Тема 1. Основные принципы математического моделирования

Введение.

Классификация приборов и устройств по функциональному назначению. Основные физические процессы, лежащие в основе принципа действия приборов и устройств.

Компьютерное моделирование и проектирование и их роль в процессе разработки приборов и устройств.

Структура и содержание дисциплины, её связь с другими дисциплинами учебного плана

Основное внимание при изучении всей дисциплины уделяется вопросам подготовки специалистов в области создания специализированных программных средств для моделирования электронных приборов различного назначения. При этом отмечается особая важность не только правильного выбора модели прибора, построения соответствующего алгоритма, реализующего эту модель, но главное – это тестирование и отладка программы. Очевидно, что ни построение эффективного алгоритма, ни создание тестовых примеров невозможно без глубокого знания физических процессов, лежащих в основе работы электронных приборов. Поэтому первая часть курса посвящена более подробному рассмотрению некоторых вопросов теории, которые изучались в рамках предшествующих курсов высшей математики, физики, ТОЭ. Вторая часть курса предполагает непосредственное изучение численных методов и реализацию их в виде программ в рамках курсового проектирования.

РАЗДЕЛ 1 Математическое моделирование

Тема 5. Методы решения систем линейных уравнений

Прямые методы. Решение систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) методом Гаусса. Границы применимости метода Гаусса. Устойчивость результатов вычислений при использовании метода Гаусса, скорость сходимости, необходимый объем оперативной или вспомогательной памяти.

Итерационные методы. Метод Гаусса-Зейделя и его теоретическое обоснование. Устойчивость результатов вычислений при использовании итерационных методов, скорость сходимости, необходимый объем оперативной или вспомогательной памяти. Зависимость скорости сходимости от коэффициента релаксации.

При решении полевых задач численными методами получаются системы линейных алгебраических уравнений. От точности и быстроты решения этих систем зависит, в конечном счёте, привлекательность большинства компьютерных программ. Прямыми называются методы, которые дают решение за конечное число арифметических операций. Чем меньше погрешность вычислений в каждой операции, тем выше точность решения.

Итерационные методы позволяют получить точное решение только в результате выполнения бесконечного числа одинаковых процедур (итераций), на каждой из которых происходит пересчет неизвестных по простым формулам.

Тема 6. Математическое моделирование процессов движения
заряженных частиц в различных электрических и
магнитных полях и средах

Метод Рунге-Кутты. Решение уравнения движения заряженных частиц в вакууме.

Траекторный анализ необходим для определения не только токопрохождения, но и для расчёта пространственного заряда. Наиболее часто используется метод Рунге-Кутты 4 порядка.

Тема 7. Компьютерное моделирование и САПР электронных
приборов

Современные программные средства компьютерного моделирования и проектирования ЭП.

Структура САПР ЭП. Состав САПР ЭП. САПР как человеко-машинная система. Виды обеспечения САПР: методическое, техническое, математическое, программное, информационное, организационное.

Требования к техническим средствам САПР. Системное программное обеспечение. Стандартные наборы программ для операционной среды WINDOWS.

Заключение

Перспективы развития компьютерного моделирования и проектирования ЭП.

Примерный перечень экзаменационных вопросов

1. Закон Кулона в дифференциальной форме. Напряженность электрического поля и вектор электрической индукции.

2. Теорема Остроградского–Гаусса. Дивергенция вектора электрической индукции

3. Физический смысл потенциала. Работа. Эквипотенциальные поверхности. Градиент.

4. Граничные условия в электростатике. Тангенциальные составляющие E_τ Нормальные составляющие E_n.

5. Теорема Грина. Принцип взаимности в электростатике.

6. Единственность решения уравнения Лапласа. Общий вид решения уравнения Пуассона.

7. Общий вид решения уравнения Пуассона для неограниченного пространства.

8. Решение уравнения Лапласа методом разделения переменных в декартовой системе координат.

9. Уравнение Лапласа в криволинейных ортогональных координатах.

10. Градиент в криволинейных ортогональных координатах.

11. Дивергенция в криволинейных ортогональных координатах.

12. Уравнение Лапласа в цилиндрической системе координат.

13. Уравнение Лапласа в сферической системе координат.

14. Решение уравнения Лапласа методом разделения переменных в цилиндрической системе координат.

15. Получение уравнения Бесселя. Решение уравнения Бесселя.

16. Теория функции комплексного переменного Метод конформных отображений. Равенство Коши–Римана.

17. Решение прямой и обратной задачи электростатики.

18. Преобразование Кристоффеля–Шварца.

19. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема циркуляции вектора напряженности магнитного поля.

20. Понятие ротора. Теорема Стокса.

21. Постановка задачи магнитостатики. Векторный магнитный потенциал.

22. Решение задачи магнитостатики с помощью скалярного магнитного потенциала.

23. Граничные условия. Тангенциальные составляющие H _τ и B _τ. Нормальные составляющие H _п и B _п.

24. Вектор намагниченности.

25. Уравнения Максвелла.

26. Плоские электромагнитные волны.

27. Характеристики плоских волн.

28. Излучение.

29. Уравнение связи.

30. Запаздывающие потенциалы.

31. Движение заряженных частиц в вакууме в электрических и магнитных полях.

32. Изменение траекторий при изменении напряженностей электрического и магнитного полей.

33. Уравнение Лагранжа и принцип Даламбера.

34. Обобщенные силы.

35. Движение в потенциальном поле.

36. Движение систем с механическими связями.

37. Потенциал, зависящий от скорости.

38. Использование метода Лагранжа.

39. Функция Гамильтона и уравнения Гамильтона.

40. Движение точечного заряда вблизи полюса протяженного магнита.

41. Моделирование интенсивных потоков. Учет собственного магнитного поля и пространственного заряда.

42. Точное решение уравнений, описывающих интенсивные электронные потоки.

43. Расчет электродов для формирования параллельного пучка.

44. Аппроксимация функций. Базисные функции.

45. Интерполяция.

46. Интерполяция с помощью Фурье–разложения.

47. Аппроксимация с помощью взвешенных невязок. Весовые функции.

48. Метод поточечной коллокации.

49. Метод коллокации на отрезках.

50. Метод Галеркина.

51. Аппроксимация решений дифференциальных уравнений.

52. Метод конечных разностей.

53. Метод конечных элементов.

54. Решение дифференциального уравнения методом конечных элементов.

55. Ансамблирование.

56. Решение систем линейных уравнений. Прямые методы.

57. Решение систем линейных уравнений. Итерационные методы.

58. Численное моделирование процессов движения заряженных частиц.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

№	Название, библиографическое описание
1. 1	Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику: Учебное пособие - М.: Изд-во МФТИ, 1994.
2. 6	Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц - М.: Мир, 1987.
3. 2	Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники: Учебник для вузов – М.: Высшая школа, 1982.
4. 3	Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны - М.: Советское радио, 1971.
5. 4	Айзерман М.А., Классическая механика: Учебное пособие. - М.: Наука, 1980.
6. 5	Фаддеев Д.К., Фаддеева В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры – М.-Л.: Физматгиз, 1963.
7. 6	Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях: - М.: Наука, 1972.

Дополнительная литература

№	Название, библиографическое описание
8. 1	Шимони К. Теоретическая электротехника. - М.: Мир,1964.
9. 2	Кирштейн П.Т., Кайно Г.С., Уотерс У.Е. Формирование электронных пучков. – М.,: Мир, 1970.
10. 3	Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. - М.: Атомиздат, 1977.
11. 5	Ильин В.П. Численные методы решения задач электрофизики - М.: Наука, 1985.
12. 7	Жермен-Лакур П., Жорж П.Л., Пистр Ф., Безье П. Математика и САПР: В 2-х кн. Кн. 2 - М.: Мир, 1989.
13. 8	Молоковский С.И., Сушков А.Д. Интенсивные электронные и ионные пучки. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
14.	Сильвестер П., Феррари Р., Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986.

Задания

Контрольная работа №1

Контрольные задания

1. Объясните аналитическое решение уравнения Лапласа-Пуассона с помощью теоремы Грина и его результирующую формулу.

2. Объясните и докажите ортогональность функций Бесселя.

3. Получите аналитическое выражение и постройте эквипотенциальные линии электрического поля на краю плоского конденсатора.

4. Объясните распределение линий магнитной индукции и напряженности магнитного поля для равномерно намагниченного постоянного магнита.

5. Объясните, что такое “потенциал, зависящий от скорости”.

6. Получите аналитическое выражение и постройте электроды для формирования ленточного параллельного потока электронов

Контрольная работа №2

Контрольные задания

1. Сравните между собой по различным критериям любые два различных способа аппроксимации граничных условий в методе конечных разностей.

2. Сравните между собой по различным критериям любые два известных прямых методов решения систем линейных уравнений.

3. Сравните между собой по различным критериям любые две использующие различные наборы базисных функций аппроксимации заданной функции.

4. Расчёт пространственного заряда с помощью NGP-метода на примере квадратной ячейки

5. Расчёт пространственного заряда с помощью PIC-метода на примере квадратной ячейки

6. Расчёт пространственного заряда с помощью CIC-метода на примере квадратной ячейки

7. Сравните между собой по различным критериям методы Эйлера и Рунге-Кутты.

Варианты заданий

Последняя цифра номера зачётной книжки
КР № 1	КР № 2
	1, 2, 4	2,3,6
	2, 3, 5	3,4,7
	3, 4, 5	1,2,5
	1, 2, 6	2,4,7
	2, 4, 5	1,3,5
	3, 4, 6	2,5,7
	1, 3, 4	1,3,6
	1, 3, 6	1,4,7
	2, 5, 6	3,6,7
	1, 5, 6	1,2,4

Контрольные работы №1 и №2 выполняются в виде рефератов, в которых должны быть даны развернутые ответы на вопросы контрольных заданий.

Курсовая работа

Написать программу расчета поля по методу конечных элементов.

· Ввод данных из файла

· Формирование S- и T- матриц элементов

· Решение системы уравнений (любым методом)

· Вывод результатов в выходной файл

ПРОГРАММА дисциплины "КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОННОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ"

Цели и задачи дисциплины

1. Изучение стандартных средств конструкторского проектирования электронных приборов и устройств

2. Формирование навыков использования компьютерных технологий

Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины "Компьютерные технологии в электронном приборостроении" студенты должны:

1. Знать основные методы и программные средства для решения типовых задач функционального и конструкторского проектирования современных электронных приборов и устройств (ЭПУ) на ЭВМ;

2. Уметь правильно выбирать прикладное программное обеспечение, исходя из конкретных целей проектирования, и решать с его помощью различные проектные задачи;

3. Иметь представление о перспективах развития компьютерных технологий в электронном приборостроении.

Содержание дисциплины

Введение

Предмет и задачи дисциплины. Краткие сведения о развитии компьютерных технологий применительно к задачам электронного приборостроения. Ведущая роль машинного проектирования в ускорении и повышении эффективности и качества разработок ЭПУ.

Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана. Действующие нормативно-технические документы.

Тема 1. Microsoft Office

Назначение, параметры, характеристики, основные программы.

Степень использования пакета на этапах функционального, конструкторского и технологического проектирования.

Программирование в Office — это, прежде всего, уменьшение количества повторяющихся действий (и ручной работы, которая для этого требуется). Оно позволяет не делать лишней работы. Например:

● если с определенной периодичностью приходится изготавливать документы, очень похожие друг на друга: приказы, договоры, отчеты и т. п. Часто информацию можно взять из базы данных, тогда использование программирования может дать очень большой выигрыш во времени. Иногда данные приходится вводить вручную, но и тогда автоматизация дает выигрыш во времени и в снижении количества ошибок;

● разновидность такой же ситуации: одни и те же данные нужно использовать несколько раз. Например, в случае заключения договора с заказчиком одни и те же данные (наименование, адрес, расчетный счет, номер договора, дата заключения, сумма и т. п.) могут потребоваться во многих документах: самом договоре, счете, счете-фактуре, акте сдачи выполненных работ и т. д. Логично один раз ввести эту информацию (скорее всего, в базу данных), а затем автоматически формировать (например, в Word) требуемые документы;

● когда нужно сделать так, чтобы вводимые пользователем данные автоматически проверялись. Вероятность ошибки при ручном вводе данных зависит от многих факторов, но полностью от них избавиться практически невозможно, а "вылавливать" потом такие ошибки в уже введенных данных — очень тяжелый труд. Поэтому лучше сразу сделать так, чтобы они не возникали.

В общем, любое действие, которое приходится повторять несколько раз, — это возможный кандидат на автоматизацию. Например, занесение сотен контактов в Outlook, или замена ресурса в десятках проектов Project, или анализ информации из базы данных за разные периоды в таблице Excel — это те ситуации, когда знание объектных моделей приложений Office спасет от нескольких часов или даже дней скучного труда.

Тема 2. Текстовые редакторы

Word. Ввод и форматирование текста. Проверка правописания, поиск и замена, автокоррекция, автотекст. Оформление документа с помощью стилей. Работа с таблицами и диаграммами. Нумерация страниц, создание колонтитулов. Работа над структурой документа. Рисунки и связанные объекты. Вывод документов на печать.

Word — старейшее и самое популярное приложение, входящее в состав Microsoft Office. В большинстве организаций пользователи готовят документы именно в Word.

С точки зрения программирования Word — это, прежде всего, средство для изготовления отчетов к базам данных. При этом отчет — это любой документ, который формируется на основе информации из базы данных. Например: договор, акт приемки-передачи, приходный кассовый ордер, объявление на взнос наличными, распоряжение в бухгалтерию, накладная и т. п. Конечно же, к отчетам, которые можно формировать в Word, относятся и документы со сводными данными — отчеты за период, ведомости и т. п.

Самое распространённое программное применение Word – это генерирование отчетов к базам данных в Microsoft Word. Такие отчеты, как правило, будут не самыми быстрыми, с точки зрения их формирования, и не самыми простыми, с точки зрения программирования. Зато совершенно точно они будут самыми дружелюбными по отношению к конечному пользователю, поскольку позволяют вносить необходимые исправления именно в Word-документе, что умеет делать подавляющее большинство пользователей на предприятии. При этом не требуется прибегать к помощи разработчика-составителя отчёта.

Второе программное применение Word — это формирование шаблона отчета, который хранится в базе данных или в файле (с расширением.dot). Такой подход особенно актуален, если формат отчета сложный, с большим количеством специфического оформления (например, объявление на взнос наличными). В этом случае намного проще подготовить его шаблон в Word, чем, к примеру, в Crystal Reports или Reporting Services. При изготовлении отчетов значения из базы данных просто подставляются в этот шаблон.

Еще одно программное применение Word — умение работать с разными форматами документов. Эту возможность Word вполне можно использовать для массовой обработки документов.

Например: предположим, что в каталоге на диске собрано несколько сотен "разнокалиберных" документов разных пользователей. Часть из них создана в Word разных версий, часть — просто текстовые файлы, некоторые документы в форматах HTML, XML или EML (сообщения электронной почты). Если на предприятии внедрена система документооборота, в которой все документы необходимо привести к единому формату (Word 2003), то без автоматизации в такой ситуации возиться придется очень долго.

Третье программное применение Word — форматирование документов, например: программное применение стилей, поиск и замена участков текста сразу во многих документах, работа со структурой документа и т. п. Обычно такие задачи ставятся в издательствах, например, при подготовке рукописей.

Тема 3. Электронные таблицы

Excel. Ввод и форматирование информации. Типы данных. Автозаполнение. Прогрессии. Автоформатирование. Вычисления. Мастер функций. Правила работы с формулами и функциями. Итерационные вычисления. Сценарии. Рисование схем. Диаграммы.

Excel — это наиболее часто используемое с точки зрения программирования приложение Office. В подавляющем большинстве случаев сотрудников предприятий интересует, как автоматизировать выполнение операций именно в Excel. Чаще всего встречаются следующие ситуации:

● необходимо автоматизировать загрузку данных в таблицу Excel из базы данных, а затем в автоматическом режиме произвести обработку этой таблицы (расчеты, моделирование и т. п.) и представить эту информацию в стандартном виде. На практике, конечно, намного правильнее было бы перенести выполнение расчетов (группировку, вычисление итогов по группам и т. п.) на сервер баз данных, но обычно у пользователей для этого нет ни необходимых знаний, ни прав для работы с сервером баз данных. Поэтому Excel в таких ситуациях остается незаменимым средством;

● вариант первой ситуации — приложение, работающее с базой данных, уже умеет генерировать отчеты в формате файлов Excel. Но со временем потребности в отчетах изменяются, появляется необходимость в новых отчетах или в изменении старых. Чаще всего в этом случае пользователи самостоятельно создают новые отчеты, используя данные из старых. Повторяющихся действий очень много, поэтому автоматизация таких операций бывает просто необходима;

● очень часто пользователи, не имея возможности обратиться к профессиональным программистам, самостоятельно реализуют нужные им приложения в таблицах Excel. Во множестве организаций, например, финансовое планирование или составление смет ведется просто в виде множества файлов Excel (часто связанных между собой). Excel выполняет и роль базы данных, и роль клиентского приложения, и генератора отчетов. В таких ситуациях, конечно, опять-таки вопросы автоматизации стоят очень остро;

● формат файлов Excel удобен не только для вывода информации из базы данных, но и для загрузки введенной вручную информации в базу данных. Часто на предприятиях информация из филиалов, подразделений, от сотрудников и т. п. собирается в формате Excel. В результате со временем возникает вопрос — как автоматизировать процесс загрузки информации из Excel в базу данных;

● довольно часто возникает потребность в синхронизации информации между файлами Excel и базами данных (или другими файлами Excel, или файлами DBF и т. п.). Например, нужно сделать так, чтобы при занесении пользователем информации в файл Excel она сразу же добавлялась в базу данных.

С программной точки зрения Excel, в отличие от Word, чаще всего используется не для вывода и редактирования данных, а для выполнения различных расчетов и отображения их в специальных форматах (график, сводная таблица и т. п.). Если же объем данных большой (например, нужно хранить информацию по заказчикам, договорам или поставкам), то имеет смысл подумать о связке Excel плюс база данных (такая связка может быть очень удобной и производительной).

По сравнению с программным перемещением по документам Word навигацию по книгам и листам Excel производить намного удобнее, поскольку у каждой ячейки есть свой адрес (и даже два адреса — в формате A1 и в формате R1C1). Кроме того, в Excel есть возможность присваивать имена диапазонам ячеек, что также очень удобно.

Иерархия стандартных объектов в Excel немного больше. Если в Word все построено вокруг трех объектов: Application - Document - Range, то в Excel появляется новый элемент — лист, поэтому главная его иерархия выглядит следующим образом: Application - Workbook (книга) - Worksheet (лист) - Range (диапазон).

В Excel предусмотрена очень богатая библиотека встроенных функций (статистических, финансовых, математических и т. п.), которые можно использовать в приложениях. Часто именно наличие такой библиотеки функций оказывается решающим при выборе Excel в качестве платформы для построения приложения.

В Excel встроено несколько фактически внешних приложений, использование которых может быть очень удобным. Например, сводная таблица (объект PivotTable) — интегрированный в Excel OLAP-клиент приобретенной Microsoft фирмы Panorama Software, QueryTable — специальный объект для работы с информацией из базы данных, объект Chart — средство работы с диаграммами.

Тема 7. Visual Basic 6.0

Интегрированная среда разработки (IDE). Режимы IDE. Панели инструментов. Элементы управления панели ToolBox. Управление приложениями с помощью Project Explorer. Формы и элементы управления. Работа со свойствами, методами, событиями. Создание проектов. Работа с группой проектов. Сохранение и считывание информации. Создание повторно исполняемого кода. Работа с графикой. Использование Windows API для расширения возможностей Visual Basic 6.0. Использование VBA для подключения к Microsoft Office. Программирование баз данных.

VBA (Visual Basic for Applications) — это диалект языка Visual Basic, расширяющий его возможности и предназначенный для работы с приложениями Microsoft Office и другими приложениями от Microsoft и третьих фирм.

VBA — это обычно самый удобный язык для работы с приложениями Office. Главная причина состоит в том, что язык VBA встроен в приложения Office, и код на языке VBA можно хранить внутри документов приложений Office: в документах Word, книгах Excel, презентациях PowerPoint и т. п. Этот код можно запускать из документов на выполнение, поскольку среда выполнения кода VBA (называемая хостом) встроена внутрь этих приложений.

В настоящее время VBA встроен:

● во все главные приложения Microsoft Office — Word, Excel, Access, PowerPoint, Outlook, FrontPage, InfoPath;

● в другие приложения Microsoft, такие как Visio и Project;

● в более 100 приложений других фирм, например, в CorelDRAW и CorelWordPerfect Office 2000, AutoCAD и т. п.

Но есть также и множество других преимуществ.

● VBA — универсальный язык, ключ ко всем возможностям приложений Office и других, перечисленных ранее. Кроме того с его помощью можно:

• создавать полноценные приложения на Visual Basic (поскольку эти языки — близкие родственники);

• использовать все возможности языка VBScript (это вообще "урезанный" VBA), что даёт доступ к универсальным средствам создания скриптов администрирования Windows, Web-страниц (VBScript в Internet Explorer), Web-приложений ASP, для применения в пакетах DTS и заданиях на SQL Server, а также для создания серверных скриптов Exchange Server.

● VBA изначально был ориентирован на пользователей, а не на профессиональных программистов (хотя профессионалы пользуются им очень активно), поэтому создавать программы на нем можно быстро и легко. Кроме того, в Office встроены мощные средства, облегчающие работу пользователя: подсказки по объектам и по синтаксису, макрорекордер и т. п.

● При создании приложений на VBA не надо заботиться об установке и настройке специальной среды программирования и наличии нужных библиотек на компьютере пользователя — Microsoft Office есть практически на любом компьютере.

● Несмотря на то, что часто приложения VBA выполняются медленнее, чем хотелось бы, они нересурсоемки и очень хорошо работают, например, на сервере терминалов. Но, как правило, для программ на VBA особых требований на производительность и не ставят: для написания игр, драйверов, серверных продуктов он не используется. Чаще всего, проблемы возникающие с производительностью VBA-приложений — это проблемы баз данных, к которым они обращаются. Если же проблемы действительно в VBA (обычно тогда, когда требуется сложная математика), то всегда есть возможность написать важный код на C++ и обращаться к нему как к обычной библиотеке DLL или встраиваемому приложению (Add-In) для Word, Excel, Access и т. п.

● Программы на VBA по умолчанию не компилируются, поэтому вносить в них исправления очень удобно. Не нужно разыскивать исходные коды и перекомпилировать программы.

Быстрее всего научиться создавать профессиональные приложения можно именно при помощи VBA и объектов приложений Office. Другие языки программирования (C++, Java, Delphi) придется осваивать намного дольше, а их возможности во многом избыточны для большинства повседневных задач, которые встречаются на любом предприятии. Кроме того, использование возможностей объектов Office (графического интерфейса, средств работы с текстом, математических функций и т. п.) позволяет резко снизить трудоемкость при создании приложений.

Заключение

Тенденции и перспективы развития компьютерных технологий в электронном приборостроении.

Примерный перечень экзаменационных вопросов

1. Назначение, параметры, характеристики, основные программы пакета Microsoft Office.

2. Примеры использования пакета Microsoft Office на этапах функционального, конструкторского и технологического проектирования.

3. Microsoft Word. Ввод и форматирование текста.

4. Проверка правописания, поиск и замена, автокоррекция, автотекст.

5. Оформление документов с помощью стилей.

6. Работа с таблицами и диаграммами.

7. Нумерация страниц, создание колонтитулов.

8. Работа над структурой документа.

9. Рисунки и связанные объекты.

10. Вывод документов на печать.

11. Microsoft Excel. Ввод и форматирование информации.

12. Типы данных.

13. Автозаполнение.

14. Прогрессии.

15. Автоформатирование.

16. Вычисления. Мастер функций. Правила работы с формулами и функциями.

17. Итерационные вычисления.

18. Сценарии.

19. Рисование схем.

20. Диаграммы.

21. Microsoft Access. Создание базы данных.

22. Разработка структуры таблиц.

23. Заполнение таблиц, установление связей.

24. Мастер форм. Режим конструктора. Построитель выражений.

25. Мастер отчетов. Макросы и модули.

26. Фортран, Паскаль, Delphi, C++, Visual Basic. Сравнительный анализ возможностей языков программирования.

27. Интегрированная среда разработки (IDE). Режимы IDE.

28. Панели инструментов. Элементы управления панели ToolBox.

29. Управление приложениями с помощью Project Explorer. Формы и элементы управления.

30. Работа со свойствами, методами, событиями.

31. Создание проектов. Работа с группой проектов.

32. Сохранение и считывание информации.

33. Создание повторно исполняемого кода.

34. Работа с графикой.

35. Использование Windows API для расширение возможностей Visual Basic 6.0. Использование VBA для подключения к Microsoft Office.

36. Программирование баз данных.

Цели и содержание курсовой работы
и ее ориентировочная трудоемкость

Автоматизация формирования отчётной документации на основе результатов расчётов, представленных в виде электронных таблиц Excel 2003.

Ориентировочная трудоемкость выполнения курсовой работы – 30 чаc.

Рекомендации к выполнению курсовой работы

Так должен выглядеть создаваемый программно договор.

Для этого:

1. Создайте в шаблоне Normal.dot пользовательскую форму с именем FormContract и заголовком Данные для составления договора, аналогичную представленной на рис.

Форма для занесения данных договора

2. Создайте макрос, по которому должна открываться эта форма, и назначьте этому макросу кнопку на панели инструментов Word.

3. Создайте и сохраните на диске “С:” шаблон c именем C:\ContractTemplate.dot, в который будут подставляться необходимые данные, и добавьте в нужные места закладки.

4. Создайте для кнопки Сформировать договорна форме программный код, при помощи которого на основе шаблона и подставляемых данных из формы формировался бы новый документ с текстом договора.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

№	Название, библиографическое описание
Л1	Основы современных компьютерных технологий. Учеб. пособие. Под ред. А.Д. Хомоненко
Л2	Берлинер Э.М. "Microsoft Office 2003."
Л3	Основы MS Windows: Методические указания к лабораторным работам/Сост. Н.К. Перков, А.В. Анисимов, СПбГЭТУ. 1995.
Л4	Денисов В. Word для Windows 6.0 в примерах. 1995.
Л5	Электронные таблицы EXCEL 97: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Компьютерные технологии для радиоинженера»/ Сост. Г.Б. Голубева, И.Р. Кузнецов. – СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999.
Л6	Введение в Visual Basic для программистов/ пер. с англ. 1993.

Дополнительная литература

№	Название, библиографическое описание
Д1	Основы сетевых технологий. Учеб. пособие. ЭТУ. СПб. 2000

Содержание

ПРОГРАММА дисциплины "КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ". 3

Содержание дисциплины.. 4

Введение. 4

Тема 1. Основные принципы математического моделирования. 4

Тема 2. Математическое моделирование полевых задач и аналитические методы их решения 5

Тема 3. Математическое моделирование процессов движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях в вакууме. 6

Тема 4. Численные методы решения полевых задач. 7

Тема 5. Методы решения систем линейных уравнений. 8

Тема 6. Математическое моделирование процессов движения заряженных частиц в различных электрических и магнитных полях и средах.. 9

Тема 7. Компьютерное моделирование и САПР электронных приборов 9

Заключение. 9

Примерный перечень экзаменационных вопросов. 9

Перечень лабораторных занятий. 11

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.. 12

Основная литература. 12

Дополнительная литература. 12

Электронно-информационные ресурсы.. 13

Задания. 13

Контрольная работа №1. 13

Контрольная работа №2. 14

Варианты заданий. 14

Курсовая работа. 15

ПРОГРАММА дисциплины "КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОННОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ". 15

Содержание дисциплины.. 16

Введение. 16

Тема 1. Microsoft Office. 16

Тема 2. Текстовые редакторы.. 17

Тема 3. Электронные таблицы.. 18

Тема 4. Системы управления базами данных. 20

Тема 5. Работа с электронной почтой. 22

Тема 6. Обзор современных языков программирования, используемых в электронном приборостроении. 24

Тема 7. Visual Basic 6.0. 24

Заключение. 26

Перечень практических занятий. 26

Примерный перечень экзаменационных вопросов. 26

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.. 29

Основная литература. 29

Дополнительная литература. 30

Электронно-информационные ресурсы.. 30

 

Введение.

Классификация приборов и устройств по функциональному назначению. Основные физические процессы, лежащие в основе принципа действия приборов и устройств.

Компьютерное моделирование и проектирование и их роль в процессе разработки приборов и устройств.

Структура и содержание дисциплины, её связь с другими дисциплинами учебного плана

Основное внимание при изучении всей дисциплины уделяется вопросам подготовки специалистов в области создания специализированных программных средств для моделирования электронных приборов различного назначения. При этом отмечается особая важность не только правильного выбора модели прибора, построения соответствующего алгоритма, реализующего эту модель, но главное – это тестирование и отладка программы. Очевидно, что ни построение эффективного алгоритма, ни создание тестовых примеров невозможно без глубокого знания физических процессов, лежащих в основе работы электронных приборов. Поэтому первая часть курса посвящена более подробному рассмотрению некоторых вопросов теории, которые изучались в рамках предшествующих курсов высшей математики, физики, ТОЭ. Вторая часть курса предполагает непосредственное изучение численных методов и реализацию их в виде программ в рамках курсового проектирования.

РАЗДЕЛ 1 Математическое моделирование

Тема 1. Основные принципы математического моделирования

Понятие математической модели. Уровни математической модели. Понятие математического моделирования.
Этапы математического моделирования: построение математической модели объекта моделирования, исследование математических задач (прямые и обратные), выбор методов их решения (аналитические, численные), анализ соответствия результатов решения критериям практики (адекватность модели), совершенствование математической модели.

Компьютерное моделирование. Банки компьютерных моделей. Интерактивный характер компьютерного моделирования. Перспективы компьютерного моделирования.

Простейшие примеры, иллюстрирующие этапы компьютерного моделирования.

При изучении этой темы необходимо понять, что такое математическая модель, на чём основано построение математической модели, какие модели используются при проектировании электронных приборов и каким образом происходит интерактивный процесс моделирования с учётом, возможно, и корректировки модели.

Тема 2. Математическое моделирование полевых задач и
аналитические методы их решения

Постоянное электрическое поле. Скалярный потенциал и потенциальный характер электростатического поля. Уравнение Пуассона, как следствие теоремы Гаусса. Граничные условия. Единственность решения. Примеры решения задач методом разделения переменных. Функции Бесселя. Полиномы Лежандра.

Постоянное магнитное поле. Уравнение непрерывности и стационарность токов. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. Скалярный и векторный потенциалы магнитного поля. Калибровочные соотношения для векторного потенциала. Уравнение Пуассона для векторного потенциала. Примеры решения задач.

Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла. Уравнение Гельмгольца. Собственные функции и собственные значения. Примеры решения задач.

Метод аналитического продолжения. Представление потенциалов и полей в виде степенного ряда. Учет различных типов симметрии. Конформное отображение. Свойства аналитических функций. Преобразование Кристоффеля-Шварца. Примеры решения задач.