешности метода (ошибки ограничения);

• Вычислительные погрешности (погрешности округления).

Основные источники погрешностей:

• Математическое описание задачи является неточным, не точно заданы исходные данные используемой математической модели (параметры и начальные условия);

• Применяемый для решения задачи численный метод дает приближенное решение (не является точным);

• При вводе, при выполнении арифметических операций компьютером и при выводе данные округляются.

2. Матричные методы анализа электронных схем

Структурные матрицы. Матрицы контуров, узлов, сечений. Методы формирования уравнений электронных схем: узловых потенциалов, контурных токов, сечений. Законы Кирхгофа и Ома в матричной форме.

Формирование систем дифференциальных уравнений электронных схем. Метод переменных состояния.

3. Решение систем линейных алгебраических уравнений. Метод исключения Гаусса

Метод Крамера. Вычисление определителей.

Алгоритм исключения переменных Гаусса. Примеры.

Алгоритмы распараллеливания вычислений на основе метода Гаусса.

4. Решение систем дифференциальных уравнений

Явные и неявные методы. Методы Эйлера, Рунге-Кутта, метод вычисления матрицы перехода. Устойчивость методов. Погрешности решения. Алгоритмы управления величиной шага интегрирования.

Возможности распараллеливания вычислений.

5. Решение задач оптимизации

Постановка задачи оптимизации. Задачи поиска экстремумов функций – критериев оптимизации. Одномерный поиск – методы и алгоритмы. Метод золотого сечения. Методы покоординатного спуска, градиентные методы. Методы случайного поиска.

Возможности распараллеливания вычислений.

4. Решение задач электронной техники средствами программ Mathcad, Matlab, Simulink

Средства решения алгебраических и дифференциальных уравнений и задач оптимизации в программах Mahtcad и Matlab.

Основы программирования в среде Matlab. Принципы структурного программирования. Механизм передачи данных через общее поле памяти.

Анализ динамических систем в среде Simulink. Принципы масштабирования.

Моделирование автогенератора. Моделирование переходных процессов в RLC-цепях. Моделирование автономного инвертора.

Идеи распараллеливания вычислений при анализе динамических систем.

5. Обеспечение информационной безопасности в автоматизированных информационных системах

Понятие информационной безопасности автоматизированных информационных систем (АИС).

Методы и средства обеспечения информационной безопасности:

• Инженерно-технические методы;

• Программные средства;

• Организационные методы и средства;

• Правовые методы и средства;

• Теоретические методы.

Угрозы информационной безопасности автоматизированных информационных систем (АИС). Классификация угроз информационной безопасности.

Организационные меры и меры обеспечения физической безопасности.

Идентификация и аутентификация.

Угрозы безопасности парольных систем. Практические методы и средства реализации парольных систем.

Разграничение доступа.

Защита от угроз нарушения целостности информации.

Криптографические методы обеспечения конфиденциальности и целостности информации.

Методы защиты внешнего периметра.

Системы обнаружения вторжений. Протоколирование и аудит.

Цифровая подпись.

Защита от угроз нарушения доступности информации.