Програмне забезпечення досліджень в мікро-та наноелектроніці
Спеціальність: Мікро- та наносистеми Інтернету речей
Код дисципліни: 6.176.03.E.043
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Напівпровідникова електроніка
Лектор: Малик Орест Петрович, д.ф.-м.н., професор
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Формування та розвиток компетентностей: Загальних: базові знання в галузі мікро- та наносистемної техніки, необхідні для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін; здатність до застосування знань на практиці; уміння розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні рішення; потенціал до подальшого навчання. Фахових: знання з обчислювальної техніки та програмування, володіння навичками роботи з комп’ютером для вирішення задач спеціальності;
уміння проектувати системи та їх елементи з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі, включаючи створення, налагодження, експлуатацію, технічне обслуговування та утилізацію;
вміння видавати технічні завдання на розробку приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки; здатність здійснювати схемотехнічне та конструкторське проектування, використову-ючи відповідні пакети прикладних комп’ютерних програм; здатність застосовувати методо-логію наукових досліджень на теоретичному та практичному рівнях.
Результати навчання: Результати навчання відповідно до освітньої програми, методи навчання і викладання, методи оцінювання досягнення результатів навчання. У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: здатність продемонструвати знання і розуміння основних класів обчис-лювальних задач, що зустрічаються при дослідженні матеріалів мікро- та наносистемної техніки та приладів на їх основі; здатність продемонструвати знання та навики щодо про-ведення експериментів, збору даних та моделювання приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки; виконувати відповідні експериментальні дослідження та застосовувати дослідницькі навички за професійною тематикою; оцінювати отримані результати та аргументовано захищати прийняті рішення. У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
– здатність продемонструвати знання і розуміння основних фізичних процесів та явищ в напівпровідниках, діелектриках, а також магнітних, оптичних матеріалах для пристроїв мікро- та наносистемної техніки;
– здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності в області мікро- та нано системної техніки, основ автоматизації, інформаційних технологій аналізу систем, ефективного енерговикористання;
– здатність продемонструвати знання та навики щодо проведення експериментів, збору даних та моделювання приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки;
– здатність продемонструвати знання та навики щодо проведення експериментів, збору даних та моделювання приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки;
– здатність продемонструвати знання сучасних мов та середовищ програмування і засоби обчислювальної техніки;
– застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу в приладах та пристроях мікро- та нано системної техніки;
– застосовувати знання технічних характеристик, конструкційних особливостей, призначення і правил експлуатації устаткування та обладнання для вирішення технічних задач мікро- та нано системної техніки;
– ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу систем і їх складових;
–поєднувати теорію і практику, а також приймати рішення та виробляти стратегію діяльності для вирішення завдань мікро- та наносистемної техніки з урахуванням загальнолюдських цінностей, суспільних, державних та виробничих інтересів;
– виконувати відповідні експериментальні дослідження та застосовувати дослідницькі навички за професійною тематикою;
– здатність використання різноманітних методів, зокрема інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни: Інженерне програмування, частина 1 та 2. Супутні і наступні навчальні дисципліни: твердотільна електроніка, частина 1 та 2.
Короткий зміст навчальної програми: В навчальній дисципліні розглядаються програмні пакети MathCAD, Maple, Microcal Origin та Graph2Digit, які застосовуються при дослідженні матеріалів мікро- та наносистемної техніки та приладів на їх основі.
Опис: Середовище MathCad: 1. Операції з векторами та матрицями. Розв’язок системи лінійних рівнянь за допомогою MathCAD. Лінійна інтерполяція функцій, інтерполяція сплайнами. Лінійна та поліноміальна регресії. 2. Чисельне і символьне диференцiювання та iнтегрування за допомогою MathCAD. Розв'язок нелiнiйних та алгебраїчних рiвнянь. Програмування в MathCAD. Розв'язок звичайних диференцiальних та систем диференціальних рівнянь з допомогою MathCAD. 3. Символьні обчислення засобами MathCAD. Графiчнi можливостi MathCAD. 4. Середовище Maple: 4. Операції з векторами та матрицями за допомогою Maple. Символьне диференцiювання та iнтегрування.,обчислення добутків та сум. 5. Операцiї над полiномами та рацiональними функцiями, Факторизацiя полiномiв. Інтерполяція функцій з допомогою сплайнів та ортогональних поліномів. 6. Аналітичний та чисельний розв"язок рівнянь. Органiзацiя зовнiшнiх файлiв. Перехiд до розрахункiв на мовах чисельного програмування Fortran, C. Графічні можливості Maple. Середовище Microcal Origin та Graph2Digi: 7. Побудова графіків з допомогою Microcal Origin . Цифрова обробка графіків з допомогою Graph2Digit.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль – виконання та захист лабораторних робіт, усне та фронтальне опитування. Залік – письмове опитування, тестовий контроль
Критерії оцінювання результатів навчання: Методи та критерії оцінювання: - поточний контроль (письмові звіти з лабораторних робіт), 10 %; - залік (письмово-усна форма), 90%.
На залік виносяться завдання, що потребують вміння застосувати отримані знання з обчислювальної техніки та програмування для вирішення задач спеціальності. Поточний контроль здійснюється методом контролю знань під час виконання та захисту лабораторних робіт.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. М. Хархагер , Х. Парголль. MathCad 2000: полное руководство. Киев. Издательская группа BHV, 2001.
2. A.V. Matrosov Maple 6.- Pittsburgh, BHV- Pittsburgh, 2001.-528 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).