Математичне моделювання радіоелектронних пристроїв та систем

Метою вивчення дисципліни є формування системи знань щодо створення математичних моделей радіоелектронних пристроїв та систем, здобуття навичок з використання існуючих програмних комплексів та/або розробки власного програмного забезпечення для проведення математичного моделювання в процесі проектування радіоелектронної апаратури.

    Тематика та види навчальних занять Лекційні заняття
Лекція 1. «Знайомство із програмним середовищем MATLAB». Лекція 2. «Обчислювальні та логічні операції у MATLAB».
Лекція 3. «Основні функції для роботи з комплексними числами, матрицями, множинами». Лекція 4. «Структури та комірки, умовний оператор switch, цикли у MATLAB».
Лекція 5. «Функції користувача у MATLAB».
Лекція 6. «Інструменти MATLAB для візуалізації даних».
Лекція 7. «Основи об'єктно-орієнтованого програмування у MATLAB». Лекція 8. «Побудова графічного інтерфейсу користувача».
Лекція 9. «Програмні засоби чисельних методів». Лекція 10. «Операції з рядками та робота з файлами». Лекція 11. «Символьні обчислення».
Лекція 12. «Обробка зображень у MATLAB». Лекція 13. «Теорія полів алгебри Галуа».
Лекція 14. «Інструменти MATLAB для роботи з полями Галуа».
Лекція 15. «Огляд сучасних систем математичного моделювання радіоелектронних пристроїв».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Знайомство із середовищем MATLAB».
Мета заняття: отримати початкові навички роботи у середовищі MATLAB, вивчити основні команди управління і налагодження системи MATLAB.
Лабораторне заняття №2. «Використання вбудованих функцій у MATLAB».
Мета заняття: отримати практичні навички вводу інформації у середовищі матричної лабораторії, обробки математичних виразів, візуалізації результатів обчислень.
Лабораторне заняття №3. «Використання операторів розгалуження у MATLAB».
Мета заняття: закріпити теоретичні відомості про умовний оператор if, логічні та побітові оператори у середовищі MATLAB на прикладі програми, що виконує перетворення чисел. Лабораторне заняття №4. «Обробка функцій у MATLAB».
Мета заняття: отримати практичні навички використання побітових операцій для імплементації булевих функцій, що задані у вигляді алгебраїчної нормальної форми, а також імплементації функцій, що задані графічним способом.
Лабораторне заняття №5. «Матричні обчислення у MATLAB».
Мета заняття: закріпити теоретичні відомості про команди створення матриць у системі MATLAB на прикладі програми, що використовує функції circshift, zeros, ones, eye, а також оператор “:”.
Лабораторне заняття №6. «Вирішення систем рівнянь і робота з масивами у MATLAB».
Мета заняття: отримати практичні навички використання команд MATLAB для вирішення систем рівнянь методом Крамера, а також навички розробки програм що виконують обробку матриць та векторів.
Лабораторне заняття №7. «Моделювання активних аналогових RC фільтрів».
Мета заняття: Вивчення можливостей пакету онлайн моделювання Analog Filter Wizard на прикладі розрахунку і оптимізації фільтра за критерієм мінімуму числа ланок при заданому рівні нерівномірності АЧХ в смузі пропускання і мінімальному груповому часу затримки сигналу.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
   Індивідуальна робота
Мета курсової роботи – закріплення основних теоретичних положень курсу, придбання навичок застосування отриманих знань в процесі моделювання і дослідження телекомунікаційних та радіотехнічних пристроїв і систем.
Здобувач отримує завдання на початку 2-го семестру.
Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок. Кількість розділів – 3. Графічна частина - блок-схема алгоритму та програмний код у середовищі MATLAB на 2 сторінках формату А4. Змістовна послідовність виконання роботи.
1.    Аналіз вимог до розробки власної m-функції користувача, яка повинна послідовно вирішити три задачі відповідно до технічного завдання.
2.    Розробка алгоритму та програмного коду для вирішення першої задачі, а саме: розв’язати задане за варіантом Діофантове рівняння методом перебору. При цьому користувач має ввести параметр a, а також діапазон перебору змінних x,y,z.
3.    Розробка алгоритму та програмного коду для вирішення другої задачі, а саме: записати функцію, що виконує перетворення системи числення, визначене варіантом. Вважати, що користувач вводить вихідне число у вигляді строки.
4.    Розробка алгоритму та програмного коду для вирішення третьої задачі, а саме: розв’язати поставлене згідно до варіанту завдання з обробки натуральних чисел, векторів і матриць.
 
Користувач має передбачити виконання перевірки кількості введених параметрів, і якщо якихось параметрів недостає, функція має повертати необхідне повідомлення.
5.    Висновки до роботи.
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.

    Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Поточний контроль полягає у виконанні
1)    7–и індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних робіт. Бездоганне виконання завдань лабораторних робіт з 1-ї по 2-гу оцінюється у 5 балів, робіт з 3-ї по 7-му у 6 балів.
2)    курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
3)    двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у письмової формі. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.

    Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю
Підсумковий контроль – екзамен. До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менше, ніж на 60%. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач вищої освіти – 100 балів.