Παρασκευή, 24 11 2017

Προπτυχιακά Μαθήματα

Περιεχόμενο Μαθημάτων του Προγράμματος Σπουδών

 Πρόγραμμα Κορμού (1ο-6ο Εξαμηνο Σπουδών)

 

ΕΞΑΜ 1

 

Δ

 Φ

 Ε

 

Σ

Προαπαιτούμενα

1.

Εφαρμοσμένη Φυσική  (μηχανική, θερμοδυναμική,ηλεκτρομαγνητισμός)

3

1

 

 

4

 

1.2

Λογισμός συναρτήσεων μιας μεταβλητής

4

2

 

 

6

 

1.

Ψηφιακή Λογική

2

2

 

 

4

 

1.4 

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

3

 

2

 

5

 

1.5

Γραμμική Άλγεβρα

2

1

 

 

3

 

1.6

Σύγχρονη Φυσική  (κυματική,σχετικότητα, κβαντομηχανική)

3

1

 

 

4

 

1.7

Ξενη Γλώσσα - Τεχνική Ορολογία

 

 

 

 

0

 

 

Συνολικές Ώρες 1ου Εξαμήνου

17

7

2

 

26

 

 

Εφαρμοσμένη Φυσική (μηχανική, θερμοδυναμική,ηλεκτρομαγνητισμός)

Μετρήσεις φυσικών μεγεθών και μονάδες μέτρησης, Ακρίβεια μετρήσεων, μετάδοση σφάλματος, υπολογισμοί σφαλμάτων, Κίνηση σε ευθεία γραμμή, Διανύσματα, Γραφική απεικόνιση 3 διαστάσεων σε 2 διαστάσεις-πρακτικοί κανόνες, Κίνηση σε δύο και τρεις διαστάσεις, Δύναμη και κίνηση, Κινητική ενέργεια και έργο, Κέντρο μάζας και γραμμική ορμή, Περιστροφή, Κύλιση, Ροπή και Στροφορμή, Ταλαντώσεις, Κύματα. 

Θερμοκρασία, θερμότητα και ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής, Η κινητική θεωρία των αερίων, Εντροπία και ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.

Ηλεκτρικό φορτίο, Βαρυτική-Ηλεκτρική δύναμη, Βαρυτικό-Ηλεκτρικό πεδίο, Θεώρημα του Νεύτωνα-Ο νόμος του Gauss, Δυναμική ενέργεια και διατήρηση της ενέργειας, Βαρυτική και ηλεκτρική δυναμική ενέργεια-Ηλεκτρικό δυναμικό, Χωρητικότητα πυκνωτή, Ρεύμα και αντίσταση, Κυκλώματα, Μαγνητικά πεδία, Μαγνητικά πεδία που οφείλονται σε ηλεκτρικά ρεύματα, φαινόμενο Hall, Επαγωγή και συντελεστής αυτεπαγωγής, Εξισώσεις του Maxwell - Ο μαγνητισμός της ύλης.

Σύγχρονη Φυσική (κυματική,σχετικότητα, κβαντομηχανική)

Σχετικότητα: το πείραμα Michelson-Morley, η αρχή της σχετικότητας του Einstein, Σχετικιστική ορμή, Σχετικιστική ενέργεια , Κυματοσωματιδιακός δυϊσμός του φωτός και Κυματο-σωματιδιακός δυϊσμός της ύλης, Εξίσωση του Schrondinger, Αρχή της αβεβαιότητας, Τετραγωνικά δυναμικά, Αρμονικός ταλαντωτής, Άτομο του υδρογόνου, Άτομο σε ένα μαγνητικό πεδίο και η ανάλυση σπιν, Άτομα: το περιοδικό σύστημα των στοιχείων. Δεσμοί μεταξύ ατόμων: ατομικό πρότυπο του Bohr, απαγορευτική αρχή του Pauliκι ατομικό πρότυπο στοιβάδων, άτομα στα στερεά, ιοντικός δεσμός, απωστική δύναμη, μεταλλικός δεσμός, ομοιοπολικός δεσμός, δεσμοί μεταξύ μορίων, σχέση μεταξύ του είδους του δεσμού και των φυσικών ιδιοτήτων ενός στερεού. Στοιχειώδης θεωρία του χημικού δεσμού, Στερεά: αγωγοί-ημιαγωγοί-μονωτές, Ενέργεια Fermi και πυκνότητα καταστάσεων, ηλεκτρικές ιδιότητες και δομή των στερεών. Κρύσταλλοι και κρυσταλλικά στερεά: κρυσταλλικές δομές μέγιστης πυκνότητας, κρυσταλλικές δομές μη μέγιστης πυκνότητας, το κρυσταλλικό πλέγμα, σήμανση κρυσταλλικών επιπέδων, περίθλαση ακτίνων-X, ηλεκτρονικά μικροσκόπια, αλλοτροπικές μεταβάσεις φάσεως (μεταβολή της κρυσταλλικής δομής).

 

Ψηφιακή Λογική    

Δυαδικά Συστήματα: Ψηφιακά Συστήματα, Δυαδικοί Αριθμοί, Μετατροπή Αριθμών σε Μορφές με Άλλη Βάση, Συμπληρώματα, Δυαδικοί Αριθμοί με Πρόσημο, Δυαδικοί Κώδικες, Δυαδική Αποθήκευση και Καταχωρητές, Δυαδική Λογική. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες: Βασικοί Ορισμοί, Αξιωματικός Ορισμός της Άλγεβρας Boole, Βασικά Θεωρήματα και Ιδιότη- τες της Άλγεβρας Boole, Λογικές Συναρτήσεις, Κανονικές και Πρότυπες Μορφές, Άλλες Λογικές Πράξεις, Ψηφιακές Λογικές Πύλες. Ελαχιστοποίηση σε Επίπεδο Πυλών: Η Μέθοδος του Χάρτη, Απλοποίηση γινομένου αθροισμάτων, Συνθήκες αδιαφόρου τιμής, Υλοποίηση με πύλες ΟΧΙ-ΚΑΙ και ΟΥΤΕ, Άλ λες Διεπίπεδες Υλοποιήσεις, Συνάρτηση Αποκλειστικό–Ή. Γλώσσα Περιγραφής Υλικού, (HDL). Συνδυαστική Λογιστική: Συνδυαστικά Κυκλώματα, Διαδικασία Ανάλυσης, Διαδικασία Σχεδιασμού, Δυαδικός Αθροιστής, Δεκαδικός Αθροιστής, Δυαδικός Πολλαπλασιαστής, Συγκριτής Μεγέθους, Αποκωδικοποιητές, Κωδικοποιητές, Πολυπλέκτες. HDL για Συνδυαστικά Κυκλώματα. Σύγχρονη Ακολουθιακή Λογική: Εισαγωγή, Βασικά ακολουθιακά κυκλώματα (Μανδαλωτές, FlipFlops).

 

Εισαγωγή στους Υπολογιστές (Υπολογιστές και Προγραμματισμός Ι)

Ψηφιακή αριθμητική, αναπαράσταση αριθμών. Ψηφιοποίηση Πληροφορίας. Κωδικοποίηση χαρακτήρων. Διαδικαστικός προγραμματισμός με τη γλώσσα Python: Αριθμητικές εκφράσεις και βασικές εντολές, εντολές εισόδου/εξόδου,  εντολές επιλογής. Βρόχοι επανάληψης, συναρτήσεις βιβλιοθηκών (modules), συναρτήσεις οριζόμενες από τον χρήστη. Ακολουθίες, συμβολοσειρές, λίστες και λεξικά. Αρχεία, κλήσεις στο λειτουργικό σύστημα. Αλγόριθμοι ταξινόμησης και αναζήτησης, πολυπλοκότητα. Αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός στην Python, Ορισμός κλάσεων, δημιουργία αντικειμένων, μέθοδοι, κληρονομικότητα. Γραφικές διεπαφές χρήστη, προγραμματισμός με tkinter. Στοιχεία αρχιτεκτονικής υπολογιστών Σύστημα Μνήμης, Ιεραρχία μνήμης, Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Λειτουργικά συστήματα: Διαχείριση διεργασιών, Χρονοπρογραμματισμός διεργασιών, Εικονική μνήμη. Εισαγωγή στα Δίκτυα υπολογιστών και στο Διαδίκτυο. Δικτυακός προγραμματισμός. Ανάκτηση δεδομένων από το διαδίκτυο. Κοινωνική διάσταση πληροφορικής, ελεύθερο λογισμικό. Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακές ασκήσεις που αφορούν αλγοριθμική και προγραμματισμό και ομαδικές εργασίες

 

Λογισμός Συναρτήσεων μιας Μεταβλητής

Παράγωγος συνάρτησης. Διαφορικό συνάρτησης. Αντίστροφες τριγωνομετρικές και υπερβολικές συναρτήσεις. Πεπλεγμένες συναρτήσεις. Παραμετρικές εξισώσεις. Πολικές συντεταγμένες. Τύπος  Taylor – Σειρά Taylor. Αόριστο ολοκλήρωμα. Ορισμένο ολοκλήρωμα και εφαρμογές. Ορισμοί και βασικές έννοιες Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων (ΣΔΕ). Γραμμικές ΣΔΕ πρώτης τάξης. Μέθοδος χωριζομένων μεταβλητών. Ύπαρξη και μοναδικότητα. ΣΔΕ Bernoulli, Riccati. Σειρές αριθμών. Σειρές συναρτήσεων. Δυναμοσειρές. Διωνυμική σειρά. Γενικευμένα ολοκληρώματα. Μετασχηματισμός Laplace.

 

Γραμμική Άλγεβρα

Πίνακες και Άλγεβρα πινάκων. Γραμμικά συστήματα. Ανάστροφος πίνακας και ιδιότητες. Απαλοιφή Gauss, μερική οδήγηση και ανάλυση σε τριγωνικούς πίνακες. Ορίζουσα και ιδιότητες. Αντίστροφος πίνακας. Απαλοιφή Gauss-Jordan. Τάξη πίνακα και υπολογισμός τάξης. Κανονική μορφή. Ομογενή και μη-ομογενή συστήματα. Γραμμικοί μετασχηματισμοί. Εισαγωγή στους διανυσματικούς χώρους. Γραμμική εξάρτηση διανυσμάτων. Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα: ορισμοί και ιδιότητες. Ομοιότητα και διαγωνοποίηση. Τετραγωνικές μορφές. Πολυώνυμα πινάκων και το θεώρημα Cayley-Hamilton. Συναρτήσεις πινάκων. Η εκθετική συνάρτηση.

ΕΞΑΜ 2

 

 

 

 

 

 

Προαπαιτούμενα

 2.1

Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι

3

1

 

 

4

 

 2.2

Λογισμός Συναρτήσεων πολλών μεταβλητών & Διανυσματική Ανάλυση

3

1

 

 

4

 

 2.3

Εργαστηριακή Φυσική

 

 

2

 

2

 

 2.4

Συνήθεις. Διαφορ. Εξισώσεις & Μιγαδικές Συναρτήσεις

2

2

 

 

4

 

  2.

Διαδικαστικός Προγραμματισμός

3

 

2

 

5

 

  2.6

Εισαγωγή στην Επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχ. & Τεχνολογίας Υπολογιστών

2

 

1

 

3

 

  2.7

Τεχνική Μηχανική

3

1

 

 

4

 

 

Συνολικές Ώρες 2ου Εξαμήνου

16

5

5

 

26

 

 

Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι

Συγκεντρωμένα κυκλώματα-Νόμοι Kirchhoff. Στοιχεία κυκλωμάτων-Αντιστάτες. Ιδανικές πηγές. Πραγματικές πηγές. Πυκνωτής. Επαγωγός. Πραγματικά στοιχεία. Ισχύς και ενέργεια στα απλά στοιχεία. Κυματομορφές. Συνδυασμοί ομοειδών απλών στοιχείων (σειρά/παράλληλα). Διαιρέτες. Γέφυρες. Συνδεσμολογία τρίγωνο-αστέρας (Δ-Υ, Π-Τ). Τεχνικές ανάλυσης: Κομβικές τάσεις. Βροχικές εντάσεις. Μετασχηματισμοί πηγών. Ισοδύναμα Thevenin-Norton. Υπέρθεση. Κυκλώματα πρώτης και δεύτερης τάξης. Απόκριση σε βηματική, ημιτονοειδή και κρουστική συνάρτηση. Δυαδικότητα. Γενική μέθοδος ανάλυσης-Τελεστές δεκτικότητας &εμπέδησης. Μόνιμη ημιτονοειδής κατάσταση (ΜΗΚ). Φάσορες. Πλήρης απόκριση σε ΜΗΚ. Επαλληλία. Φάσορες στοιχείων: σύνθετη αντίσταση και αγωγιμότητα.  Κομβικές τάσεις και βροχικές εντάσεις στη ΜΗΚ. Συνάρτηση δικτύου-dB.

 

Τεχνική Μηχανική

Στατική: Δυνάμεις και ροπές. Σημειακές και κατανεμημένες δυνάμεις. Εξωτερικές και εσωτερικές δυνάμεις. Ισορροπία στερεών σωμάτων και κατασκευών. Αξονικές και διατμητικές δυνάμεις και καμπτικές ροπές σε δοκούς.

Δυναμική: Διανύσματα ταχύτητας και επιτάχυνσης σε ευθύγραμμη και κυκλική κίνηση. Κινηματική της ολίσθησης και της κύλισης. Νόμοι του Νεύτωνα. Επίπεδη κίνηση στερεού σώματος.Διατήρηση της ενέργειας.

Ταλαντώσεις: Εισαγωγή στις μηχανικές και ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Ελεύθερη και εξαναγκασμένη ταλάντωση συστήματος ενός βαθμού ελευθερίας. συστήματα με απόσβεση. Ταλάντωση συστήματος δύο και πολλών βαθμών ελευθερίας.

 

Εργαστηριακή Φυσική

Οι εργαστηριακές ασκήσεις περιλαμβάνουν:

Ασκήσεις επεξεργασίας πειραματικών δεδομένων, ακρίβεια μετρήσεων και πειραματικά σφάλματα, μετάδοσης σφάλματος σε υπολογισμούς, γραφικές παραστάσεις μετρήσεων.

Ασκήσεις Μηχανικής: μέτρηση πυκνοτήτων υλικών, μελέτη κίνησης σωμάτων σε υγρό- μέτρηση ιξώδους υγρού, μέτρηση επιτάχυνσης της βαρύτητας.

Ασκήσεις Θερμότητας μελέτη θέρμανσης και εξαέρωσης του νερού, θερμικό ισοδύναμο της θερμότητας.

Ασκήσεις χρήσης παλμογράφου για μέτρηση της ταχύτητας του ήχου και της ταχύτητας του φωτός.

Ασκήσεις Ηλεκτρισμού-Μαγνητισμού:χρήση ηλεκτρονικών πολυμέτρων, μέτρηση και μελέτη ηλεκτρικών πεδίων (σημειακών φορτίων, σημειακού φορτίου και επίπεδης πλάκας, επίπεδων πλακών–μέθοδος των ειδώλων), μέτρηση και μελέτη φόρτισης και εκφόρτισης πυκνωτή, καταγραφή και μελέτη μαγνητικού πεδίου πηνίου.

Ασκήσεις Κυματικής-Σύγχρονης Φυσικής: μελέτη στάσιμων κυμάτων σε χορδή-αρχή κβάντωσης, Μελέτη συμβολής laser-κυματική φύση του φωτός.

 

Διαδικαστικός προγραμματισμός (Υπολογιστές και Προγραμματισμός ΙΙ)

Βασικές έννοιες του προγραμματισμού. Γλώσσες προγραμματισμού υψηλού και χαμηλού επιπέδου. Μεταγλωττιστές. Η έννοια της διεργασίας και απεικόνισή της στο πρόγραμμα. Συναρτήσεις. Διαχείριση πολυπλοκότητας. Οργάνωση πηγαίου κώδικα. Εμβέλεια ονομάτων. Εργαλεία διαχείρισης, εκδόσεων, debuggers, memory debuggers. Αφαιρετικότητα στα δεδομένα και στις διεργασίες. Δομημένη ανάπτυξη προγραμμάτων σε C και τεχνικές αποσφαλμάτωσης (debugging). Έλεγχος ροής προγράμματος. Επανάληψη και αναδρομή. Βασικές τεχνικές επίλυσης προβλημάτων. Εξαντλητική απαρίθμηση. Αριθμητικά προβλήματα. Τύποι μεταβλητών. Έλεγχος τύπων. Κατασκευή τύπων και μετατροπές τύπων. Μονοδιάστατοι και πολυδιάστατοι πίνακες. Δείκτες. Κλήση συναρτήσεων κατ' αξία και αναφορά. Συναρτήσεις της βασικής βιβλιοθήκης. Χρήση και κατασκευή βιβλιοθηκών. Χαρακτήρες και αλφαριθμητικά. Κατασκευή συνδυασμών και αναδιατάξεων. Είσοδος/έξοδος, αρχεία, λειτουργικό. Δομές, Ενώσεις, Χειρισμοί bit και απαριθμήσεις της C. Διαχείριση μνήμης σε C. Οργάνωση της μνήμης σε heap και stack. Προεπεξεργαστής. Δομές δεδομένων: διασυνδεδεμένες λίστες, ουρές, στοίβες, δένδρα: Κατασκευή και αλγόριθμοι αναζήτησης και διαχείρισης. Εισαγωγή στην πολυπλοκότητα. Παράλληλος προγραμματισμός με openMP. Ορθότητα προγράμματος. Assertions. Formal verification. Εισαγωγή στον αντικειμενοστρεφή προγραμματισμό και τη C++

 

Λογισμός Συναρτήσεων Πολλών Μεταβλητών και Διανυσματική Ανάλυση

Όριο και συνέχεια συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Μερική παράγωγος. Διαφορισιμότητα συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Ιακωβιανή ορίζουσα. Πεπλεγμένες συναρτήσεις. Αλλαγή μεταβλητών. Ανάπτυγμα Taylor. Ελεύθερα και δεσμευμένα ακρότατα. Εσωτερικό, εξωτερικό και μεικτό γινόμενο διανυσμάτων. Περιστροφή συστήματος συντεταγμένων. Διανυσματικές συναρτήσεις. Στοιχεία της θεωρίας καμπύλων και επιφανειών. Παράγωγος κατά κατεύθυνση. Οι τελεστές κλίσης, απόκλισης και στροβιλισμού. Πολλαπλά ολοκληρώματα. Επικαμπύλια και επιφανειακά ολοκληρώματα α’ και β’ είδους. Θεωρήματα Green, Gauss και Stokes.

 

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις και Μιγαδικές Συναρτήσεις

Ι. Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις (ΣΔΕ): Συμπεριφορά λύσεων ΔΕ πρώτης τάξης - Παραμετρικές λύσεις, Εξισώσεις Clairaut, Abel. Πλήρεις ΣΔΕ, ολοκληρωτικοί παράγοντες - Πρώτα ολοκληρώματα και γενικές λύσεις μη γραμμικών εξισώσεων δευτέρας τάξεως - Ομογενείς γραμμικές εξισώσεις δευτέρας τάξεως, ορίζουσα Wronski, θεμελιώδεις λύσεις - Ομογενής με σταθερούς συντελεστές - Μη ομογενής εξίσωση δευτέρας τάξεως, μέθοδος προσδιοριστέων συντελεστών, μέθοδος μεταβολής των παραμέτρων - Εφαρμογές σε μηχανικές και ηλεκτρικές ταλαντώσεις - Εξισώσεις Euler - Γραμμικά συστήματα διαφορικών εξισώσεων πρώτης τάξης - Θεώρημα ύπαρξης, μοναδικότητας - Θεμελιώδης πίνακας λύσεων ομογενούς αυτόνομου συστήματος - Λύση μη ομογενούς συστήματος - Ευστάθεια, χαρακτηρισμός της αρχής των αξόνων - Πρώτα ολοκληρώματα, χώρος φάσεων, τροχιές φάσης - Μη γραμμικά αυτόνομα συστήματα πρώτης τάξης - Κρίσιμα σημεία - Γραμμική προσέγγιση - Θεώρημα ευστάθειας - Οριακοί κύκλοι.

ΙΙ. Διαφορικός και Ολοκληρωτικός Λογισμός Μιγαδικών Συναρτήσεων - Εξισώσεις Cauchy-Riemann, Θεώρημα Cauchy, Ολοκληρωτικοί τύποι Cauchy - Μιγαδικές Σειρές Taylor και Laurent - Ολοκληρωτικά υπόλοιπα και εφαρμογές στον υπολογισμό πραγματικών ολοκληρωμάτων. Σύμμορφες απεικονίσεις και εφαρμογές.

 

Εισαγωγή στην Επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού & Τεχνολογίας Υπολογιστών

Το μάθημα προσφέρει σφαιρικές γνώσεις για το αντικείμενο των σπουδών στην επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού και βοηθά στην ανάπτυξη βασικών δεξιοτήτων απαραίτητων για τη μελλοντική εξέλιξη του φοιτητή και την επαγγελματική του σταδιοδρομία. Η ύλη του μαθήματος καλύπτει βασικές έννοιες, μεθόδους και θεωρητικές προσεγγίσεις που θα διδαχθούν σε επόμενα έτη σπουδών με ισορροπημένο τρόπο καλύπτοντας όλες τις περιοχές που θεραπεύονται από τους διαφορετικούς Τομείς του Τμήματος.

Το μάθημα επίσης βοηθά στην εξοικείωση των φοιτητών σε θέματα παιδαγωγικού / πολιτιστικού / οικονομικού περιεχομένου και στην ανάπτυξη δεξιοτήτων, δημιουργικότητας, κριτικής σκέψης, οργάνωσης - σχεδιασμού και ομαδικότητας. Έμφαση δίνεται και στην διεπιστημονικότητα, ιστορική εξέλιξη, μελλοντικές προοπτικές, πολιτισμικές δυνατότητες, κοινωνική προσφορά και ηθικές και οικονομικές επιπτώσεις του έργου του ηλεκτρολόγου μηχανικού.

 Η διδακτική ύλη του μαθήματος βασίζεται σε παραδόσεις / διαλέξεις διδασκόντων που επιλέγονται από τους Τομείς εξειδίκευσης του Τμήματος και με τις διαλέξεις τους καλύπτουν όλο το φάσμα των περιοχών που θα διδαχθούν στα επόμενα έτη σπουδών. Το υλικό αυτό αποτελεί και την βάση για ατομική εργασία που θα συντάξει ο κάθε φοιτητής. Επιπλέον στο μάθημα συμπεριλαμβάνει και εργαστήριο / εργασία, όπου δίδονται προς επίλυση σύνθετες ομαδικές εργασίες (projects) που επιλύονται από ομάδες 4-6 φοιτητών.

ΕΞΑΜ 3

 

 

 

 

 

 

Προαπαιτούμενα

 3.1

Ηλεκτρικά Κυκλώματα ΙΙ

3

1

2

 

6

 

 3.2

Πιθανοθεωρία και Στατιστική

3

1

 

 

4

 

 3.3

Τεχνολογία Αντικειμένων (Αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός)

2

1

 

 

3

 

 3.4

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις και Μετασχηματισμοί

4

1

 

 

5

 

 3.5

Ηλεκτροτεχνικά-Ηλεκτρονικά Υλικά

3

1

 

 

4

 

 3.6

Ψηφιακά  Κυκλώματα και Συστήματα

2

1

1

 

4

 

 3.7

Ιστορία/Κοινωνική Επιστήμη

 

 

 

 

0

 

 

Συνολικές Ώρες 3ου Εξαμήνου

17

6

3

 

26

 

 

Ηλεκτρικά Κυκλώματα ΙΙ

Μαγνητικά συζευγμένα κυκλώματα. Θεωρία γράφων και εφαρμογές στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Ο μετασχηματισμός Laplace και η εφαρμογή του στην ανάλυση κυκλωμάτων στα πεδία χρόνου και συχνότητας. Συνέλιξη. Ανάλυση κυκλωμάτων με καταστατικές εξισώσεις. Δίθυρα κυκλώματα. Θεωρήματα κυκλωμάτων.

 

Ψηφιακά Κυκλώματα και Συστήματα

Ανάλυση σύγχρονων ακολουθιακών κυκλωμάτων (Εξισώσεις, πίνακες και διαγράμματα καταστάσεων), Ελαχιστοποίηση και κωδικοποίηση καταστάσεων, Μηχανές πεπερασμένων καταστάσεων (Mealy & Moore μηχανές), Διαδικασία Σχεδιασμού (Πίνακες καταστάσεων και διέγερσης, Σχεδιασμός με JK, T, D flip-flops). Παραδείγματα σχεδιασμών. Καταχωρητές και μετρητές: Καταχωρητές Ολίσθησης (Παράλληλη/σειριακή φόρτωση, αμφίδρομοι καταχωρητές κλπ.), Μετρητές ριπής (Δυαδικοί, BCD μετρητές), Σύγχρονοι μετρητές, Μετρητές με αχρησιμοποίητες καταστάσεις, Μετρητές δακτυλίου, Μετρητής Johnson. Μνήμη και προγραμματιζόμενη λογική: Μνήμη τυχαίας προσπέλασης-RAM (ανάγνωση/ εγγραφή, χρονισμός, τύποι μνημών), Αποκωδικοποίηση μνήμης, Ανίχνευση και διόρθωση λαθών, Μνήμη ανάγνωσης μόνο (ROM, EEPROM), Προγραμματιζόμενη λογική (PLAs, PALs, PLDs, FPGAs). Σχεδίαση σε επίπεδο Καταχωρητή: Εισαγωγή και ορολογία, Αλγοριθμικές μηχανές καταστάσεων (διαγράμματα ASM, απλοποίηση, χρονισμός), Λογικό κύκλωμα ελέγχου, Σχεδιασμός με πολυπλέκτες, Σχεδιασμός χωρίς κυνηγητά, Παραδείγματα σχεδιασμών. Ασύγχρονη ακολουθιακή λογική: Εισαγωγή, Διαδικασία ανάλυσης (πίνακες μεταβάσεων και ροής, συνθήκες κυνηγητού, ευστάθεια), Κυκλώματα με μανδαλωτές, Διαδικασία σχεδιασμού, Ελαχιστοποίηση καταστάσεων, Κωδικοποίηση καταστάσεων για την απο- φυγή κυνηγητών, Σπινθήρες. Γλώσσες περιγραφής υλικού (HDL) για την περιγραφή ψηφιακών συστημάτων. Οι εργαστηριακές ασκήσεις εστιάζουν στην σχεδίαση κυκλωμάτων με χρήση HDL  και υλοποίηση σε PLD/FPGAs.

Ηλεκτροτεχνικά-Ηλεκτρονικά Υλικά

Στοιχειώδεις έννοιες: ατομική δομή, ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις, περιοδικός πίνακας, δεσμοί ατόμων/μορίων, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, κυματοσωματιδιακός δυϊσμός της ύλης.

Ηλεκτρικές ιδιότητες μετάλλων: κλασική θεωρία ηλεκτρικής αγωγής του Drude, αποτυχίες του κλασικού προτύπου, κβαντική θεωρία ηλεκτρικής αγωγιμότητας του Bloch, θεωρία ζωνών των στερεών, κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ενεργειακών καταστάσεων (η κατανομή Fermi-Dirac), πυκνότητα καταστάσεων, το πρότυπο του ελεύθερου ηλεκτρονίου, πυκνότητα κατειλημμένων καταστάσεων, θεωρία ζωνών της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Η διασύνδεση επιπέδων στα ολοκληρωμένα κυκλώματα.

Ημιαγωγοί: θεωρία ζωνών των στερεών, η διαφορά μεταξύ μονωτών κι ημιαγωγών, οπές, οπτικές ιδιότητες ημιαγωγών, ενεργός μάζα, ημιαγωγοί τύπου-n, ημιαγωγοί τύπου- p, φορείς πλειονότητας και μειονότητας, φαινόμενο Hall, εφαρμογή του προτύπου του ελεύθερου ηλεκτρονίου στους ημιαγωγούς . Ενώσεις μεταξύ δύο μετάλλων (δυναμικό επαφής), επαφή pn (ποιοτική περιγραφή), πολωμένη επαφή pn (ποιοτικά), πολωμένη επαφή p-n (ποσοτικά),  ετεροεπαφές, διατάξεις οπτοηλεκτρονικής, φωτοδίοδος, φαινόμενο laser.

Διηλεκτρικά – Μονωτές και Διατάξεις: επαγόμενη πόλωση, λοιποί μηχανισμοί πόλωσης, εξάρτηση της διηλεκτρικής σταθεράς από τη συχνότητα, συντονισμένη απορρόφηση και χαλάρωση διπόλων, προσμείξεις σε διηλεκτρικά, πιεζοηλεκτρισμός, φερροηλεκτρισμός, διηλεκτρική διάσπαση. Οξείδια στη μικρο- και νανο-ηλεκτρονική.

Μαγνητικές ιδιότητες Υλικών και Διατάξεις: μακροσκοπικά μαγνητικά μεγέθη, ατομικοί μαγνήτες, υλικά με μαγνητική ροπή, παραμαγνητισμός του Pauli, παραμαγνητισμός Curie, εύτακτα μαγνητικά υλικά, θερμοκρασιακή εξάρτηση μονίμων μαγνητών, θεωρία ζωνών του φερρομαγνητισμού, φερρομαγνητικές περιοχές, μαλακοί και σκληροί μαγνήτες, εφαρμογή μαγνητικών υλικών σε διατάξεις αποθήκευσης πληροφορίας.

Υπεραγωγιμότητα και Διατάξεις: ανακάλυψη της υπεραγωγιμότητας, ειδική αντίσταση ενός υπεραγωγού, φαινόμενο Meissner, ημιαγωγοί τύπου ΙΙ, τύπος Ι και τύπος ΙΙ υπεραγωγιμότητας, υπεραγωγοί υψηλών θερμοκρασιών, υπεραγώγιμοι μαγνήτες, μαγνητόμετρα SQUID.

 

Τεχνολογία Αντικειμένων

Η σημασία του λογισμικού για τον Ηλεκτρολόγο Μηχανικό και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Ενσωματωμένα συστήματα. Συστήματα Μηχανοτρονικής. Υπερ-Φυσικά Συστήματα (Cyber-Physical Systems). Διαδίκτυο των Αντικειμένων. Σύγχρονες τάσεις. Η σημασία του αντικειμενοστρεφούς παραδείγματος στην ανάπτυξη συστημάτων. Βασικοί μηχανισμοί για αντιμετώπιση της πολυπλοκότητας. Αφαιρετικότητα στις διεργασίες, αφαιρετικότητα στα δεδομένα. Επίπεδο αφαιρετικότητας υλικού-HAL. Περιορισμοί του διαδικαστικού προγραμματισμού. Η μετάβαση από τον Διαδικαστικό στον Αντικειμενοστρεφή Προγραμματισμό. H αλλαγή παραδείγματος προγραμματισμού (paradigm shift). Εισαγωγή στην Τεχνολογία αντικειμένων.  Αντικείμενο, Κλάση, Στιγμιότυπο. Το πρόγραμμα ως συνάθροιση αντικειμένων. Βασικά διαγράμματα της UML. Διάγραμμα κλάσεων. Διάγραμμα αλληλεπίδρασης αντικειμένων, use cases. Αναπαράσταση δομής και συμπεριφοράς συστήματος. Το νοητικό μοντέλο του Αντικειμενοστρεφούς Προγραμματισμού. Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού Java. Η Java ως επέκταση της C. Η βασική βιβλιοθήκη της Java. Περιβάλλοντα ανάπτυξης εφαρμογών. Κληρονομικότητα, απλή και πολλαπλή. Η κατασκευή του interface. Πολυμορφισμός, early vs. late binding. Αφαιρετικότητα στην επικοινωνία με τον χρήστη. Γραφικές διεπαφές. Το Abstract Window Toolkit (awt). Μηχανισμός διαχείρισης συμβάντων (Event Handling). Διαχείριση εξαιρέσεων (exception handling). Συλλογή απορριμμάτων (Garbage collection). Πολυ-νηματική επεξεργασία (Multithreding). Υποστήριξη στην ανάπτυξη κατανεμημένων διαδικτυακών εφαρμογών (network programming). Το μοντέλο πελάτη – εξυπηρετητή. Servlets. Socket programming. Αυξάνοντας την αφαιρετικότητα στο προγραμματισμού πάνω από το διαδίκτυο. Το παράδειγμα της Java. Υπηρεσιοστρεφής αρχιτεκτονική (Service Oriented Architecture). Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων. Το αντικειμενοστρεφές παράδειγμα σε άλλες γλώσσες, C++, C#, Python

 

Πιθανοθεωρία και Στατιστική

Ι. Πιθανότητες: Βασικές έννοιες πιθανοθεωρίας. Συνδυαστική ανάλυση και εφαρμογές. Δεσμευμένες πιθανότητες. Θεωρήματα ολικής πιθανότητας και Bayes. Μονοδιάστατες και πολυδιάστατες τυχαίες μεταβλητές. Συναρτήσεις κατανομής, πιθανότητας και πυκνότητας. Συναρτήσεις τυχαίων μεταβλητών. Ανεξαρτησία τυχαίων μεταβλητών. Κατανομές υπό συνθήκη. Ροπές και ροπογεννήτριες. Συνδιασπορά και συσχέτιση. Μελέτη χρήσιμων προτύπων: Κατανομές Bernoulli, διωνυμική, υπεργεωμετρική, γεωμετρική, αρνητική διωνυμική, Poisson, ομοιόμορφη, εκθετική, Γάμμα, κανονική, χ2, t, F. Η διαδικασία Poisson. Ανισότητες Markov και Chebychev.

ΙΙ. Στατιστική: Περιγραφική στατιστική. Δειγματοληπτικές κατανομές και βασική θεωρία κανονικού πληθυσμού. Κεντρικό Οριακό Θεώρημα. Αρχές σημειοεκτιμητικής. Εκτιμητική διαστήματος: Διαστήματα εμπιστοσύνης για τη μέση τιμή, αναλογία και διασπορά ενός πληθυσμού. Διαστήματα εμπιστοσύνης για τη διαφορά μέσων τιμών, αναλογιών και λόγου διασπορών δύο πληθυσμών. Έλεγχοι Υποθέσεων για τη μέση τιμή, αναλογία και διασπορά ενός πληθυσμού. Έλεγχοι Υποθέσεων για τη διαφορά μέσων τιμών, αναλογιών και λόγου διασπορών δύο πληθυσμών. Γραμμική Παλινδρόμηση: το Απλό Γραμμικό Μοντέλο.

 

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις και  Μετασχηματισμοί

Ι. Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις (ΜΔΕ): Βασικές έννοιες. ΜΔΕ πρώτης τάξης. ΜΔΕ δεύτερης τάξης. Ταξινόμηση ΜΔΕ . Κανονικές μορφές ΜΔΕ. Πρόβλημα Cauchy. Προβλήματα Συνοριακών Τιμών. Μέθοδος χωριζομένων μεταβλητών: Επίλυση μονοδιάστατων ομογενών και μη ομογενών παραβολικών και υπερβολικών εξισώσεων (Διάχυσης και Κύματος) και εξίσωση Lalpace σε καρτεσιανές συντεταγμένες. Λύση D’ Alembert της Εξίσωσης κύματος. Επίλυση των εξισώσεων Laplace, Poisson και Helmholtz σε Πολικές και Κυλινδρικές συντεταγμένες.

ΙΙ. Ειδικές Συναρτήσεις, Γάμμα, Σφάλματος, Bessel I και ΙΙ, Πολυώνυμα Legendre, ιδιότητες και γεννήτριες συναρτήσεις - Μετασχηματισμός Laplace, Συνάρτηση Βήματος, Θεώρημα Συνέλιξης, Εφαρμογές σε Διαφορικές και  Ολοκληροδιαφορικές Εξισώσεις - Προβλήματα Συνοριακών Τιμών, Προβλήματα Ιδιοτιμών, Κανονικό πρόβλημα Sturm-Liouville - Σειρές Fourier, Μετασχηματισμoί Fourier, ιδιότητες και εφαρμογές στην επίλυση Μερικών Διαφορικών Εξισώσεων.


 

ΕΞΑΜ 4

 

 

 

 

 

 

Προαπαιτούμενα

4.

Οργάνωση Υπολογιστών

3

1

 

 

4

 

4.2

Μικροηλεκτρονικές Διατάξεις και Κυκλωματα

4

1

 

 

5

 

4.3

Δίκτυα Επικοινωνιών

2

1

2

 

5

 

4.4 

Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ι

2

1

 

 

3

 

4.5

Σήματα και Συστήματα

4

1

 

 

5

 

4.6

Ανάλυση Δικτύων Ισχύος

3

1

 

 

4

 

 

Συνολικές Ώρες 4ου Εξαμήνου

18

6

2

 

26

 

 

Οργάνωση Υπολογιστών

Γενικές έννοιες: Εκτέλεση προγράμματος, Ζητήματα απόδοσης και κατανάλωσης ενέργειας, μονό-επεξεργαστικά & πολύ-επεξεργαστικά συστήματα. Μετρικές απόδοσης (CPI, IPS, …), πλάνες και παγίδες, νόμος του Amdahl.

Η γλώσσα του υπολογιστή: Λειτουργίες υλικού. Σύνολο εντολών (εντολές αριθμητικών και λογικών πράξεων, εντολές λήψεις απόφασης). Διαδικασίες και συναρτήσεις. Διευθυνσιοδότηση εντολών. Μετάφραση και εκτέλεση προγράμματος.

Αριθμητική για υπολογιστικά συστήματα: Αλγόριθμοι πρόσθεσης, αφαίρεσης, πολλαπλασιασμού και διαίρεσης. Αριθμητική κινητής υποδιαστολής, αλγόριθμοι πρόσθεσης, πολλαπλασιασμού, κυκλωματικές υλοποιήσεις.

Ο επεξεργαστής: Υλοποίηση κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (κυκλώματα χειρισμού δεδομένων και ελέγχου). Διοχέτευση (pipeline) και απόδοση υπολογιστικών συστημάτων. Υλοποίηση επεξεργαστή με διοχέτευση. Κίνδυνοι δεδομένων και αντιμετώπιση τους (προώθηση, καθυστέρηση), κίνδυνοι ελέγχου. Πρόβλεψη διακλαδώσεων(στατική, δυναμική). Εξαιρέσεις.

Μνήμη: Τύποι κυκλωμάτων μνήμης. Ιεραρχία μνήμης. Επίδραση μνήμης στην συνολική απόδοση. Κρυφή μνήμη (cache memory), τρόποι οργάνωσης κρυφής μνήμης. Παράμετροι κρυφής μνήμης, βελτίωση απόδοσης κρυφής μνήμης. Εικονική μνήμη: Φυσική και εικονική διεύθυνση, μετάφραση διεύθυνσης, σφάλματα σελίδας, τμηματοποίηση, πίνακας σελίδων, κρυφή μνήμη αναζήτησης μετάφρασης (Transaction Lookahead BufferTLB).

Είσοδος/έξοδος (Ε/Ε) και αποθηκευτικά μέσα: Αποθήκευση σε σκληρό δίσκο, μνήμη flash. Σύνδεση επεξεργαστή, μνήμης και συσκευής Ε/Ε (σύγχρονη διεπαφή, ασύγχρονη διεπαφή, πρωτόκολλα χειραψίας). Διασύνδεση συσκευών Ε/Ε με επεξεργαστή, μνήμη και λειτουργικό σύστημα: Ε/Ε με απεικόνιση στη μνήμη (memory mappedI/O), E/Eοδηγούμενη από διακοπές, επίπεδα προτεραιότητας διακοπών. Μεταφορά δεδομένων μεταξύ συσκευής Ε/Ε και μνήμης, άμεση προσπέλαση μνήμης (DMA).

 

Δίκτυα Επικοινωνίας Υπολογιστών

Εισαγωγή: Δίκτυα υπολογιστών και Διαδίκτυο (άκρα και πυρήνας Διαδικτύου).  Πρωτόκολλο επικοινωνίας. Διαστρωμάτωση πρωτοκόλλων (OSI).  Η στοίβα πρωτοκόλλων του Διαδικτύου.  Δίκτυα με Virtual Circuits και Datagrams.  Καθυστέρηση και απώλειες πακέτων σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων και μεταγωγής κυκλωμάτων.  Το Στρώμα Εφαρμογής (ΣΕ): Αρχές των πρωτοκόλλων του ΣΕ (WEB – HTTP, FTP, SMTP, DNS).

Στοιχεία Θεωρίας Τηλεπικοινωνιακής Κίνησης

Το Στρώμα Ζεύξης Δεδομένων (ΣΖΔ): H βασική λειτουργία. Κανάλια πολυεκπομπής και PPP (Point-to-Point Protocol). Υπηρεσίες του ΣΖΔ. Κάρτες διεπαφών δικτύου. Τεχνικές ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών. Πρωτόκολλα MAC (Media Access Control) - Πρωτόκολλα διαμελισμού καναλιού: TDM, FDM, CDMA. - Πρωτόκολλα τυχαίας προσπέλασης: Aloha, Slotted Aloha, CSMA, CSMA/CD (Ethernet). Πρωτόκολλα που μεταδίδεις όταν έλθει η σειρά σου (εκ περιτροπής): Polling – Token Pass. To LAN ως πρωτόκολλο του ΣΖΔ.  Μεταγωγείς ΣΖΔ (Γέφυρες - Bridges).  Αλγόριθμος δημιουργίας δένδρου επικάλυψης (Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d).

Το Στρώμα Δικτύου (ΣΔ): Η βασική λειτουργία. Το μοντέλο εξυπηρέτησης του ΣΔ (Virtual Circuits – Datagrams). Δρομολόγηση.  Αλγόριθμοι δρομολόγησης: Κεντρικός (Dijkstra) και Κατανεμημένος (Bellman-Ford, Διανύσματος Απόστασης). Ιεραρχική δρομολόγηση. Το πρωτόκολλο IP. Διευθύνσεις IPv4. Μέθοδος CIDR για την αναπαράσταση διευθύνσεων IPv4.  Δρομολογητές (Routers): Εσωτερική δομή, Υλοποίηση δρομολόγησης, Προώθηση datagram, Μπλοκάρισμα HOL ("head of line blocking").  Μετάδοση του datagram IPv4 από τον πομπό στον δέκτη: Πίνακες δρομολόγησης, Κατάτμηση (fragmentation). Χειρισμός διευθύνσεων IPv4 – Χωρισμός σε υποδίκτυα μέσω μάσκας υποδικτύου (subnet mask).  Το πρωτόκολλο ICMP. Δρομολόγηση στο Διαδίκτυο μεταξύ Αυτόνομων Συστημάτων (RIP, OSPF), και εντός των αυτόνομων συστημάτων (BGP). IPv6 – Δομή. Μετάβαση από το IPv4 στο IPv6.

Το Στρώμα Μεταφοράς (ΣΜ): Η βασική υπηρεσία που προσφέρει το ΣΜ. Το ΣΜ του Διαδικτύου. Πως γίνεται η βασική λειτουργία της πολυπλεξίας/αποπολυπλεξίας του ΣΜ, Το πρωτόκολλο UDP (Δομή του πακέτου, Έλεγχος αθροίσματος για σωστή μετάδοση και λήψη πακέτου). Αρχές της αξιόπιστης μετάδοσης πακέτων: Κτίζοντας ένα πρωτόκολλο του ΣΜ για αξιόπιστη μετάδοση πακέτων πάνω σε ένα απολύτως αξιόπιστο κανάλι μετάδοσης. Αξιόπιστη μετάδοση όταν στο κανάλι υπεισέρχονται λάθη στα bits μετάδοσης – πρωτόκολλο stop & wait. Αξιόπιστη μετάδοση όταν στο κανάλι υπεισέρχονται όχι μόνον λάθη στα bits μετάδοσης αλλά και απώλειες πακέτων.  Βελτίωση της απόδοσης των πρωτοκόλλων τύπου "stop & wait" με την μέθοδο "pipelining" (πολλαπλή μετάδοση πριν από αναμονή ACK). Το πρωτόκολλο TCP – Δομή.  H TCP σύνδεση.  Round-Trip Time.  Υπολογισμός του μήκους του πεδίου “sequence numbers”Έλεγχος ροής – Υπολογισμός βέλτιστου παραθύρου μετάδοσης.  Έλεγχος συμφόρησης με το TCP (TCP Tahoe/Reno). 

 

Μικροηλεκτρονικές Διατάξεις και Κυκλώματα

Ημιαγωγικές διατάξεις. Ηλεκτρονικά συστήματα. Μη γραμμικά κυκλώματα, Δίοδοι, Γραμμι- κοποίηση, εφαρμογές κυκλωμάτων. Τρανζίστορ επαφής πεδίου (JFET), Τρανζίστορ πεδίου/ μετάλλου οξειδίου (MOSFET), Διπολικά τρανζίστορ επαφής (ΒJT), τεχνολογία CMOS. Πόλωση. Μοντέλα τρανζίστορ, ενισχυτές μίας βαθμίδας, το τρανζίστορ σαν διακόπτης- διακόπτης CMOS, χρόνοι απόκρισης. Εξοικείωση με το SPICE. Ολοκληρωμένα κυκλώματα, τεχνολογία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Άλλες σύγχρονες μικροηλεκτρονικές διατάξεις και αισθητήρες (MESFETs, HEMTs, CMOSbased SENSORs). Ενισχυτές πολλαπλών βαθμίδων. Φωτοδίοδοι, LEDs.

 

Ανάλυση Δικτύων  Ισχύος

Ανάλυση μονοφασικών κυκλωμάτων στην μόνιμη ημιτονοειδή κατάσταση λειτουργίας: Η ημιτονοειδής πηγή, η ημιτονοειδής απόκριση, η έννοια του φασικού διανύσματος, τα παθητικά στοιχεία κυκλώματος στο πεδίο συχνότητας, νόμοι και μέθοδοι για την ανάλυση κυκλωμάτων στο πεδίο συχνότητας, συντονισμός σειράς και παράλληλος συντονισμός. Ισχύς σε κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση: Στιγμιαία, πραγματική και άεργος ισχύς, η έννοια της μιγαδικής ισχύος, φαινόμενη ισχύς, το τρίγωνο ισχύος, διόρθωση συντελεστή ισχύος, ισοδύναμα κυκλώματα φορτίων. Κυκλώματα με περιοδική μη ημιτονοειδή διέγερση: Αρμονικές, ισχύς με περιοδικές μη ημιτονοειδείς τάσεις και ρεύματα. Πολυφασικά συστήματα: Διφασικό σύστημα. Συμμετρικό τριφασικό σύστημα με συμμετρική φόρτιση. Μονοφασικό ισοδύναμο κύκλωμα. Συμμετρικό τριφασικό σύστημα με ασύμμετρη φόρτιση. Μετατόπιση του ουδέτερου σημείου του φορτίου ως προς το ουδέτερο σημείο της πηγής. Πραγματική, άεργος και φαινόμενη ισχύς σε τριφασικά κυκλώματα με συμμετρική και ασύμμετρη φόρτιση. Μέτρηση ενεργού και άεργου ισχύος σε συμμετρικά και ασύμμετρα τριφασικά κυκλώματα. Διάταξη ARON για τη μέτρηση πραγματικής και άεργου ισχύος. Προσδιορισμός της ακολουθίας των φάσεων. Συμμετρικές συνιστώσες: Ορισμός συμμετρικών συνιστωσών. Ακολουθιακά κυκλώματα φορτίων. Ασύμμετρο τριφασικό σύστημα τάσεων με συμμετρική φόρτιση. Ακολουθιακά κυκλώματα. Ισχύς συμμετρικών συνιστωσών.

 

Σήματα & Συστήματα

Συνεχής χρόνος: Σήματα και συστήματα (γραμμικά και χρονικά αμετάβλητα). Ανάλυση στο πεδίο του χρόνου (συνέλιξη). Ανάλυση στο πεδίο της συχνότητας (μετασχηματισμός και σειρά Fourier). Απόκριση συχνότητας συστημάτων. Μετασχηματισμός Fourier 2 & 3 διαστάσεων. Μετασχηματισμός Hartley. Μετασχηματισμός Hilbert. Συσχέτιση σημάτων.

Διακριτός χρόνος: Συστήματα διακριτού χρόνου (γραμμικά και χρονικά αμετάβλητα). Συνέλιξη σημάτων διακριτού χρόνου. Μετασχηματισμός Fourier διακριτού χρόνου (DTFT). Διακριτός μετασχηματισμός Fourier (DFT). Ταχύς μετασχηματισμός Fourier (FFT). ΜετασχηματισμόςΖ. Δειγματοληψία σημάτων. Απόκριση συχνότητας συστημάτων διακριτού χρόνου.

Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ι

Οι θεμελιώδεις εξισώσεις των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Η σχέση της ηλεκτρομαγνητικής με την υκλωματική θεωρίας. Στοιχεία διανυσματικής ανάλυσης, συστήματα συντεταγμένων, βάθμωση, απόκλιση, στροβιλισμός, Θεωρήματα Gauss, Stokes και Helmholtz. Ηλεκτροστατικό και ηλεκτροομοιοστατικό πεδίο. Νόμος του Coulomb. Κατανομές ηλεκτρικού φορτίου. Ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σημειακών και συνεχών κατανομών του φορτίου. Επίπεδες και στερεές γωνίες. Νόμος του Gauss σε ολοκληρωτική και διαφορική μορφή. Ηλεκτρική ροή. Ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό δυναμικό. Κυκλοφορία της εντάσεως του ηλεκτρικού πεδίου, σχέση δυναμικού και έντασης ηλεκτρικού πεδίου. Αγωγοί, συνθήκες στο εσωτερικό και στην επιφάνεια των αγωγών. Οπτική απεικόνιση των ηλεκτροστατικών πεδίων. Θεώρημα της αμοιβαιότητας του Green. Επαγόμενα φορτία. Εξισώσεις Poisson και Laplace, προβλήματα οριακών τιμών. Μέθοδος ειδώλων, είδωλα μη στατικών φορτίων. Μέθοδος πολυπόλων, πολυπολικό ανάπτυγμα του δυναμικού, ηλεκτρικό δίπολο. Διηλεκτρικά, πόλωση, φορτία πολώσεως, πεδία πολωμένου διηλεκτρικού, νόμος του Gauss στα διηλεκτρικά, είδη διηλεκτρικών, διηλεκτρική σταθερά, διηλεκτρική αντοχή, συνοριακές συνθήκες στην διαχωριστική επιφάνεια δύο μέσων, εξισώσεις Poisson - Laplace στα διηλεκτρικά, μικροσκοπική θεωρία των διηλεκτρικών. Ηλεκτροστατική θωράκιση. Ηλεκτροστατική ενέργεια, πεδιακός υπολογισμός της ενέργειας. Συστήματα αγωγών, συντελεστές δυναμικού και χωρητικότητας. Χωρητικότητα απομονωμένου αγωγού, πυκνωτές, μεθοδολογίες υπολογισμού της χωρητικότητας, μερικές χωρητικότητες, χωρητικότητα λειτουργίας, χωρητική σύζευξη. Ηλεκτροστατικές δυνάμεις και ροπές, μέθοδος Coulomb, μέθοδος εικονικού έργου, ηλεκτροστατική πίεση, μέθοδος τανυστή πίεσης του Maxwell. Μέθοδος διαχωρισμού των μεταβλητών. Εισαγωγή στις αριθμητικές μεθόδους, μέθοδος των πεπερασμένων διαφορών.


 

ΕΞΑΜ 5

 

 

 

 

 

 

Προαπαιτούμενα

 5.1

Ηλεκτρομαγνητικά πεδία ΙΙ

3

1

 

 

4

 

 5.2

Ολοκληρωμένα Ηλεκτρονικά

4

1

2

 

7

 

  5.

Συστήματα Επικοινωνιών

2

1

1

 

4

 

 5.4

Επεξεργασία Σημάτων

3

1

 

 

4

 

 5.5

Αριθμητική Ανάλυση

2

 

 1

 

3

 

 5.6

Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας

3

1

 

 

4

 

 

Συνολικές Ώρες 5ου Εξαμήνου

17

5

4

 

26

 

 

Συστήματα Επικοινωνιών

Εισαγωγή: Έννοια και μοντέλο επικοινωνίας (Shannon-Weaver). Βασικά μέρη και πόροι τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Είδη επικοινωνίας. Αναλογικά και Ψηφιακά Συστήματα. (Πομπός - Κανάλι Μετάδοσης - Δέκτης). Προβλήματα κατά την Μετάδοση  (Παραμόρφωση Παρεμβολή). Λόγοι (ανάγκη) Διαμόρφωσης. Απλά παραδείγματα. Σύντομη ιστορική αναδρομή.

Αναλογική μετάδοση: Διαμόρφωση Πλάτους (Amplitude Modulation - ΑΜ). Συστήματα ΑΜ. Αποδιαμόρφωση. Παραδείγματα (Αναλογικό ραδιόφωνο/τηλεόραση). Ο Υπερετερόδυνος Δέκτης (το κοινό ραδιόφωνο). Συστήματα Διαμόρφωσης Γωνίας. Διαμόρφωση Συχνότητας (Frequency Modulation - FM). Διαμόρφωση Φάσης (Phase Modulation - PM). Αποδιαμόρφωση Σήματος FM.

Αναλογική μετάδοση παρουσία θορύβου: Ο θόρυβος ως στοχαστικό σήμα. Φασματική πυκνότητα ισχύος. Λευκός θόρυβος. Ζωνοπερατός θόρυβος. Απόδοση των συστημάτων διαμόρφωσης πλάτους υπό θόρυβο. Ορισμός Σηματοθορυβικού Λόγου (SNR). Φαινόμενο κατωφλίου. Απόδοση των συστημάτων διαμόρφωσης συχνότητας υπό θόρυβο. Προέμφαση - Αποέμφαση. Σύγκριση των συστημάτων ΑΜ - FM.

Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό: Δειγματοληψία. Θεώρημα δειγματοληψίας. Ψηφιοποίηση -κβάντιση αναλογικού σήματος. Θόρυβος κβάντισης.

Διαμόρφωση Παλμών: Κατά πλάτος (PAM), κατά διάρκεια (PWM), κατά θέση (PPM). Παλμοκωδική Διαμόρφωση (PCM).  Απόδοση του συστήματος PCM υπό θόρυβο.  Συστήματα PCM πρώτης και ανώτερης τάξης (Φερέσυχνα). Η έννοια της DPCM και της διαμόρφωσης Δέλτα.

Πολυπλεξία σημάτων: Με επιμερισμό χρόνου (TDM) - Με επιμερισμό συχνότητας (FDM).

Ψηφιακή μετάδοση - Γενικά: Κωδικοποίηση Συμβόλων - Κώδικες - Αντιστοιχία bits σε κυματομορφές -Ρυθμός μετάδοσης bits - Ρυθμός λαθών. Το θεώρημα των Shannon - Hartley.  Φασματική απόδοση.

Ψηφιακή μετάδοση βασικής ζώνης: Μετάδοσης ορθογωνίου παλμού. Μετάδοσης παλμοσειράς. Διασυμβολική παρεμβολή (ISI).  Διάγραμμα ματιού (Eye Pattren). Μετάδοση χωρίς διασυμβολική παρεμβολή - 1ο και 2ο κριτήριο Nyquist. Τα φίλτρα υψωμένου συνημιτόνου (rise cosine). Η έννοια του εξισωτή και του προσαρμοσμένου φίλτρου.  Μ-αδική μετάδοση (διαμόρφωση) παλμών (με περισσότερες από δύο στάθμες (M-PAM). Αστερισμός (Constellation). Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud rate).  Το κανάλι Προσθετικού Λευκού Γκαουσιανού θορύβου (AWGN). Πιθανότητα Σφάλματος στην μετάδοση B-PAM βασικής ζώνης, υπό θόρυβο. Χρήση της Γκαουσιανής κατανομής (Q-function).

Ψηφιακή Μετάδοση με Διαμορφωμένο Φορέα: Διαμορφώση (Αποδιαμόρφωση) πλάτους (ASK/OOK), συχνότητας (FSK), φάσης (PSK), συνδυασμένη ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους - φάσης (QAM), Μ-αδική ψηφιακή διαμόρφωση φάσης (QPSK, 8PSK, 16PSK). Άλλες Μ-αδικές ψηφιακές διαμορφώσεις και οι αστερισμοί τους.

 

Ολοκληρωμένα Ηλεκτρονικά

Διαφορικοί ενισχυτές, καθρέπτες και πηγές ρεύματος, τελεστικοί ενισχυτές, απόκριση συχνότητας, ανάδραση, σταθερότητα ενισχυτών ανάδρασης, στάδια εξόδου και ενισχυτές ισχύος, αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, διακοπτόμενοι πυκνωτές. Διπολικά ψηφιακά κυκλώματα TTL, Schottky και ECL. NMOS και CMOS ψηφιακά κυκλώματα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη σχεδίαση πυλών και στη μελέτη της καθυστέρησης και της κατανάλωσης ενέργειας. Αναδρομή στα Συνδυαστικά Ψηφιακά Συστήματα ( Αθροιστές, Συγκριτές, Συγκριτές Ισοτιμίας, Κωδικοποιητές, Αποκωδικοποιητές, Πολυ- πλέκτες, Αποπλέκτες, Μνήμες ROM) και στα ακολουθιακά ψηφιακά συστήματα ( FlipFlops, Καταχωρητές Μετάθεσης, Σύγχρονοι και ασύγχρονοι απαριθμητές) από κυκλωματικής απόψεως. Μονοσταθείς και Ασταθείς Πολυδονητές και εφαρμογές. Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στις σύγχρονες κυκλωματικές δομές όλων των ανωτέρω μονάδων. Σχεδίαση στατικών και δυναμικών κυκλωμάτων CMOS, Μνήμες RAM, και EEPROMs.

Το μάθημα ενισχύεται και συμβαδίζει με υποχρεωτικές εργαστηριακές ασκήσεις που εστιάζουν στην μελέτη και σχεδίαση σύνθετων κυκλωμάτων στον πάγκο και στη χρήση εργαλείων όπως το SPICE, αναπτυξιακά για FPGAs, γλώσσες HDL και προηγμένα όργανα μετρήσεων.

                                         

Επεξεργασία Σημάτων

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Σχεδίαση ψηφιακών φίλτρων πεπερασμένης και άπειρης κρουστικής απόκρισης. Ψηφιακό φιλτράρισμα μέσω της ταχείας συνέλιξης.

Υλοποίηση ψηφιακών φίλτρων και πεπερασμένη ακρίβεια υπολογισμών.

Θεωρία Πληροφορίας

Εισαγωγή στη θεωρία πληροφορίας (το μοντέλο επικοινωνίας, το μέτρο πληροφορίας του Shannon). Διακριτές πηγές πληροφορίας με/χωρίς μνήμη. Διακριτά και συνεχή κανάλια επικοινωνίας.

Στοχαστικά Σήματα

Η στατιστική των στοχαστικών σημάτων. Συσχέτιση και συνδιασπορά. Στασιμότητα και εργοδικότητα. Γραμμικά συστήματα με στοχαστικές εισόδους. Φάσμα ισχύος. Στοχαστικά σήματα διακριτού χρόνου.

 

Αριθμητική Ανάλυση

Θεωρία: Αλγεβρικές εξισώσεις, εύρεση ριζών - επαναληπτικές μέθοδοι επίλυση συστήματος μη-γραμμικών εξισώσεων - μέθοδοι Νεύτωνα και μεταβολής των παραμέτρων. Επίλυση γραμμικού συστήματος - απαλοιφή Gauss - μερική οδήγηση - επαναληπτικές μέθοδοι Jacobi, Gauss-Seidel και υπερχαλάρωσης - αλγεβρικά προβλήματα ιδιοτιμών - επιτάχυνση της σύγκλισης. Αριθμητική ολοκλήρωση. Μονοδιάστατη αριθμητική βελτιστοποίηση. Παρεμβολή, προσαρμογή καμπύλης σε δεδομένα. Αριθμητική επίλυση συνήθων διαφορικών εξισώσεων - προβλήματα αρχικών τιμών - μέθοδοι Taylor, Euler, Runge-Kutta, μέσου σημείου, πολυβηματικές και predictor-corrector - αριθμητική αστάθεια - προβλήματα ακραίων τιμών δύο σημείων - μέθοδοι πεπερασμένων διαφορών και σκόπευσης. Μέθοδοι πεπερασμένων διαφορών για μερικές διαφορικές εξισώσεις.

Εργαστήριο (Οι ασκήσεις υλοποιούνται σε γλώσσα προγραμματισμού C, που διδάσκεται στο 1ο έτος):

Άσκηση 1: Αριθμητική επίλυση μη-γραμμικών αλγεβρικών εξισώσεων (Υλοποίηση των μεθόδων: Γενική επαναληπτική, Newton-Raphson, μεταβλητή χορδή, Taylor).

Άσκηση 2: Αριθμητική επίλυση μη-γραμμικών αλγεβρικών συστημάτων (Υλοποίηση των μεθόδων: Newton, Μεταβολής των παραμέτρων).

Άσκηση 3: Αριθμητική επίλυση γραμμικών αλγεβρικών συστημάτων και εύρεση ιδιοτιμών (Υλοποίηση των μεθόδων: Jacobi, Gauss-Seidel, Μέθοδος της δύναμης).

Άσκηση 4: Αριθμητική ολοκλήρωση (Υλοποίηση των μεθόδων: Τραπεζίου, Simpson, Romberg, Gauss).

Άσκηση 5: Παρεμβολή (Υλοποίηση των μεθόδων: Lagrange, Ελαχίστων τετραγώνων).

Άσκηση 6: Αριθμητική επίλυση Προβλημάτων Αρχικών και Ακραίων Τιμών Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων (Υλοποίηση των μεθόδων: Euler, Runge-Kutta 2ης και 4ης τάξης για μία Σ.Δ.Ε. ή σύστημα Σ.Δ.Ε., πεπερασμένων διαφορών, σκόπευσης).

 

Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας

Ιστορική εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). Βασικές λειτουργίες, δομή, παράσταση ΣΗΕ. Το ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα, ποσοτικά στοιχεία.

Βασικές έννοιες: ανάλυση κυκλώματος στη μόνιμη ημιτονοειδή κατάσταση, μονοφασικά, τρι-φασικά δίκτυα. Οι έννοιες της πραγματικής και άεργου ισχύος, μιγαδική ισχύς. Ανά μο-νάδα σύστημα.

Σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας: ατμοηλεκτρικοί, υδροηλεκτρικοί, αεριοστροβιλικοί σταθμοί, σταθμοί συνδυασμένου κύκλου. Μαγνητοϋδροδυναμική, πυρηνική, μη συμβατική (ανανεώσιμη) παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Σύγχρονες γεννήτριες:

αρχή λειτουργίας, κατασκευαστικά στοιχεία, επαγωγικές παράμετροι, εξισώσεις τάσης, μετασχηματισμός Park, κυκλωματικό μοντέλο, σχέσεις ισχύος, όρια λειτουργίας. Μετασχηματιστές ισχύος: συγκρότηση μετασχηματιστών, εξισώσεις και ισοδύναμα κυκλώματα μονοφασικού μετασχηματιστή δύο τυλιγμάτων, τριφασικοί μετασχηματιστές, μετασχηματιστές πολλών τυλιγμάτων, αυτομετασχηματιστές. Οι μετασχηματιστές ως συσκευές ελέγχου της τάσης και της ροής πραγματικής και άεργου ισχύος.

Παράμετροι γραμμών μεταφοράς:

αντίσταση, επαγωγή, χωρητικότητα. Παράσταση και συμπεριφορά γραμμών μεταφοράς. Γραμμές μικρού, μεσαίου, μεγάλου μήκους. Γραμμές με κατανεμημένες παραμέτρους. Ισοδύναμα κυκλώματα γραμμών. Ισχύς μέσω γραμμών μεταφοράς-κυκλικά διαγράμματα ισχύος. Ικανότητα φόρτισης γραμμών μεταφοράς.

Ρύθμιση τάσης γραμμών μεταφοράς-εγκάρσια αντιστάθμιση. Μεταφορά με συνεχές ρεύμα. Μοντέλο συστήματος: μονοφασικό ισοδύναμο, μονογραμμικό διάγραμμα.

Στοιχεία ανάλυσης ΣΗΕ: ανάλυση ροής φορτίου, ανάλυση σφαλμάτων, ευστάθεια, αστάθεια τάσης, οικονομική λειτουργία.

 

Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία ΙΙ

Στατικά ρεύματα: Πυκνότητα ρεύματος και εξίσωση συνεχείας. Νόμος του Ohm, ηλεκτρεγερτική δύναμη, αντίσταση. Λύσεις προβλημάτων στατικού ρεύματος. Ηλεκτροστατική ισορροπία. Σύγκριση εξισώσεων ενός διηλεκτρικού και ενός αγωγού. Συνεχές μαγνητικό πεδίο: Νόμος του Ampere και Biot-Savart και η χρήση τους στην επίλυση προβλημάτων. Μαγνητοστατικό Πεδίο στα υλικά - οριακές συνθήκες. Νόμος του Faraday. Δυναμική ενέργεια μαγνητικού πεδίου, ορισμός επαγωγής. Χρονικά μεταβαλλόμενα πεδία: Εξισώσεις Maxwell. Ρεύμα μετατόπισης. Εξίσωση κύματος. Εξίσωση διάχυσης. Ενέργεια και ροή ισχύος - Θεώρημα Poynting. Αρμονική χρονική εξάρτηση. Στιγμιαία τιμή και μιγαδική παράσταση. Εξισώσεις Helmholtz. Κύματα και διάδοση: Επίπεδα κύματα Διάδοση επίπεδου κύματος σε μονωτικά και αγώγιμα μέσα. Πόλωση επίπεδου κύματος. Επιδερμικό φαινόμενο. Ανάκλαση και διάθλαση επιπέδων κυμάτων. Παράλληλη και κάθετη πόλωση. Νόμος ανάκλασης. Νόμος του Snell. Κρίσιμη γωνία. Ολική ανάκλαση, γωνία Brewster. Κάθετη και πλάγια πρόσπτωση σε αγώγιμα και διηλεκτρικά μέσα. Σταθερές διαδόσεως. Τύποι κυμάτων.

 

 


 

ΕΞΑΜ 6

 

 

 

 

 

 

Προαπαιτούμενα

 6.1

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

4

1

2

 

7

 

 6.2

Αλγόριθμοι και Δομές Δεδομένων

2

2

 

 

4

 

 6.

Ηλεκτρικές Μετρητικές Διατάξεις και Τεχνικές

2

 

 1

 

3

 

 6.4

Ηλεκτρομηχανική Μετατροπή Ενέργειας

3

1

 2

 

6

 

 6.5

Μικρουπολογιστικά/Ενσωματωμένα Συστήματα

2

 

 1

 

3

 

 6.6

Τεχνικό Σχέδιο

2

 

 

 

3

 

 

Συνολικές Ώρες 6ου Εξαμήνου

15

4

7

 

26

 

 

Σύνολο ωρων Προγράμματος

100

33

23

 

156

 

 

Ηλεκτρομηχανική Μετατροπή Ενέργειας

Μετασχηματιστές: Βασική κατασκευή, ψύξη. Εξισώσεις τάσεων και ισοδύναμο κύκλωμα μονοφασικού μετασχηματιστή. Λειτουργική συμπεριφορά(λειτουργία εν κενώ, σε βραχυκύκλωμα, υπό φορτίο). Απώλειες και βαθμός απόδοσης. Παράλληλη λειτουργία, αυτομετασχηματιστής, μετασχηματιστές μετρήσεων. Τριφασικοί μετασχηματιστές, συνδεσμολογίες τυλιγμάτων. Θόρυβος μετασχηματιστών.

Μηχανές συνεχούς ρεύματος: Βασική κατασκευή, τάση εξ' επαγωγής, μαγνητικό πεδίο , ηλεκτρομαγνητική ροπή.Αντίδραση τυμπάνου, επακόλουθα και τρόποι αντιμετώπισης της. Αναστροφή ρεύματος τυμπάνου, σπινθηρισμοί μηχανών. Συνδεσμολογίες, τύποι μηχανών συνεχούς ρεύματος, μόνιμη κατάσταση λειτουργίας ως γεννήτριες και ως κινητήρες, χαρακτηριστικές καμπύλες. Εκκίνηση και πέδηση. Έλεγχος τάσεως και ταχύτητας.

Δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.

Ασύγχρονες μηχανές: Βασική κατασκευή, βασικές αρχές λειτουργίας, ολίσθηση, μαγνητικό πεδίο. Εξισώσεις και ισοδύναμο κύκλωμα. Κατανομή ισχύος, υπολογισμός ρευμάτων και ηλεκτρομαγνητικής  ροπής, γραφικές παραστάσεις των διαφόρων λειτουργικών μεγεθών της μηχανής. Μέθοδοι εκκίνησης, θέρμανση, κύκλος Ossana, έλεγχος στροφών. Θεωρία μηχανών με κλωβό. Ανώτερες αρμονικές του πεδίου, επακόλουθα και τρόποι αντιμετώπισης.

Σύγχρονες μηχανές: Βασική κατασκευή, ψύξη, διέγερση. Μηχανές με κατανεμημένους πόλους, μαγνητικό πεδίο, εξισώσεις, διανυσματικό διάγραμμα, ηλεκτρομαγνητική ροπή, γεωμετρικός τόπος ρεύματος, αντίδραση τυμπάνου, συμπεριφορά κατά τη φόρτιση, χαρακτηριστικές, βραχυκυκλώματα. Μηχανή με εκτύπους πόλους, επαγωγιμότητες, εξισώσεις μόνιμης κατάστασης, διανυσματικό διάγραμμα, ηλεκτρομαγνητική ροπή. Γεωμετρικός τόπος ρεύματος, βραχυκυκλώματα. Ταλαντώσεις, εκκίνηση σύγχρονου κινητήρα και παραλληλισμός σύγχρονων γεννητριών, έλεγχος ισχύος. Μονοφασικές μηχανές: Σύγχρονες, ασύγχρονες. Άλλοι τύποι ηλεκτρικών μηχανών.

Χρήση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος για τον έλεγχο ηλεκτρικών μηχανών.

 

Ηλεκτρικές Μετρητικές Διατάξεις και Τεχνικές

Θεωρία σφαλμάτων (συστηματικά και τυχαία σφάλματα, βάρος και συνθήκες των μετρήσεων), οργανολογία, μεθοδολογία κλασσικών ηλεκτρικών μετρήσεων, παλμογράφοι, όργανα μηδενισμού (γέφυρες) και συσκευές αντιστάθμισης. Μετρήσεις ενέργειας και ισχύος μοναφασικών και πολυφασικών συστημάτων

Ενισχυτές ανοικτού και κλειστού βρόχου, τελεστικοί ενισχυτές, μετρήσεις επί των τελεστικών ενισχυτών. Αναλογικές μετρήσεις ηλεκτρικών μεγεθών, ηλεκτρονικό βολτόμετρο, αναλογικές μετρήσεις μη ηλεκτρικών μεγεθών, μετατροπείς, μέτρηση δύναμης και ροπής. Ψηφιακές μετρήσεις μη ηλεκτρικών μεγεθών, μέτρηση χρόνου, συχνότητος, μετατροπείς. Ανάλυση σφάλματος ψηφιακών φίλτρων, μέτρηση του θορύβου στην έξοδο ψηφιακών φίλτρων.

 

Αλγόριθμοι και Δομές Δεδομένων

Εισαγωγή. Δομές δεδομένων + Αλγόριθμοι = Προγράμματα και Εφαρμογές. Ανάλυση χρόνου εκτέλεσης και αναγκαίας μνήμης αλγορίθμων και προγραμμάτων γενικότερα. Πολυπλοκότητα. Βασικές κατηγορίες πολυπλοκότητας. Περιπτώσεις εφαρμογής. Βασικές δομές δεδομένων, δυαδικά δένδρα αναζήτησης, ισορροπημένα δένδρα. Ουρές προτεραιότητες, δομές σωρού, λεξικά, κατακερματισμός. Ταξινόμηση: Εισαγωγή, ταξινόμηση πινάκων, προηγμένες μέθοδοι ταξινόμησης. Γραφήματα, δομές και βασικοί αλγόριθμοι γραφημάτων, διάσχιση γραφημάτων, Παραδείγματα και εφαρμογές.  Συντομότερες διαδρομές, ελάχιστα γεννητικά δένδρα. Αραιές μήτρες, δομές και αλγόριθμοι. Αλγόριθμοι βελτιστοποίησης.

 

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

Εισαγωγή στα Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου, Μαθηματικά Μοντέλα Συστημάτων, Συστήματα Ανάδρασης, Ευστάθεια και Συμπεριφορά Συστημάτων Ανάδρασης, Σχεδιασμός Ελεγκτών με Γεωμετρικό Τόπο Ριζών, Ανάλυση Συστημάτων στο Πεδίο Συχνότητας, Σχεδιασμός Ελεγκτών στο Πεδίο Συχνότητας, Περιγραφή Συστημάτων στο Χώρο Κατάστασης, Σχεδιασμός Ελεγκτών στο Χώρο Κατάστασης, Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα Ελέγχου, Διακριτοποίηση και Υλοποίηση Ελεγκτών με  Mικροεπεξεργαστή

 

Μικροϋπολογιστικά/ Ενσωματωμένα Συστήματα

Φιλοσοφία αρχιτεκτονικών και χαρακτηριστικά δημοφιλών οικογενειών μικροϋπολογιστών και ενσωματωμένων συστημάτων, σύνολα εντολών, προγραμματιστικά μοντέλα, η απαίτηση για αρχιτεκτονικές χαμηλής κατανάλωσης ισχύος (low-power design) και υψηλής ολοκλήρωσης

Εφαρμογές ελέγχου διαδικασιών, ο αναλογικός και ψηφιακός  ‘έξω’ κόσμος,  sample-and-hold, analog-to-digital, digital-to-analog μετατροπείς, αισθητήρες (sensors), ενεργοποιητές, actuators), Πραγματικός/κρίσιμος χρόνος απόκρισης συστημάτων, βασικές αρχές λειτουργικών συστημάτων πραγματικού χρόνου, Αρχές παράλληλης και σειριακής επικοινωνίας,  διακοπές

Οι δημοφιλείς αρχιτεκτονικές 8-bit Intel 8085 και Arduino, σύγκριση, προγραμματιστικά μοντέλα, Εργαστηριακές ασκήσεις στον προγραμματισμό και την διασύνδεση (interfacing) των παραπάνω επεξεργαστών

 

Τεχνικό Σχέδιο

Εισαγωγή στο Τεχνικό Σχέδιο. Βασικές αρχές μηχανολογικού σχεδίου. Γραμμογραφία, τύποι γραμμών και σύνδεση γραμμών μεταξύ τους. Σχεδίαση όψεων με τη μέθοδο των ορθογώνιων προβολών. Τομές. Κριτήρια διαστασιολόγησης και τοποθέτηση διαστάσεων. Βασικές αρχές ηλεκτρολογικού σχεδίου. Χρησιμοποιούμενοι τύποι γραμμών και σύμβολα. Σχεδίαση απλών κυκλωμάτων φωτισμού και ρευματοδοτών. Κανονισμοί στη σχεδίαση εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Βασικές αρχές σχεδίασης κυκλωμάτων αυτοματισμού και ασθενών ρευμάτων.

 

Μπορείτε να το κατεβάσετε ως PDF αρχείο από εδώ