Podstawy matematyki – 150 h
Algebra liniowa – macierze, wyznaczniki, układy równań, rachunek wektorowy, wektory bazowe (transformacje), wartości i wektory własne. Elementy geometrii analitycznej. Liczby zespolone – pojęcia podstawowe, działania algebraiczne. Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej – funkcje elementarne, ciągłość i granica funkcji, pochodna funkcji i jej zastosowania. Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej. Ciągi liczbowe, szeregi potęgowe i trygonometryczne (Taylora, Fouriera). Transformata Laplace’a. Równania różniczkowe zwyczajne. Funkcje wielu zmiennych. Rachunek różniczkowy. Całki wielokrotne, krzywoliniowe skierowane i powierzchniowe zorientowane – ich interpretacja fizyczna. Elementy teorii pola. Rachunek operatorowy. Funkcje zmiennej zespolonej. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się podstawowym aparatem matematycznym.
Fizyka – 90 h
Mechanika – kinematyka, dynamika punktu materialnego, zasady zachowania, siły bezwładności, zderzenia ciał, grawitacja, elementy szczególnej teorii względności. Ruch drgający i falowy. Fale akustyczne – równania akustyki, parametry ośrodka, impedancja falowa. Termodynamika – kinetyczna teoria gazów, ciepło, praca, energia wewnętrzna, entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, przejścia fazowe. Optyka – promieniowanie świetlne, elementy optyki geometrycznej, dyspersja, dyfrakcja, interferencja i polaryzacja światła, holografia, źródła promieniowania. Fizyka kwantowa – dualizm falowo-korpuskularny, równanie Schrödingera, budowa atomu. Fizyka ciała stałego – budowa kryształów, podstawy teorii pasmowej ciał stałych, własności ciał stałych. Fizyka jądrowa – siły jądrowe, promieniotwórczość, reakcje jądrowe, cząstki elementarne, akceleratory. Klasyfikacja ośrodków materialnych. Pole elektrostatyczne – źródła pola, prawo Coulomba, prawo Gaussa, potencjał elektrostatyczny. Pole magnetyczne – źródła pola, prawo Biot-Savarta, prawo sił Ampere’a. Elektromagnetyzm: prawo indukcji Faraday’a, uogólnione prawo Ampere’a, równania Maxwella w próżni i ośrodkach materialnych (polaryzacja, magnetyzacja, zespolona przenikalność elektryczna). Zasada zachowania energii w polu elektromagnetycznym, wektor Poyntinga. Podstawy propagacji i promieniowania – fala płaska w ośrodku bezstratnym i stratnym, współczynnik propagacji, polaryzacja fali, warunki brzegowe, padanie fali elektromagnetycznej na granicę dwóch ośrodków, rezystancja powierzchniowa, dipol Hertza, rezystancja promieniowania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk i procesów fizycznych w przyrodzie; pomiaru i określania podstawowych wielkości fizycznych; opisu pól elektrycznych i magnetycznych – statycznych i zmiennych; obliczania parametrów ruchu falowego w wolnej przestrzeni.
Metodyka i technika programowania – 90 h
Dane i ich komputerowe reprezentacje. Algorytmy i sposoby ich przedstawiania. Podstawowe konstrukcje języków algorytmicznych. Rekurencja i typy programów rekurencyjnych. Analiza sprawności algorytmów. Programowanie strukturalne i obiektowe. Algorytmy sortowania i przeszukiwania danych. Dynamiczne struktury danych – listy, tablicowe implementacje list, stos, kolejki, sterty i kolejki priorytetowe, drzewa i ich reprezentacje. Zastosowanie techniki programowania typu „dziel-i-rządź”. Programowanie interakcji z użytkownikiem.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
algorytmizacji problemów; implementacji algorytmów w wybranym języku programowania i środowisku programistycznym; tworzenia programów strukturalnych i obiektowych; konstruowania dynamicznych struktur danych; wykonywania obliczeń numerycznych i przetwarzania danych.
Technika obliczeniowa i symulacyjna – 45 h
Algorytmy obliczeniowe w analizie i syntezie obwodów elektrycznych. Metody numeryczne rozwiązywania liniowych układów równań. Metody numeryczne rozwiązywania równań nieliniowych i nieliniowych układów równań. Komputerowe opracowywanie wyników pomiarów (interpolacja, aproksymacja). Algorytmy analizy stanów przejściowych w układach elektrycznych, algorytmy przetwarzania sygnałów. Ograniczenia i korzyści symulacji komputerowej. Symulacja i eksperyment komputerowy. Oprogramowanie do obliczeń i symulacji inżynierskich. Zasady tworzenia skryptów do narzędzi programowych. Dokumentacja inżynierska.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania metod numerycznych i symulacyjnych do zadań inżynierskich w elektronice i telekomunikacji; dokumentowania wyników obliczeń i symulacji.
Obwody i sygnały – 45 h
Podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki. Modele elementów obwodów elektrycznych. Parametry statyczne i dynamiczne. Liniowość, stacjonarność. Quasi-stacjonarność a linia długa. Wzmacniacz operacyjny. Źródła niezależne idealne i rzeczywiste. Źródła sterowane. Prawa Kirchhoffa. Dwójnik, czwórnik, wielowrotnik. Obwody liniowe – łączenie elementów, rezystancja zastępcza, „trójkąt-gwiazda”, dzielniki, metody: superpozycji, kompensacji, zamiany źródeł, Thevenina i Nortona. Metody sieciowe. Standardowe sygnały analogowe. Przyczynowość. Przekształcenie Laplace’a, transmitancja. Analiza obwodów w stanie nieustalonym i ustalonym. Metoda wskazów. Bilans mocy, dopasowanie. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe. Stabilność. Obwody rezonansowe. Obwody nieliniowe – pobudzenie stałe i sinusoidalne. Szereg Fouriera – widmo, analiza obwodów sygnału okresowego. Programy komputerowe analizy obwodów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy liniowych obwodów analogowych i podstawowych obwodów nieliniowych z wykorzystaniem metod operatorowych i metod komputerowych.
Inżynieria materiałowa i konstrukcja urządzeń
Oddziaływanie fali elektromagnetycznej z magnetykami, dielektrykami, przewodnikami, materiałami optycznymi, materiałami konstrukcyjnymi. Podstawowe grupy materiałowe i ich technologie wytwarzania – tworzywa sztuczne, metale, cerami, półprzewodniki. Materiały cienkowarstwowe. Nanotechnologie. Elementy elektroniczne – parametry pasożytnicze, schematy zastępcze. Zasady stosowania materiałów i elementów – narażenia eksploatacyjne, niezawodność. Konstruowanie urządzeń – normy, wymagania techniczne, dokumentacja. Programy informatyczne wspomagających projektowanie. Technologia montażu. Kierunki rozwoju inżynierii materiałowej – mikro- i nanotechnologie.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru materiałów, elementów i konstrukcji urządzeń do wymagań technicznych i warunków eksploatacyjnych; projektowania urządzeń i procesów montażu wraz z dokumentacją techniczną.
Elementy elektroniczne
Fizyczne podstawy działania półprzewodnikowych elementów elektronicznych. Elementy bezzłączowe – termistor, piezorezystor, gaussotron i hallotron. Złącza PN i prostujące złącze metal-półprzewodnik. Diody: prostownicze, stabilizacyjne, pojemnościowe, przełączające, mikrofalowe. Tranzystory: bipolarne, złączowe-polowe, polowe. Tetrody polowe. Dwukońcówkowe stabilizatory prądu. Tranzystory bipolarne z izolowaną bramką. Tranzystory typu SIT. Tyrystory, diaki i triaki. Tranzystory jednozłączowe i programowalne tranzystory jednozłączowe. Przyrządy ze sprzężeniem ładunkowym. Elementy bierne monolitycznych układów scalonych. Elementy systemów mikro-elektro-mechanicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia budowy, zasad działania, niezawodnego użytkowania i stosowania półprzewodnikowych elementów elektronicznych oraz ich modeli.
Optoelektronika
Właściwości promieniowania optycznego. Fotometria i radiometria. Bezpieczeństwo w stosowaniu promieniowania optycznego. Zjawiska optyczne i metody ich opisu. Źródła promieniowania: termiczne, elektroluminescencyjne, lasery – zasada działania i właściwości. Projektowanie nadajników optycznych. Detektory promieniowania oraz matryce detektorów – zasada działania i parametry techniczne. Projektowanie odbiorników promieniowania. Światłowody – klasyfikacja, właściwości i parametry. Bierne elementy optyczne. Projektowanie układów optoelektronicznych. Wybrane optyczne techniki pomiarowe – interferometria, reflektometria. Wybrane zastosowania technik optoelektronicznych – optyczna transmisja sygnałów, wizualizacja informacji, sensoryka optoelektroniczna. Trendy rozwojowe optoelektroniki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru podzespołów optoelektronicznych do wybranych zastosowań; projektowania podstawowych układów optoelektronicznych; stosowania podstawowych optoelektronicznych przyrządów pomiarowych.
Analogowe układy elektroniczne
Modele analityczne i metody projektowania podstawowych układów wzmacniających na tranzystorach bipolarnych oraz polowych. Układy scalone wzmacniaczy prądu stałego, wzmacniaczy pasmowych i mocy. Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowania. Analogowe filtry aktywne czasu ciągłego i dyskretnego. Programowalne układy analogowe i ich zastosowania. Specjalizowane układy scalone. Szumy układów aktywnych. Generatory. Zasilacze: prostowniki, filtry tętnień, przetworniki i stabilizatory o pracy ciągłej i impulsowej. Detektory amplitudy, częstotliwości i przesunięcia fazowego. Analogowy układ mnożący i jego zastosowania. Pętla fazowa i jej zastosowania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania struktur układowych realizujących założone funkcje; analizowania właściwości w zakresie pracy stałoprądowej, w dziedzinach czasu i częstotliwości; stosowania narzędzi komputerowego wspomagania projektowania i symulacji; uruchamiania układów prototypowych i przeprowadzania pomiarów laboratoryjnych.
Technika bardzo wysokich częstotliwości
Linie transmisyjne – parametry obwodowe i falowe, wykres Smith’a. Technologia i podstawowe parametry prowadnic współosiowych, falowodowych i zintegrowanych. Struktury mikropaskowe, szczelinowe i koplanarne. Rezonatory bardzo wysokich częstotliwości – budowa, właściwości i zastosowania. Metody pobudzania falowodów i rezonatorów – sonda elektryczna i magnetyczna, szczelina pobudzająca. Opis macierzowy układów wielowrotowych. Układy pasywne bardzo wysokich częstotliwości – złącza współosiowe, tłumiki i obciążenia, dzielniki, sprzęgacze zbliżeniowe i hybrydowe, filtry, układy niewzajemne. Zintegrowane układy półprzewodnikowe – generatory, wzmacniacze i mieszacze. Technika fal milimetrowych. Mikrofalowe układy monolityczne. Układy mikro-elektro-mechaniczne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstawowych technik prowadzenia i rozpraszania fal w liniach transmisyjnych oraz układach pasywnych i aktywnych w zakresie bardzo wysokich częstotliwości; posługiwania się obwodami zastępczymi złożonymi z linii długich i elementów o stałych skupionych do analizowania właściwości układów bardzo wysokich częstotliwości.
Metrologia
Podstawowe pojęcia metrologii. Jednostki i układy miar. Wzorce wielkości elektrycznych i czasu. Bezpośrednie i pośrednie metody pomiarowe. Systematyczne i losowe błędy pomiarowe. Obliczanie niepewności pomiaru. Bloki elektronicznych mierników analogowych. Oscyloskop analogowy. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Bloki cyfrowych przyrządów pomiarowych. Metody pomiaru prądu i napięcia stałego oraz przemiennego. Pomiar mocy. Pomiary czasu, częstotliwości i fazy. Metody pomiaru rezystancji i impedancji. Multimetry i oscyloskopy cyfrowe. Systemy pomiarowe i interfejsy. Podstawy obróbki danych pomiarowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
planowania i wykonywania pomiarów; analizy wyników oraz przygotowania sprawozdań z przeprowadzonych badań.
Technika cyfrowa
Układy kombinacyjne i sekwencyjne oraz ich opis matematyczny – tablice funkcji, funkcje logiczne, automaty, grafy, tablice przejść/wyjść. Cyfrowa reprezentacja informacji – systemy zapisu liczb i działania arytmetyczne. Algebra Boole’a jako narzędzie opisu układów logicznych – funkcje logiczne, postaci kanoniczne, metody minimalizacji funkcji logicznych. Analiza i synteza układów kombinacyjnych. Funktory logiczne. Synteza układów kombinacyjnych z wykorzystaniem funktorów, multiplekserów i modułów programowalnych. Typowe układy kombinacyjne. Układy iteracyjne. Analiza i synteza układów sekwencyjnych synchronicznych i asynchronicznych – minimalizacja liczby stanów i ich kodowanie, wyścigi i hazardy w układach asynchronicznych. Typowe układy sekwencyjne – przerzutniki, rejestry, liczniki. Techniki realizacji układów cyfrowych – parametry i charakterystyki. Organizacja magistrali, adresacja i synchronizacja. Pamięci – parametry i typy dostępu do informacji. Wprowadzenie do logiki układów programowalnych i specjalizowanych. Komputerowe wspomaganie projektowania i testowania układów cyfrowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu, analizy i projektowania podstawowych układów cyfrowych; korzystania z katalogów i not aplikacyjnych elementów scalonych oraz z oprogramowania do projektowania i symulacji układów cyfrowych.
Architektura komputerów i systemów operacyjnych
Architektura systemu komputerowego na poziomie rejestrów – cykl rozkazowy. Kodowanie liczb, operacje arytmetyczne i logiczne, struktury sterowania. Podprogramy. Wywoływanie usług systemu operacyjnego. Programowanie mieszane. Zasady sterowania urządzeń i obsługa przerwań sprzętowych. Maszyny wirtualne. Architektura systemów pamięci – hierarchia, zarządzanie, pamięć wirtualna. Architektury komputerów o złożonych i zredukowanych zestawach instrukcji. Przetwarzanie potokowe. Systemy wieloprocesorowe. Klasyfikacja i funkcje systemów operacyjnych. Procesy i wątki. Przetwarzanie współbieżne i równoległe. Systemy plików – organizacja ciągła, listowa i indeksowa; atrybuty i uprawnienia. Transakcje i bezpieczeństwo w systemach operacyjnych. Systemy scentralizowane i rozproszone. Komunikacja i praca w sieci.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
tworzenia programów na poziomie rozkazów procesora i ich łączenia z kodem w języku wysokiego poziomu; korzystania w programach z interfejsu aplikacyjnego oraz pracy w środowisku systemu operacyjnego; zarządzania procesami; realizacji operacji plikowych; tworzenia skryptów; zapewnienia bezpieczeństwa informacyjnego.
Wybrane języki programowania wysokiego poziomu
Programowanie obiektowe. Metody kompozycji programu i sterowanie instrukcjami oraz tworzenie interfejsów graficznych. Obsługa interfejsów komunikacyjnych. Programowanie sieciowe. Programowanie urządzeń elektronicznych. Podstawy wybranych języków, w tym języka i platformy Java. Zasady budowy dokumentów. Konstruowanie i wykorzystywanie znaczników. Zastosowania znaczników do tworzenia plików konfiguracyjnych urządzeń oraz do tworzenia systemów informacyjnych. Języki skryptowe. Zasady kompozycji programu i sterowania instrukcjami. Dynamiczna obsługa działań użytkownika i zdarzeń – zastosowanie do tworzenia dynamicznych systemów informacyjnych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru języka programowania do rozwiązywania problemów w zakresie oprogramowania sprzętu i usług; wytwarzania oprogramowania w zakresie poznanych języków programowania; specyfikowania podstawowych wymagań dla informatyków w zakresie oprogramowania (tworzenia interfejsów); tworzenia i wbudowywania serwisów informacyjnych do urządzeń oraz odpowiedniego ich oprogramowania i konfigurowania.
Przetwarzanie sygnałów
Klasyfikacja sygnałów. Analiza widmowa sygnałów deterministycznych – przekształcenie Fouriera całkowe i dyskretno-czasowe, widmo sygnału. Sygnał zespolony – amplituda, faza i pulsacja chwilowa. Przekształcenie Hilberta. Obwiednia zespolona rzeczywistego sygnału pasmowego. Kształtowanie widma przez system liniowy. Konwersja analogowo-cyfrowa i cyfrowo-analogowa. Szum kwantyzacji, stosunek mocy sygnału do mocy szumu. Równania różnicowe. Schematy strukturalne. Przekształcenie Z. Transmitancja. Systemy o skończonej i o nieskończonej odpowiedzi impulsowej. Realizowalność a przyczynowość, stabilność, minimalnofazowość. Podstawy filtracji cyfrowej. Dyskretna i szybka transformacja Fouriera. Powiązania transformat. Splot dyskretny liniowy i cykliczny. Wprowadzenie do interpolacji i decymacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania narzędzi i algorytmów analogowych oraz cyfrowych przetwarzania sygnałów; analizowania sygnałów i systemów w dziedzinie czasu i częstotliwości; projektowania podstawowych systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Podstawy telekomunikacji
Źródła informacji i ich modele oraz właściwości. Pojęcie sygnału w telekomunikacji. Podstawowe techniki przekazywania informacji na odległość. Tor telekomunikacyjny. Funkcje nadajnika i odbiornika. Kanał telekomunikacyjny i jego właściwości. Szumy, zakłócenia, zaniki i zniekształcenia. Podstawowe modele kanału. Reprezentacja sygnałów analogowych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Próbkowanie i kwantowanie sygnałów. Modulacja impulsowa. Szum kwantyzacji. Modulacja i demodulacja analogowa oraz cyfrowa. Reprezentacja sygnałów cyfrowych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Widmo i pasmo sygnałów. Odbiór korelacyjny. Filtr dopasowany. Kodowanie źródłowe. Kodowe zabezpieczenie przed błędami. Kryteria jakości transmisji i jej optymalizacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się podstawowymi pojęciami z zakresu telekomunikacji; przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; porównywania transmisji analogowych i cyfrowych; doboru sygnałów do właściwości kanału telekomunikacyjnego; określania roli kodowania w przesyłaniu informacji i kryteriów jakości transmisji.
Systemy i sieci telekomunikacyjne
Pojęcie usługi, systemu i sieci telekomunikacyjnej. Funkcje elementów sieci. Klasyfikacja sieci i topologie. Zasoby sieci. Ruch telekomunikacyjny. Klasyfikacja i atrybuty usług. Poziom i jakość usług. Numeracja i adresacja. Bezpieczeństwo i taryfikacja w sieciach. Techniki realizacji komutacji i transmisji. Synchronizacja pracy sieci. Modele warstwowe współpracy urządzeń. Model odniesienia komunikacji systemów otwartych. Protokoły komunikacyjne i systemy sygnalizacji. Sterowanie w sieciach – obsługa wywołań, wybór drogi, realizacja połączenia. Techniki multipleksacji komutacji. Sieci telefoniczne, zintegrowane, komórkowe i teleinformatyczne. Usługi i sieci inteligentne. Przewodowe i bezprzewodowe techniki dostępu. Sieci dostępowe. Sieci szkieletowe. Niezawodność sieci. Zarządzanie sieciami i usługami. Integracja i konwergencja technik i usług. Sieci Następnej Generacji oraz Internet Następnej Generacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy systemów i sieci telekomunikacyjnych z punktu widzenia wyboru rodzaju usług i technik sieciowych; rozumienia kierunków rozwoju technik, systemów, sieci i usług telekomunikacyjnych.
Anteny i propagacja fal
Rola anteny w łączu radiowym w ujęciu systemowym. Klasyfikacja i zastosowania anten. Parametry anten. Równanie zasięgu. Anteny liniowe i walcowe – dipol półfalowy, symetryzatory. Anteny z falą bieżącą – antena śrubowa, antena Yagi-Uda. Anteny tubowe. Anteny reflektorowe i paraboliczne. Anteny szerokopasmowe: spiralne i logperiodyczne. Anteny planarne: mikropaskowe i szczelinowe. Układy antenowe – metody analizy, mnożnik układu, charakterystyka wynikowa. Podstawy miernictwa antenowego. Środowiska i mechanizmy propagacyjne fal radiowych. Fala w wolnej przestrzeni. Strefy Fresnela. Fale: przyziemna i przestrzenna oraz zjawiska wnikania i odbicia od ziemi. Wpływ krzywizny ziemi. Wpływ troposfery na propagację fali przestrzennej. Propagacja w warunkach rzeczywistych. Wpływ jonosfery na łączność naziemną i satelitarną. Modelowanie propagacji w otwartych środowiskach miejskich i w budynkach.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
interpretacji fizycznej parametrów antenowych; oceny przydatności anteny do danego zastosowania na podstawie specyfikacji katalogowej; określania propagacji fal radiowych z punktu widzenia rodzaju ich zastosowania; wyboru właściwej metody wyznaczania tłumienia propagacyjnego.
Techniki bezprzewodowe
Łącze radiowe: część nadawcza, odbiorcza i bezprzewodowa – charakterystyka funkcji systemowych, podstawowe zjawiska. Zakresy fal radiowych stosowanych w komunikacji bezprzewodowej. Interfejs antenowy – parametry użytkowe. Podstawy techniki nadawania i odbioru. Funkcjonalne ujęcie nadajnika i odbiornika radiowego. Zagadnienie przenoszenia widma. Budowa i działanie stopnia przemiany i syntezy częstotliwości. Blok bardzo wysokich częstotliwości. Właściwości podstawowych rodzajów modulacji analogowych i cyfrowych. Modem radiowy. Kodowania źródła. Kodowanie nadmiarowe. Budowa i działanie stacji radiowej. Sieć radiowa. Metody dostępu do kanału. Radiowy system dostępowy. Radiowe przęsło telekomunikacyjne, linia radiowa. System komórkowy. Odległość koordynacyjna, pęki komórek. Systemy i techniki bezprzewodowe – kierunki rozwoju. Satelita telekomunikacyjny i jego zastosowania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia bezprzewodowych technik i systemów transmisji informacji; stosowania parametrów użytkowych łącza radiokomunikacyjnego.
Techniki multimedialne
Przekaz multimedialny i jego rodzaje. Metody i standardy kompresji dźwięku, obrazu i tekstu. Elementy grafiki i animacji komputerowej. Integracja usług telekomunikacyjnych a komunikacja multimedialna. Technologie i narzędzia realizacji systemów multimedialnych. Multimedialne środowiska operacyjne. Mechanizmy specyfikacji i zarządzania jakością usług multimedialnych. Metody akwizycji dźwięku i obrazu dla potrzeb telekonferencji. Tworzenie teleusług na bazie platformy Java. Usługi interaktywne. Radiofonia i telewizja interaktywna. Radiodyfuzja a systemy multimedialne. Wykorzystanie sieci dostępowych do dostarczania interaktywnych usług multimedialnych. Usługi multimedialne z zastosowaniem terminali ruchomych. Rejestracja przekazu multimedialnego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zastosowań, organizacji i sposobu funkcjonowania multimedialnych usług interaktywnych; stosowania elementów przekazu multimedialnego oraz technik przetwarzania oraz kodowania dźwięków, obrazów i tekstu w multimediach; integrowania urządzeń foniczno-wizyjnych, komputerowych i telekomunikacyjnych.
Matematyka – 90 h
Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego i drugiego rzędu. Równania różniczkowe liniowe. Równania różniczkowe cząstkowe. Zastosowanie równań różniczkowych zwyczajnych w zagadnieniach fizycznych i technicznych. Rónania całkowe. Przestrzenie liniowe skończenie i nieskończenie wymiarowe. Przestrzeń Hilberta. Operatory liniowe. Zmienne losowe wielowymiarowe. Procesy stochastyczne – stacjonarność, ergodyczność. Procesy gaussowskie. Procesy Markowa. Dyskretne i ciągłe łańcuchy Markowa. Proces odnowienia. Teoria estymacji. Analiza korelacyjna. Testowanie hipotez statystycznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
zaawansowanego opisu matematycznego zjawisk fizycznych i problemów technicznych; posługiwania się metodami matematycznymi w działalności inżynierskiej; abstrakcyjnego formułowania problemów technicznych.
Metody numeryczne – 30 h
Reprezentacja zjawisk fizycznych za pomocą równań różniczkowych i całkowych. Skończenie-wymiarowa aproksymacja wielkości fizycznych. Dyskretna aproksymacja operatorów. Całkowanie numeryczne. Metody rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych. Metody siatkowe w rozwiązywaniu równań różniczkowych cząstkowych. Metody różnic skończonych. Metoda elementów skończonych. Metoda elementów brzegowych (metoda momentów) rozwiązywania równań z operatorami całkowymi lub całkowo-różniczkowymi. Macierze rzadkie. Bezpośrednie metody rozwiązywania układów równań liniowych i problemów własnych. Metody iteracyjne dla macierzy rzadkich, w tym metody przestrzeni Kryłowa. Obliczenia klastrowe i gridowe.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania metod numerycznych oraz technik numerycznego rozwiązywania zagadnień opisanych równaniami różniczkowymi i/lub całkowymi; stosowania informatycznych narzędzi obliczeniowych.
Metody optymalizacji – 30 h
Progarmowanie liniowe. Metoda Simpleks i zrewidowana metoda Simpleks. Ogólne zadanie optymalizacji statycznej. Metody gradientowe poszukiwania optimum bez ograniczeń. Warunki Kuhna-Tuckera-Karuscha. Zadania wypukłe. Funkcja Lagrange’a i teoria dualności. Dualność w programowaniu liniowym. Generacja kolumn. Generacja kolumn a zrewidowana metoda Simpleks. Prymalno-dualna metoda Simpleks. Metody dekompozycji w programowaniu liniowym. Programowanie całkowitoliczbowe. NP-zupełność. Metoda podziału i ograniczeń. Metoda płaszczyzn tnących. Połączenie metody płaszczyzn tnących z metodą podziału i ograniczeń. Programowanie dynamiczne. Elementy optymalizacji wielokryterialnej. Optymalność w sensie Pareto.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
formułowania zadań optymalizacji dla różnych funkcji celu i ograniczeń; stosowania podstawowych metod optymalizacji statycznej.
Technika światłowodowa i fotonika
Analiza propagacji promieniowania w światłowodzie. Struktura modowa światłowodów, zjawisko sprzęgania modów. Transmisja sygnałów cyfrowych i analogowych przez światłowód – wpływ zjawisk nieliniowych. Metody pomiaru i zarządzania dyspersją w systemach światłowodowych. Metody zwielokrotnienia sygnałów w światłowodzie w dziedzinie czasu i długości fali. Podstawowe konfiguracje sieci światłowodowych. Źródła szumów w układach optoelektronicznych. Zaawansowane optoelektroniczne systemy pomiarowe i ich zastosowania – systemy interferometrii nisko- i wysokokoherentnej, pomiary w dziedzinie czasu i częstotliwości, metody spektralne. Wybrane zagadnienia fotoniki – generacja i zastosowania bardzo krótkich impulsów optycznych, optyczne przetwarzanie informacji, wzmacniacze sygnałów optycznych. Elementy fotoniczne – światłowody fotoniczne, pamięci, przełączniki optyczne, siatki Bragga. Trendy rozwojowe.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy i projektowania systemów światłowodowych oraz fotonicznych; projektowania i wykorzystywania optycznych systemów pomiarowych; stosowania elementów fotonicznych w technice światłowodowej i systemach optoelektronicznych.
Programowalne układy cyfrowe
Kategorie cyfrowych układów programowalnych. Budowa i systemy projektowania układów. Pamięć konfiguracji. Właściwości i konfiguracja bloków logicznych. Bloki specjalizowane. Dystrybucja sygnałów zegarowych. Metastabilność. Poziomy abstrakcji w opisie układów cyfrowych. Języki opisu sprzętu – VHDL, Verilog. Współbieżny i sekwencyjny opis układu. Procesy kombinacyjne i sekwencyjne. Maszyny stanów, kodowanie, stany zabronione. Konstrukcje niesyntezowalne. Synteza bloków logicznych. Biblioteki i generatory komponentów. Synteza z ograniczeniami czasowymi i przestrzennymi. Atrybuty, sterowanie syntezą. Symulacja funkcjonalna i czasowa. Optymalizacja czasowa. Biblioteka SystemC. Ścieżki projektowania. Oprogramowanie do syntezy i implementacji układów. Metody konfiguracji układów. Interfejsy. Integracja sprzętu i oprogramowania. Procesory w układach programowalnych, rozwiązania typu System on Chip. Zastosowania układów programowalnych. Układy typu Structured ASIC.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia budowy i właściwości układów programowalnych; stosowania języków opisu sprzętu; opisu i projektowania złożonych systemów cyfrowych realizowanych w technice układów programowalnych; symulacji i optymalizacji oraz konfiguracji i diagnostyki złożonych systemów cyfrowych.
Niezawodność i diagnostyka
Statystyczna teorii niezawodności oraz fizyka uszkodzeń. Źródła danych o niezawodności. Jakość i niezawodność systemów w pełnym cyklu życia – projekt, technologia, eksploatacja, uszkodzenie. Zasady wnioskowania o rozkładach uszkodzeń. Planowanie badań niezawodnościowych. Modele uszkodzeń w układach elektronicznych. Testowanie funkcjonalne i zorientowane na uszkodzenia. Metody generacji testów dla systemów cyfrowych. Projektowanie z uwzględnieniem testowania. Znormalizowane magistrale ułatwionego testowania systemów cyfrowych i mieszanych sygnałowo. Testery wbudowane i samotestowanie. Techniki testowania monolitycznych układów scalonych, cyfrowych układów programowalnych, pamięci i mikroprocesorów. Diagnostyka wewnątrzobwodowa pakietów elektronicznych. Słownikowe metody lokalizacji uszkodzeń. Zastosowanie sieci neuronowych w diagnostyce. Metody podwyższania niezawodności. Nadmiary niezawodnościowe obiektów. Zarządzanie oraz sterowanie jakością i niezawodnością. Przetwarzanie danych eksperymentalnych. Jakość i niezawodność w przedsiębiorstwach. Systemy norm polskich i międzynarodowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
przetwarzania niezawodnościowych danych statystycznych; planowania badań niezawodnościowych; posługiwania się normami w zakresie niezawodności; planowania i wykonywania testów; projektowania łatwo testowalnych systemów elektronicznych, w tym testerów wbudowanych; konfigurowania systemów pomiarowo-diagnostycznych do lokalizacji uszkodzeń.
Kompatybilność elektromagnetyczna
Podstawowe aspekty kompatybilności elektromagnetycznej. Źródła zakłóceń i mechanizmy sprzężeń. Uregulowania prawne, normy, techniki i środowiska pomiarowe. Stany przejściowe, ekranowanie, integralność sygnałowa. Materiały podłożowe, odbicia, przesłuchy i promieniowanie w obrębie płyt drukowanych. Podstawowe zasady projektowania kompatybilnych elektromagnetycznie układów, urządzeń i systemów telekomunikacji bezprzewodowej. Kompatybilność w technologiach informacyjnych. Kompatybilność w technice motoryzacyjnej i lotniczej; Człowiek w środowisku elektromagnetycznym. Bioelektromagnetyzm. Strefy ochronne – wymagania normatywne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy zjawisk i mechanizmów związanych z powstawaniem i oddziaływaniem sygnałów zakłócających o częstotliwościach radiowych; stosowania zasad przeciwdziałania negatywnym skutkom oddziaływania fal elektromagnetycznych; projektowania kompatybilnych elektromagnetycznie urządzeń i systemów.
Bezpieczeństwo systemów informacyjnych
Istota bezpieczeństwa informacyjnego. Polityka bezpieczeństwa informacyjnego. Architektura i usługi bezpieczeństwa. Organizacyjno-prawne aspekty bezpieczeństwa informacyjnego. Kryteria oceny bezpieczeństwa systemu. Zagrożenia dla bezpieczeństwa informacji. Wykrywanie i przeciwdziałanie zagrożeniom bezpieczeństwa informacji. Jakości i certyfikacja urządzeń i systemów. Kryptograficzna ochrona danych. Własności szyfrów bezpiecznych. Szyfry symetryczne strumieniowe i blokowe. Szyfry z kluczem publicznym. Algorytmy uwierzytelnienia i podpisu elektronicznego. Dystrybucja kluczy kryptograficznych. Kryptografia kwantowa. Istota systemów watermarkingowych i steganograficznych. Ochrona informacji przed przenikaniem elektromagnetycznym. Mechanizm generacji sygnałów i emisji ubocznych. Metody i sposoby obniżania poziomu emisji ubocznych. Wyznaczanie stref ochrony przed przenikaniem elektromagnetycznym.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizowania i projektowania bezpieczeństwa systemów informacyjnych.
Teoria informacji i kodowania
Informacja. System informacyjny, Źródła informacji. Kanał telekomunikacyjny. Zakłócenia, zniekształcenia. Klasyfikacja kanałów. Modele źródeł informacji dyskretnych i ciągłych – bez pamięci i z pamięcią. Miara informacji Shannona. Entropia. Ilość informacji wzajemnej dla zmiennych losowych dyskretnych, ciągłych i procesów analogowych. Kodowanie źródeł dyskretnych – nierówność Krafta, kod Hoffmana i Lempela-Ziva, kodowanie arytmetyczne. Kodowanie źródeł jednowymiarowych ciągłych. Kwantowanie optymalne. Algorytm LGB. Funkcja szybkość-zniekształcenia. Optymalne kwantowanie skalarne i wektorowe. Kodowanie sygnałów pasmowych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Modele kanałów dyskretnych, analogowych i dyskretno-analogowych. Przepustowość kanału. Twierdzenie Shannona. Reguły decyzyjne i ich klasyfikacja. Kodowanie kanałowe – klasyfikacja. Granice kodowania. Kody liniowe, blokowe i cykliczne. Dekodowanie twarde i miękkie. Kody splotowe. Dekodowanie algebraiczne i probabilistyczne. Algorytm Viterbiego. Zasada turbo-kodowania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
obliczania zawartości informacyjnej źródeł; stosowania metod kompresji informacji; obliczania przepustowości kanałów; stosowania metod kodowania nadmiarowego; analizowania jakości przekazywania informacji w systemach telekomunikacyjnych.
Zarządzanie sieciami i usługami telekomunikacyjnymi
Specyfika zarządzania w telekomunikacji. Ewolucja podejścia do problematyki zarządzania sieciami i usługami telekomunikacyjnymi – standaryzacja. Operator, środki zarządzania, zasoby zarządzane – rola i powiązania. Fazy cyklu życia systemów. Warstwy zarządzania. Obszary zarządzania. Procesy zarządzania. Protokoły zarządzania. Standaryzacja zagadnień zarządzania w ramach International Telecommunication Union, Internet Engineering Task Force, European Telecommunication Standards Institute i TeleManagement Forum – różnice konceptualne, kierunki rozwoju, problemy nierozwiązane.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozpoznawania problemów zarządzania w złożonych, heterogenicznym środowisku sieci i usług telekomunikacyjnych; planowania i projektowania architektury systemów i środków zarządzania; uczestniczenia w realizacji procesów zarządzania we wszystkich warstwach zarządzania i na wszystkich etapach cyklu życia systemów.
Projektowanie sieci telekomunikacyjnych
Modelowanie różnych typów sieci i technologii sieciowych z punktu widzenia projektowania. Metody określania macierzy zapotrzebowań ruchowych. Elementy składowe zadań projektowania sieci – kierowanie ruchu, wymiarowanie łączy, wymiarowanie węzłów. Modele grafowe sieci jednowarstwowych. Podstawowe modele wymiarowania sieci dostępowych i szkieletowych oparte na przepływach wielotowarowych. Metody optymalizacji sieci – algorytmy grafowe (najkrótsza ścieżka, najlżejsze drzewo), programowanie liniowe, programowanie całkowitoliczbowe. Komercyjne pakiety optymalizacyjne. Podstawowe mechanizmy zabezpieczania zasobów sieci przed awariami. Wpływ awarii na zadania projektowania. Zadania rozbudowy sieci w różnych horyzontach czasowych. Wielowarstwowy model zasobów sieci.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania sieci dla różnych wariantów: kierowania ruchem, modeli wymiarowania łączy i węzłów oraz zabezpieczania zasobów przed awariami; projektowania sieci za pomocą komercyjnych pakietów optymalizacyjnych; stosowania rozwiązań optymalizowanych w praktyce.
