Поиск по базе сайта:
Рабочая программа дисциплины физические основы ЭВМ направление подготовки 230700 Прикладная информатика icon

Рабочая программа дисциплины физические основы ЭВМ направление подготовки 230700 Прикладная информатика




Скачати 99.93 Kb.
НазваРабочая программа дисциплины физические основы ЭВМ направление подготовки 230700 Прикладная информатика
Дата конвертації07.02.2013
Розмір99.93 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Томский государственный университет


УТВЕРЖДАЮ


Декан факультета информатики

Сущенко С.П.

"" декабря 2010 г.


Рабочая программа дисциплины


ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ


Направление подготовки


230700 Прикладная информатика


Квалификация выпускника


Бакалавр


Форма обучения


Очная


Томск

2010

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Физические основы ЭВМ» является понимание основных законов физики, обеспечивающих функционирование устройств вычислительной техники, позволяющее ориентироваться в потоке научной и технической информации, обеспечивающем систематическое обновление и поддержание современного уровня подготовки. Воспитание естественнонаучного мировоззрения, основанного на достижениях современной физической науки и естествознания в целом, включающих физику как часть общечеловеческой культуры.

^ 2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Раздел программы Б2. Математический и естественнонаучный цикл. Вариативная часть.

Для изучение курса требуется знание следующих дисциплин: математический анализ, линейная алгебра, аналитическая геометрия, теория вероятности, физика.

Для того чтобы приступить к изучению курса «Физические основы ЭВМ», студент должен обладать следующими знаниями и умениями:

- основы математического анализа,

- дифференциальное и интегральное исчисление,

- основы теории линейных пространств (векторы, матрицы, линейные операторы),

- понимание основных физических явление и закон в области электродинамики, физики полупроводников.


^ 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физические основы ЭВМ».

Курс «Физические основы ЭВМ» способствует выработке у студента следующих компетенций:

Понимание функционирования полупроводниковых приборов, используемых в компьютерах, и принципов технологии производства этих приборов.


^ 4. Структура и содержание дисциплины «Физические основы ЭВМ»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц 72 часа.






п/п



Раздел

Дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

^ Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)













Всего

Лекции

Лабо-

ратор-

ные

Само-

стоя-

тельная

работа




1

Введение. Обзор курса




1




2




4




2

Основы материаловедения полупроводников




2




4




4




3


Элементарные полупроводники. Полупроводниковые соединения




4




4




4

Контрольная точка

4

Основные свойства и характеристики полупроводников и полупроводниковых приборов




6




4




6




5

Разновидности электрических переходов




8




4




4

Контрольная точка

6

Взаимодействие двух близкорасположенных электронно-дырочных переходов




10




4




4




7

Микроэлектроника и производство интегральных микросхем




12




4




6

Контрольная точка

8

Внешняя память в ЭВМ




14




4




4




9

Принципы отображения визуальной информации




15




2




4

Контрольная точка

Итого










72

32

0

40

Зачет


Тема 1. Введение. Обзор курса.

Зарождение вакуумной электроники. Ламповый диод Т.А. Эдисона. История открытия полупроводников. Создание О.В. Лосевым полупроводникового детектора. Обнаружение полупроводниковых свойств у германия. Теория Я. И. Френкеля о подвижных дырках (дырочной проводимости). Разработки в СССР полупроводниковых диодов, транзисторов и солнечных элементов. Отечественные работы по созданию полупроводниковых лазеров. Создание первой интегральной схемы на кремнии. Взаимосвязь между достижениями физики и технологии полупроводников.


Тема 2. Основы материаловедения полупроводников.

Некоторые свойства полупроводников и основные группы полупроводниковых материалов. Отличительные свойства полупроводников. Структура твердых тел. Виды элементарных ячеек твердых тел. Основные группы полупроводниковых материалов. Электронная конфигурация атомов в полупроводниках. Теории электропроводности Друде и Зоммерфельда. Влияние кристаллической структуры на электропроводность твёрдых тел. Дефекты кристаллической структуры.


Тема 3. Элементарные полупроводники. Полупроводниковые соединения.

Химические связи в полупроводниках, производных от ANB8−N Полупроводниковые соединения других групп: Соединения AIVBVI Примеси в полупроводниках. Получение чистых полупроводниковых материалов. Кристаллизационные методы очистки. Выращивание объемных полупроводниковых монокристаллов. Получение кристаллов из жидкой фазы. Выращивание кристаллов из газообразной фазы. Легирование полупроводниковых материалов. Монокристаллические пленки: эпитаксия, основные закономерности роста эпитаксиальных пленок при выращивании из газообразной фазы.


Тема 4. Основные свойства и характеристики полупроводников и полупроводниковых приборов.

Уровень Ферми. Электроны и дырки. Объяснение температурных зависимостей коэффициентов электропроводности металлов и полупроводников на основе простейшей модели энергетических зон. Модели зонных структур полупроводников: собственные и примесные полупроводники. Концентрация носителей заряда в собственном и примесном полупроводнике. Токи в полупроводниках.


Тема 5. Разновидности электрических переходов.

Выпрямляющие и невыпрямляющие электрические переходы. Электрический переход между полупроводником и металлом (переход или барьер Шотки). Физические явления в р-n-переходе: электронно-дырочный переход в равновесном и неравновесном состояниях. Статическая вольт-амперная характеристика p-n – перехода. Пробой p-n-перехода. Полупроводниковые диоды: статический режим, динамические свойства диода. Функциональные типы полупроводниковых диодов: выпрямительные диоды, импульсные диоды, диоды Шоттки, полупроводниковые стабилитроны, стабисторы, варикапы. Схемы стабилизации напряжения. Фотодиоды. Полупроводниковые источники излучения. Лазер на p-n-переходе.


Тема 6. Взаимодействие двух близкорасположенных электронно-дырочных переходов.

Изобретение биполярного транзистора. Биполярные транзисторы. Физические процессы в транзисторах. Биполярный транзистор в режиме усиления. Схемы включения транзисторов. Параметры и эквивалентные схемы биполярных транзисторов. Инерционные свойства биполярных транзисторов. Униполярный (полевой) транзистор Шокли. RS-триггер как элемент памяти. МДП транзистор со встроенным каналом. Применение для флэш-памяти.


Тема 7. Микроэлектроника и производство интегральных микросхем.

Классификация интегральных микросхем. Основные термины и определения. Биполярные интегральные схемы. Диоды интегральных схем. Резисторы и конденсаторы интегральных схем. Катушки индуктивности интегральных схем. Условные обозначения микросхем.


Тема 8. Внешняя память в ЭВМ.

Магнетизм. Магнитные материалы: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Кривая намагничивания ферромагнетиков. Температура Кюри. Доменная структура. Принципы записи и считывания информации на магнитных носителях. Оптическая память. CD и DVD диски.


Тема 9. Принципы отображения визуальной информации.

Алфавитно-цифровые и графические (аналоговые) мониторы. Электронно-лучевая трубка. Физические процессы в ЭЛТ. Формирование изображения в ЭЛТ, строчная и кадровая развертки. Отображение информации о цвете. Плоские жидкокристаллические (LCD) дисплеи, плазменные (газоразрядные PDP) мониторы, дисплеи с излучающим полем (FED).


^ 5. Образовательные технологии


В ходе преподавания дисциплины используются следующие образовательные технологии:

- разбор конкретных физических явлений, лежащих в основе функционирования электронных устройств;

    - знакомство с устройством и принципами действия элементов микроэлектроники.


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Самостоятельная работа подразумевает изучение предлагаемых разделов физики по дополнительной учебной литературе.

Текущий контроль успеваемость осуществляется на контрольных точках.


^ 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Физика»

а) основная литература:

  1. И. А. Случинская. Основы материаловедения и технологии полупроводников. Москва. Высшая школа. – 2002 – 376с.

  2. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - М.: Радио и связь, 1990 – 264 с.

  3. Л.Н.Капцов. Физика элементов ЭВМ. Учебное пособие. - М.: Моск.унив., 1983 - 240 с.

  4. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.

  5. Н.А. Аваев, Ю.Е. Наумов, В.Т.Фролкин. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1991. - 288 с.: илс.


б) дополнительная литература:

  1. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. М.: Металлургия, 1988.

  2. Бонч Бруевич В.Л. Физика полупроводников /В.Л. Бонч-Бруевич, С. Г. Калашников. М.: Наука, 1977. 672 с.

  3. Пичугин И. Г., Таиров Ю. М. Технология полупроводниковых приборов. М.: Высш. шк., 1984

  4. Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергоатомиздат, 1985.

А.А.Щука. Вехи развития отечественной интегральной электроники. // ИИЕТ РАН. Годичная научная конференция 2004 г. М.: Диполь-Т, 2004, с.676-681.


^ 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Для материально-технического обеспечения дисциплины требуется наличие компьютерной техники с установленным соответствующим программным обеспечением.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 230700 «Прикладная информатика».


Автор к. т. н. А.Д. Макиенко


Программа одобрена на заседании Ученого Совета Факультета информатики

от «__» _________ 2011 г., протокол № ________.



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації