12.06.01 - Фотоника, приборостроение, оптические и

Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
Утверждаю
Ректор университета
__________С.Г. Емельянов
«___»_________ 20___ г.
ПРОГРАММА
к вступительному экзамену в аспирантуру
направление: 12.06.01 «Фотоника, приборостроение, оптические и
биотехнические системы и технологии»
профиль: «Приборы и методы измерений, по видам измерений»
Курск 2015
I. Основы метрологии и измерительная техника
1.1. Роль метрологии и измерительной техники в научно-техническом
прогрессе. Необходимость опережающего развития измерительной техники.
Основные направления развития современной измерительной техники.
1.2. Определение процесса измерения, основное уравнение измерений.
Понятия единицы и меры измерения; измерительная аппаратура.
1.3. Классификация измерений. Методы и виды измерений.
Классификация средств измерений.
1.4. Система единиц физических величин СИ. Воспроизведение и
хранение единиц измерений. Государственная система эталонов единиц
физических величин.
1.5. Основные задачи метрологии. Передача единицы измерения от
эталона к рабочим мерам и средствам измерений, поверочные схемы средств
измерений. Организация метрологической службы в РФ.
1.6. Основные понятия и классификация погрешностей измерений.
Вероятностный подход к определению погрешностей измерений.
1.7. Систематические погрешности. Анализ источников и способы
исключения или уменьшения систематических погрешностей.
1.8. Случайные погрешности. Функции распределения случайных
погрешностей (нормальный закон распределения). Оценка параметров
распределения случайных погрешностей на основании ряда измерений.
Статистическая обработка ряда прямых измерений.
1.9. Обработка результатов косвенных и совместных
измерений.
Погрешности косвенных и совместных измерений.
1.10. Погрешности измерительной аппаратуры. Основная и дополнительные погрешности. Аддитивные и мультипликативные погрешности.
Статические и динамические погрешности. Классы точности измерительной
аппаратуры, их связь с аддитивными и мультипликативными погрешностями.
1.11. Методические и субъективные погрешности измерений. Методы их
исключения или уменьшения.
1.12. Электронные осциллографы: упрощенная структурная схема и
принцип действия. Измерения параметров периодических электрических
сигналов с помощью электронных осциллографов.
1.13. Электронные цифровые измерительные приборы: классификация,
основные характеристики и основные функциональные узлы.
1.14. Цифровые электронные вольтметры постоянного тока времяимпульсного (интегрирующего) и кодо-импульсного преобразования.
1.15. Электронные цифровые частотомеры-периодомеры: структурная
схема и принцип действия, основные источники погрешностей.
1.16. Методы и средства измерения параметров электрических цепей (R,
L, C, Q, tg ).
1.17. Применение микропроцессорной техники в средствах измерений.
Основные функции, выполняемые микропроцессорами в измерительных
приборах, главные достоинства таких приборов.
1.18. Приборы и преобразователи для измерения магнитных величин
(напряженности магнитного поля, его градиента, магнитного потока и
магнитной индукции).
1.19. Измерительные преобразователи (датчики) основных физических
величин: общая классификация по назначению и принципу действия.
1.20.
Измерительные
преобразователи
(датчики)
температуры:
термоэлектрические (термопары), металлические и полупроводниковые
термосопротивления,
полупроводниковые
термопреобразователи,
использующие температурные характеристики p-n-переходов.
1.21.
Измерительные преобразователи (датчики) геометрических и
механических
величин:
фотоэлектрические,
тензометрические,
пьезоэлектрические, емкостные, индуктивные, индукционные и вихретоковые
преобразователи.
1.22. Измерительные преобразователи на эффекте Холла: устройство,
принцип действия, области применения.
1.23. Измерительные преобразователи и приборы для измерения давления
и степени разрежения (вакуума) – общая классификация. Механические
измерительные преобразователи давления, интегральные датчики давления.
1.24. Измерительные преобразователи и приборы для измерения расхода
газообразных и жидких сред – общая классификация.
1.25. Виды ионизирующих излучений, потоковые и дозовые
характеристики и единицы измерений.
1.26. Детекторы заряженных ядерных частиц: типы, основные
характеристики, принцип действия.
1.27. Детекторы гамма- и нейтронного излучения: типы, основные
характеристики, принцип действия.
1.28. Радиометры, дозиметры и спектрометры ионизирующих излучений
1.29. Информационно-измерительные системы: назначение, состав,
используемые интерфейсы.
II. Аналоговая и цифровая электроника
2.1. Типовые схемы включения операционных усилителей.
Инвертирующий
усилитель,
неинвертирующий
усилитель,
дифференциальный усилитель: основные характеристики и свойства.
2.2. Основные параметры операционных усилителей: статические и
динамические. Классификация ОУ по назначению: усилители широкого
применения, быстродействующие, прецизионные, микромощные.
2.3. Отрицательная обратная связь в усилителях. Влияние отрицательной
обратной связи на параметры усилителей (входное, выходное сопротивления,
нестабильность коэффициента усиления,
нелинейные
и частотные
искажения).
2.4. Стабилизаторы тока и напряжения на ОУ, преобразователи
сопротивления в напряжение.
2.5. Интегрирующие операционные преобразователи на ОУ.
2.6. Амплитудные детекторы, устройства выборки и хранения.
2.7. Ключи на биполярных транзисторах. Статический расчет. Способы
повышения быстродействия.
2.8. Основы синтеза комбинационных устройств.
2.9. Триггерные схемы. RS, D, JK-триггеры. Описание. Особенности
построения.
2.10. Комбинационные сумматоры. Последовательный и параллельный
перенос.
2.11. Регистры. Типы. Устройство. Применение.
2.12. Двоичные счетчики с последовательным переносом. Суммирующий
и вычитающий счетчик.
2.13. Счетчики с параллельным переносом.
2.14. Понятия о цифро-аналоговом преобразовании. Преобразователь с
суммированием токов.
2.15. Аналого-цифровые преобразователи. Параллельный АЦП.
2.16. Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания.
2.17. Цифровые интегральные схемы. Классификация и основные
параметры.
2.18. Особенности схемотехники элемента ТТЛ типа. Разновидности.
2.19. Особенности схемотехники элементов эмиттерно-связанной логики.
III. Проектирование микропроцессорных систем
3.1. Подсистема ввода/вывода микропроцессорных систем. Методы
управления вводом/выводом. Сравнительный анализ методов ввода/вывода.
3.2. Архитектура микропроцессоров – сравнительный анализ. Регистровая
и стековая архитектура, архитектура, ориентированная на память. Выбор
микропроцессора.
3.3. Последовательные интерфейсы малых систем. Интерфейс RS232 и его
развитие: RS 422 и RS 485.
3.4. Параллельный обмен с устройствами ввода/вывода (УВВ). Интерфейс
Centronics.
3.5. Последовательные интерфейсы малых систем. SPI и I2C.
3.6. Особенности интерфейса оперативной памяти динамического типа.
Регенерация.
3.7. Контроллеры параллельного обмена. Функции режимы (i8255).
3.8. Средства разработки и отладки микропроцессорных систем. Виды.
Состав. Функции. Сравнительный анализ. Примеры. Программные
симуляторы и аппаратные эмуляторы.
3.9. Последовательность разработки микропроцессорных систем.
Особенности этапов.
3.10. Современные микроЭВМ и особенности их аппаратной организации
на примерах микроЭВМ ведущих фирм. Порты ввода/вывода и особенности их
применения. Таймеры. Подсистема прерываний. Средства поддержки
ввода/вывода аналоговой информации.
3.11. Организация памяти современных микроЭВМ на примерах
микроЭВМ ведущих фирм. Особенности системы команд.
3.12. Взаимодействие микроЭВМ с внешними устройствами.
Асинхронный и синхронный обмен. Обмен по прерываниям.
3.13. Организация прямого доступа к памяти. Контроллеры прямого
доступа.
Литература:
1. Дрейзин В.Э. Метрология, стандартизация и технические измерения:
учебное пособие. В 2-х книгах. Книга 1: Метрология, стандартизация и
сертификация [Текст] / В.Э. Дрейзин. Курский гос. техн. ун-т. Курск, 2004.
120 с.
2. Дрейзин В.Э. Метрология, стандартизация и технические измерения:
учебное пособие. В 2-х книгах. Книга 2: Технические измерения [Текст] /
В.Э. Дрейзин. Курский гос. техн. ун-т. Курск, 2004. 270 с.
3. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е.М.
Душина. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 480 с.
4. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. – Л.
– Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
5. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: Учебник
для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.
6. Мелик-Шахназаров А.М., Маркатун М.Г., Дмитриев В.А. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами. – М.:
Энергоатомиздат, 1985. – 240 с.
7. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических
величин: Измерительные преобразователи. Учеб. пособие для вузов. – Л.:
Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
8. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин: Методы
измерений. Учеб. пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат. 1987. – 320 с.
9. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические
измерения и приборы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1989. –
456 с.
10.
Уильямс.
Г.Б.
Отладка
микропроцессорных
систем.-М:
Энергоатомиздат, 1988.-253 с.
11. Однокристальные микроЭВМ/ Справочник. – М.: МИКАП, 1994. 400
с.
12. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств
сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под ред.
Ю.В.Новикова.-М.: ЭКОМ., 1997.-224с.
13. Гладштейн М.А. Микроконтроллеры семейства Z86 фирмы Zilog.
Руководство программиста. Рыбинская государственная авиационная
технологическая академия, 1998.
14. Embedded Control Handbook.- Microchip Technology, Inc.- 1994.
15. Z8 Microcontrollers. User's Manual.- Zilog, Inc.- 1995.
16. Discrete Z8 Microcontrollers. Databook.- Zilog, Inc.- 1994.
17. 80-bit Embedded Microcontroller Product Guide For: Z8 Microcontroller
Family; IR Remote Controllers: Keyboard/Input Devices. CD96Z8X0100.
18. Technical Library For: 8-bit Microcontrollers; Digital Signal Processors;
Communications Controllers. CD97COR0100.
19. Ахметов М. 8-разрядные микроконтроллеры или в бой идут одни
«старики» Http://www.gaw.ru.
20. Система
команд
PIC-контроллеров
серии
PIC16C8X.
Http://www.gaw.ru.
21. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Элеектроника. 2-е изд. М.: Высш. шк.,1991.
622 с.
22. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных
схем. 4-е изд. М.: Энергия, 1977. 622 с.
23. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники. М.: Сов. радио, 1980.
424 с.
24. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной
аппаратуре. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1979. 368 с.
25. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.М.:
Радио и связь, 1987. 352с
26. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных
устройств на интегральных микросхемах: Справочник. М.: Радио и связь,
1990.304 с.
27. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых
сигналов. М.: Радио и связь, 1991. 376 с.:
28. Цифроаналоговые преобразователи. . Http://www.gaw.ru
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
Утверждаю
Ректор университета
__________С.Г. Емельянов
«___»_________ 20___ г.
Вопросы к вступительному экзамену в аспирантуру
направление: 12.06.01 «Фотоника, приборостроение, оптические и
биотехнические системы и технологии»
профиль: «Приборы и методы измерений, по видам измерений»
Курск 2015
1. Основные понятия и определения метрологии. Научная, законодательная и
практическая метрология.
2. Международная система единиц физических величин СИ. Основные,
производные, дополнительные и внесистемные единицы. Кратные и дольные
единицы.
3. Поверка и калибровка измерительных средств. Поверочные схемы.
Процедуры поверки.
4. Основные понятия и виды погрешностей измерения. Вероятностное
определение погрешности измерения. Абсолютная погрешность, её
распределение и количественные характеристики распределения.
5. Нормальный закон распределения погрешности и обоснование его
применения. Нахождение доверительной вероятности по заданному
доверительному интервалу и наоборот.
6. Систематическая и случайная составляющие погрешностей измерения.
Методы их выявления и оценки.
7. Среднеквадратическая погрешность ряда многократных измерений и
результата многократных измерений.
8. Методические
возникновения.
погрешности
измерений.
Основные
причины
их
9. Инструментальные погрешности – основные и дополнительные.
Аддитивные и мультипликативные составляющие инструментальной
погрешности. Меры по их минимизации и компенсации.
10. Нормирование инструментальных погрешностей измерительных средств.
Связь между параметрами класса точности измерительного средства (с и d) и
аддитивной и мультипликативной составляющими погрешности.
11. Субъективные, статические и динамические погрешности.
12. Погрешности многократных измерений. Общий алгоритм обработки
результатов многократных измерений.
13. Погрешности косвенных и совместных измерений. Суммирование
погрешностей.
14. Общая методика
эксперимента.
планирования
и
подготовки
измерительного
15. Метрологическое обеспечение эксперимента: обеспечение
метрологической совместимости измерительных средств, их поверка, выбор
методов и методик измерений.
16. Электроизмерительные приборы сравнения с ручным уравновешиванием.
Электрические мосты и компенсаторы постоянного тока.
17. Измерительные диодные детекторы средневыпрямленного значения
(схемы, свойства, метрологические характеристики).
18. Измерительные диодные детекторы амплитудного значения: схемы,
свойства, метрологические характеристики.
19. Устройство и
(классическая схема).
принцип
действия
электронного
осциллографа
20. Основные достоинства и классификация цифровых измерительных
приборов. Дискретизация и квантование аналогового сигнала.
21. Цифровые вольтметры и АЦП кодо-импульсного преобразования:
структурная схема, принцип работы, метрологические характеристики.
22. Цифровые вольтметры время-импульсного преобразования (двойногоинтегрирования): структурная схема, принцип работы, метрологические
характеристики.
23. Измерения параметров переменных и импульсных электрических
сигналов с помощью электронного осциллографа.
24. Измерение параметров цепей постоянного и переменного тока.
25. Измерение энергии и количества электричества.
26. Измерения частоты и фазы переменных электрических сигналов.
27. Анализ спектра сложных электрических сигналов.
28. Электронно-счётные частотомеры: структурная схема, принцип работы,
метрологические характеристики, основные источники погрешностей.
29. Термометры сопротивления и методы измерения температуры с их
использованием.
30. Физические явления, используемые в измерительных преобразователях
физических величин.
31. Тензорезисторные измерительные преобразователи: устройство, принцип
действия, виды, области применения.
32. Ёмкостные измерительные преобразователи: устройство и принцип
действия, типы, области применения.
33. Индуктивные измерительные преобразователи: устройство и принцип
действия, типы, области применения.
34. Пьезоэлектрические измерительные преобразователи: устройство и
принцип действия, типы, области применения.
35. Фотоэлектрические измерительные преобразователи и их применение.
36. Измерительные преобразователи на эффекте Холла: устройство, принцип
действия, области применения.
37. Механические измерительные преобразователи давления, интегральные
датчики давления.
38. Теплоэлектрические манометрические измерительные преобразователи.
Теплоэлектрические вакуумметры.
39. Измерительные преобразователи и приборы для измерения расхода
газообразных и жидких сред – общая классификация.
40. Типовые схемы включения операционных усилителей. Инвертирующий усилитель, неинвертирующий усилитель,
дифференциальный усилитель: основные характеристики и свойства.
41. Основные параметры операционных усилителей: статические и
динамические. Классификация ОУ по назначению: усилители широкого
применения, быстродействующие, прецизионные, микромощные.
42. Отрицательная обратная связь в усилителях. Влияние отрицательной обратной связи на параметры усилителей (входное, выходное
сопротивления, нестабильность коэффициента усиления, нелинейные и частотные искажения).
43. Стабилизаторы тока и
сопротивления в напряжение.
напряжения
на
ОУ,
преобразователи
44. Интегрирующие операционные преобразователи на ОУ.
45. Ключи на биполярных транзисторах. Статический расчет. Способы
повышения быстродействия.
46. Триггерные схемы. RS, D, JK-триггеры. Описание. Особенности
построения.
47. Комбинационные сумматоры. Последовательный и параллельный
перенос.
48. Регистры. Типы. Устройство. Применение.
49. Двоичные счётчики с последовательным переносом. Суммирующий и
вычитающий счётчик.
50. Понятия о цифро-аналоговом преобразовании. Преобразователь с
суммированием токов.
51. Аналого-цифровые преобразователи. Параллельный АЦП.
52. Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания.
53. Подсистема ввода/вывода микропроцессорных систем. Методы
управления вводом/выводом. Сравнительный анализ методов ввода/вывода.
54. Архитектура микропроцессоров – сравнительный анализ. Регистровая и
стековая архитектура, архитектура, ориентированная на память. Выбор
микропроцессора.
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
Утверждаю
Ректор университета
__________С.Г. Емельянов
«___»_________ 20___ г.
ПРОГРАММА
к вступительному экзамену в аспирантуру
направление: 12.06.01 «Фотоника, приборостроение, оптические и
биотехнические системы и технологии»
профиль: «Приборы и методы контроля природной среды, веществ,
материалов и изделий»
Курск 2015
1. Основы метрологии и измерительная техника
1.1. Роль метрологии и измерительной техники в научно-техническом
прогрессе. Необходимость опережающего развития измерительной техники.
Основные направления развития современной измерительной техники.
1.2. Определение процесса измерения, основное уравнение измерений.
Понятия единицы и меры измерения; измерительная аппаратура.
1.3.
Классификация
измерений.
Методы
и
виды
измерений.
Классификация средств измерений.
1.4. Система единиц физических величин СИ. Воспроизведение и
хранение единиц измерений. Государственная система эталонов единиц
физических величин.
1.5. Основные задачи метрологии. Передача единицы измерения от
эталона к рабочим мерам и средствам измерений, поверочные схемы средств
измерений. Организация метрологической службы в РФ.
1.6. Основные понятия и классификация погрешностей измерений.
Вероятностный подход к определению погрешностей измерений.
1.7. Систематические погрешности. Анализ источников и способы
исключения или уменьшения систематических погрешностей.
1.8.
Случайные
погрешностей
погрешности.
(нормальный
закон
Функции
распределения
распределения).
Оценка
случайных
параметров
распределения случайных погрешностей на основании ряда измерений.
Статистическая обработка ряда прямых измерений.
1.9. Обработка результатов косвенных и совместных
измерений.
Погрешности косвенных и совместных измерений.
1.10. Погрешности измерительной аппаратуры. Основная и дополнительные погрешности. Аддитивные и мультипликативные погрешности.
Статические и динамические погрешности. Классы точности измерительной
аппаратуры, их связь с аддитивными и мультипликативными погрешностями.
1.11. Методические и субъективные погрешности измерений. Методы их
исключения или уменьшения.
1.12. Аналоговые электромеханические электроизмерительные приборы
непосредственной
оценки.
Общие
свойства,
диаграмма
моментов,
классификация и принцип действия основных типов электромеханических
приборов непосредственной оценки, их достоинства, недостатки и области
применения.
1.13. Электроизмерительные приборы сравнения с ручным уравновешиванием.
Электрические
мосты
и
компенсаторы
постоянного
и
переменного тока.
1.14. Электронные осциллографы: упрощенная структурная схема и
принцип действия. Измерения параметров периодических электрических
сигналов с помощью электронных осциллографов.
1.15. Электронные цифровые измерительные приборы: классификация,
основные характеристики и основные функциональные узлы.
1.16. Цифровые электронные вольтметры постоянного тока времяимпульсного (интегрирующего) и кодо-импульсного преобразования.
1.17. Электронные цифровые частотомеры-периодомеры: структурная
схема и принцип действия, основные источники погрешностей.
1.18. Методы и средства измерения параметров электрических цепей (R,
L, C, Q, tg ).
1.19. Применение микропроцессорной техники в средствах измерений.
Основные функции, выполняемые микропроцессорами в измерительных
приборах, главные достоинства таких приборов.
1.20. Приборы и преобразователи для измерения магнитных величин
(напряженности магнитного поля, его градиента, магнитного потока и
магнитной индукции).
1.21.
Основные
характеристики
и
материалов. Методы и средства их измерения.
параметры
ферромагнитных
1.22. Измерительные преобразователи (датчики) основных физических
величин: общая классификация по назначению и принципу действия.
1.23.
Измерительные
термоэлектрические
преобразователи
(термопары),
термосопротивления,
(датчики)
металлические
и
полупроводниковые
температуры:
полупроводниковые
термопреобразователи,
использующие температурные характеристики p-n-переходов.
1.24.
Измерительные преобразователи (датчики) геометрических и
механических
величин:
фотоэлектрические,
тензометрические,
пьезоэлектрические, емкостные, индуктивные, индукционные и вихретоковые
преобразователи.
1.25.
твердых,
Измерительные преобразователи (датчики) состава и свойств
жидких
и
газообразных
веществ:
магнитоиндукционные,
вихретоковые, емкостные, кондуктометрические, электрохимические, pHметрические, тепловые, термомагнитные, спектрометрические.
1.26.
Виды
ионизирующих
излучений,
потоковые
и
дозовые
характеристики и единицы измерений.
1.27.
Детекторы
заряженных
ядерных
частиц:
типы,
основные
характеристики, принцип действия.
1.28. Детекторы гамма- и нейтронного излучения: типы, основные
характеристики, принцип действия.
1.29. Радиометры, дозиметры и спектрометры ионизирующих излучений
1.30.
Информационно-измерительные
системы:
назначение,
состав,
используемые интерфейсы.
2. Аналоговая и цифровая электроника
2.1. Типовые схемы включения операционных усилителей.
Инвертирующий усилитель, неинвертирующий усилитель,
дифференциальный усилитель: основные характеристики и свойства.
2.2. Основные параметры операционных усилителей: статические и
динамические. Классификация ОУ по назначению: усилители широкого
применения, быстродействующие, прецизионные, микромощные.
2.3. Отрицательная обратная связь в усилителях. Влияние
отрицательной обратной связи на параметры усилителей (входное,
выходное сопротивления, нестабильность коэффициента усиления,
нелинейные и частотные искажения).
2.4. Стабилизаторы тока и напряжения на ОУ, преобразователи
сопротивления в напряжение.
2.5. Интегрирующие операционные преобразователи на ОУ.
2.6. Амплитудные детекторы, устройства выборки и хранения.
2.7. Ключи на биполярных транзисторах. Статический расчет. Способы
повышения быстродействия.
2.8. Основы синтеза комбинационных устройств.
2.9. Триггерные схемы. RS, D, JK-триггеры. Описание. Особенности
построения.
2.10. Комбинационные сумматоры. Последовательный и параллельный
перенос.
2.11. Регистры. Типы. Устройство. Применение.
2.12. Двоичные счетчики с последовательным переносом. Суммирующий
и вычитающий счетчик.
2.13. Счетчики с параллельным переносом.
2.14. Понятия о цифро-аналоговом преобразовании. Преобразователь с
суммированием токов.
2.15. Аналого-цифровые преобразователи. Параллельный АЦП.
2.16. Аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания.
2.17. Цифровые интегральные схемы. Классификация и основные
параметры.
2.18. Особенности схемотехники элемента ТТЛ типа. Разновидности.
2.19. Особенности схемотехники элементов эмиттерно-связанной логики.
3. Проектирование микропроцессорных систем
3.1. Подсистема ввода/вывода микропроцессорных систем. Методы
управления вводом/выводом. Сравнительный анализ методов ввода/вывода.
3.2.
Архитектура
микропроцессоров
–
сравнительный
анализ.
Регистровая и стековая архитектура, архитектура, ориентированная на память.
Выбор микропроцессора.
3.3. Последовательные интерфейсы малых систем. Интерфейс RS232 и
его развитие: RS 422 и RS 485.
3.4. Параллельный обмен с устройствами ввода/вывода (УВВ). Интерфейс
Centronics.
3.5. Последовательные интерфейсы малых систем. SPI и I2C.
3.6. Особенности интерфейса оперативной памяти динамического
типа. Регенерация.
3.7. Контроллеры параллельного обмена. Функции режимы (i8255).
3.8. Средства разработки и отладки микропроцессорных систем. Виды.
Состав.
Функции.
Сравнительный
анализ.
Примеры.
Программные
симуляторы и аппаратные эмуляторы.
3.9.
Последовательность
разработки
микропроцессорных
систем.
Особенности этапов.
3.10.
Современные
микроЭВМ
и
особенности
их
аппаратной
организации на примерах микроЭВМ ведущих фирм. Порты ввода/вывода и
особенности их применения. Таймеры. Подсистема прерываний. Средства
поддержки ввода/вывода аналоговой информации.
3.11. Организация памяти современных микроЭВМ на примерах
микроЭВМ ведущих фирм. Особенности системы команд.
3.12.
Взаимодействие
микроЭВМ
с
внешними
устройствами.
Асинхронный и синхронный обмен. Обмен по прерываниям.
3.13. Организация прямого доступа к памяти. Контроллеры прямого
доступа.
Литература:
1. Дрейзин В.Э. Метрология, стандартизация и технические измерения:
учебное пособие. В 2-х книгах. Книга 1: Метрология, стандартизация и
сертификация [Текст] / В.Э. Дрейзин. Курский гос. техн. ун-т. Курск, 2004.
120 с.
2. Дрейзин В.Э. Метрология, стандартизация и технические измерения:
учебное пособие. В 2-х книгах. Книга 2: Технические измерения [Текст] /
В.Э. Дрейзин. Курский гос. техн. ун-т. Курск, 2004. 270 с.
3. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е.М.
Душина. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 480 с.
4. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. –
Л. – Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
5. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: Учебник
для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.
6. Мелик-Шахназаров А.М., Маркатун М.Г., Дмитриев В.А. Измерительные
приборы
со
встроенными
микропроцессорами.
–
М.:
Энергоатомиздат, 1985. – 240 с.
7. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических
величин: Измерительные преобразователи. Учеб. пособие для вузов. – Л.:
Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
8. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин:
Методы измерений. Учеб. пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат. 1987. –
320 с.
9. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические
измерения и приборы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1989. –
456 с.
10. Плескунин В.И., Воронина Е.Д. Теоретические основы организации
и анализа выборочных данных в эксперименте: Учебное пособие. – Л.: Изд.
Ленингр. ун-та, 1979. – 232 с.
11.
Румшиский
Л.З.
Математическая
обработка
результатов
эксперимента: Справочное руководство. – М.: Наука, 1971. – 192 с.
12.
Уильямс.
Г.Б.
Отладка
микропроцессорных
систем.-М:
Энергоатомиздат, 1988.-253 с.
13. Однокристальные микроЭВМ/ Справочник. – М.: МИКАП, 1994.
400 с.
14. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств
сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под ред. Ю.В.
Новикова. М.: ЭКОМ., 1997.-224с.
15. Гладштейн М.А. Микроконтроллеры семейства Z86 фирмы Zilog.
Руководство
программиста.
Рыбинская
государственная
авиационная
технологическая академия, 1998.
16. Embedded Control Handbook.- Microchip Technology, Inc.- 1994.
17. Z8 Microcontrollers. User's Manual.- Zilog, Inc.- 1995.
29. Discrete Z8 Microcontrollers. Databook.- Zilog, Inc.- 1994.
30. 80-bit
Embedded
Microcontroller
Product
Guide
For:
Z8
Microcontroller Family; IR Remote Controllers: Keyboard/Input Devices.
CD96Z8X0100.
31. Technical
Library
For:
8-bit
Microcontrollers;
Digital
Signal
Processors; Communications Controllers. CD97COR0100.
32. Система
команд
PIC-контроллеров
серии
PIC16C8X.
Http://www.gaw.ru.
33. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Элеектроника. 2-е изд. М.: Высш.
шк.,1991. 622 с.
34. Степаненко И. П. Основы
теории
транзисторов
и
транзисторных схем. 4-е изд. М.: Энергия, 1977. 622 с.
35. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники. М.: Сов. радио, 1980.
424 с.
36. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной
аппаратуре. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1979. 368 с.
37. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.М.:
Радио и связь, 1987. 352с
38. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных
устройств на интегральных микросхемах: Справочник. М.: Радио и связь,
1990.304 с.
39. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых
сигналов. М.: Радио и связь, 1991. 376 с.:
40. Цифроаналоговые преобразователи. . Http://www.gaw.ru
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Ректор университета
д.т.н., профессор
_____________________ С.Г. Емельянов
«___» ________________ 2015 г.
ПРОГРАММА
вступительного экзамена в аспирантуру
направление: 12.06.01 - Фотоника, приборостроение, оптические и
биотехнические системы и технологии
профиль: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Курск 2015 г.
1. Анализ и синтез биотехнических систем
1.1. Биологические системы как объект исследования
Классификация систем. Способы описания систем. Основные функциональные
характеристики сложных систем.
Рассмотрение организма с позиции системного анализа. Функциональные системы
организма и особенности их как объектов медико-биологических исследований.
Проблемы анализа и синтеза биотехнических систем. Источники и происхождение
биологических сигналов. Средства управления состоянием организма.
1.2. Теория биотехнических систем
Определения, свойства биотехнических систем. Системный подход при
сопряжении элементов живой и неживой природы. Метод поэтапного моделирования.
Биотехнические измерительно-вычислительные системы медицинского назначения,
мониторные системы, системы лечебно-терапевтического назначения; системы
временного и длительного замещения функций живого организма; биотехнические
системы управления состоянием и поведением живого организма.
1.3. Методы диагностических исследований и измерительные преобразователи
Роль измерения в медико-биологической практике; источники погрешностей;
методы диагностических исследований; пассивные методы; исследования механических,
электрических, магнитных свойств организмов и тканей, биоэлектрических потенциалов;
методы
регистрации
полей
(фотометрические,
биологическая
интроскопия);
аналитические исследования.
Электроды и электродные системы регистрации биопотенциалов; ИП для
регистрации проявлений жизнедеятельности организма: механических, электрических,
тепловых, оптических, магнитных, биохимических и др.; физические явления,
используемые в ИП; тензорезисторные, емкостные и пьезоэлектрические ИП
механических параметров; терморезисторные, транзисторные, для теплофизических ИП;
фотоэлектрические ИП; ИП для биологической интроскопии (в том числе
ультразвуковые); биосенсоры; схемы согласования первичных ИП и Э с техническими
средствами регистрации и измерения; основные метрологические характеристики ИП.
2. Преобразование медико-биологической информации и оптимизация
медико-биологических исследований
2.1. Методы обработки биомедицинских сигналов и данных
Классификация, источники и характеристики сигналов и данных. Общая
характеристика и модели экспериментальных данных и сигналов, числовых массивов,
изображений. Обработка и анализ сигналов. Амплитудный и частотный анализ;
корреляционный и спектральный анализ сигналов. Задачи идентификации и
распознавания образа. Статистические методы анализа данных. Основы анализа
биомедицинских изображений: типы изображений и способы их описания; методы
предварительной обработки; фильтрация; алгоритмы измерения параметров изображений;
интерактивный режим обработки изображений. Вычислительные системы анализа
данных; интерфейсы измерительных систем и комплексов; принципы построения систем
отображения информации.
2.2. Методы и системы оптимизации сложных объектов в медикобиологических исследованиях
Особенности обработки информации и принятия решений человеком. Проблемы
оптимизации медико-биологических исследований. Сложные системы. Задачи системного
анализа. Принципы самоорганизации. Организация эксперимента. Анализ и обработка
результатов. Математически модели процессов и систем. Оптимальная фильтрация.
Применение методов моделирования в медицинских исследованиях и при проектировании
медицинской техники. Параллельные системы и алгоритмы обработки данных.
Имитационные модели процессов систем, критерии оценки и прогнозирования состояния
объекта, информационно-аналитические базы данных, подсистемы принятия решений и
выработки оптимальных управляющих воздействий.
2.3. Методы нелинейной динамики в медико-биологических исследованиях
Общие понятия синергетики сложных систем. Принципы самоорганизации.
Фракталы и фрактальная размерность. Понятие фазового пространства и фазового
аттрактора. Методы построения фазовых портретов из данных наблюдений. Статические
и динамические нелинейные показатели. Корреляционный интеграл и корреляционная
размерность. Понятие устойчивости системы. Спектр показателей Ляпунова,
максимальная экспонента Ляпунова, размерность Каплана-Йорка. Понятие динамического
хаоса. Методы нелинейной динамики в исследовании ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, речевых сигналов.
2.4. Метрология, стандартизация и сертификация
Национальная и международная метрология и стандартизация. Исторические
основы развития метрологии, стандартизации и сертификации. Метрическая конвенция.
Законодательная метрология. Обеспечение единства измерений и достоверность
результатов измерений. Национальная и глобальная система измерений. Поверка средств
измерений медицинского назначения и испытания с целью утверждения их типа.
Стандартизация, единство измерений и оценка соответствия – основа качества продукции,
процессов и услуг. Международные организации по стандартизации (ИСО, МЭК, МОЗМ).
Основные положения государственной системы стандартизации ГОСТ; научная
база стандартизации; определение оптимального уровня унификации и стандартизации;
государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных
стандартов.
Основные цели и объекты сертификации; термины и определения в области
сертификации; качество продукции и защита потребителя; схемы и системы
сертификации медицинских изделий; условия осуществления сертификации; обязательная
и добровольная сертификация; правила и порядок проведения сертификации; органы по
сертификации и испытательные лаборатории медицинской техники; аккредитация органов
по сертификации и испытательных (измерительных) лабораторий; сертификация услуг;
сертификация систем качества.
3. Медицинское оборудование, приборы, аппараты, инструменты и их
системы. Анализ состояния и перспективы развития
3.1. Аппаратура для функциональной диагностики
Электронная, диагностическая аппаратура. Автономные диагностические
комплексы.
Приборы, устройства для регистрации и анализа биопотенциалов сердечнососудистой системы. Комплекс приборов для электрокардиографии, фонокардиографии,
реографии и векторкардиографии. Системы отведений биосигналов.
Приборы для измерения электрической активности мозга. Параметры сигналов,
системы отведений, методы обработки сигналов. Диагностические возможности.
Приборы для измерения электрической активности мышц.
Приборы для измерения звуковой активности. Приборы для измерения
кровенаполнения, давления и скорости кровотока пульса и акустических шумов.
Электронные полиграфы для регистрации ЭКГ, ФКГ, ЭЭГ, ЭМГ, сфигмограммы,
реоплетизмограммы, торакоспирограммы .
Автоматизированные системы технических средств для массовых обследований и
диспансеризации населения.
Ультразвуковая аппаратура. Разрешающая способность приборов для
ультразвуковой диагностики. Пути повышения информационности ультразвуковых
приборов. Ультразвуковые приборы на основе импульсной непрерывной одночастотной и
двухчастотной эхографии. Приборы рентгено-УЗ томографии.
Офтальмологическая аппаратура.
Приборы электронной и физической оптики. Телевизионная, инфракрасная и
лазерная медицинская техника. Методы и техника клинической термографии.
Электронная микроскопия. Голографические приборы. Приборы тепловидения, жидких
кристаллов.
Дыхательная аппаратура. Приборы для функциональной диагностики легких.
Радиоизотопная аппаратура. Методы применения радиоактивных изотопов для
диагностических исследований. Радиофармпрепараты и их органотропные свойства.
Методы
регистрации
ионизирующих
излучений:
ионизационные,
сцинтилляционные, фотохимические. Радиометры. Дозиметрия ионизирующих
излучений.
Системы
автоматического
сбора,
хранения
и
переработки
радиодиагностической информации.
Рентгеновская аппаратура. Состав: питающие устройства, приемники,
преобразователи изображения и усилители. Системы для рентгеноскопии,
рентгенографии. Рабочее место устройств для специальных исследований.
Эндоскопическая аппаратура. Применение основных видов эндоскопов для
исследования органов пищеварительной системы, бронхов, мочеполовой системы, уха,
горла, носа. Эндоскопы оптические. Волоконные световоды. Гибкие эндоскопы с
волоконной оптикой.
3.2. Аппаратура для лечебных целей, замещения и коррекции временно и
постоянно утраченных функций органов и систем
Аппаратура для терапии. Классификация по действующему физическому фактору.
Аппаратура для электро-, свето-, водо-, теплолечения, аэрозольтерапии, механотерапии.
Аппараты для терапии постоянным током и токами низких частот.
Аппараты для лечения диадинамическими токами. Аппаратура для
магнитотерапии. Терапевтические ультразвуковые приборы и аппараты. Аппаратура УВЧтерапии. Дозиметрия при УВЧ-терапии, СВЧ-дозиметрия. Аппаратура аэрозольтерапии.
Лазерные установки для терапии. Лазерная дозиметрия. Радиологическая и
рентгенологическая терапевтическая аппаратура. Аппараты для баротерапии. Аппараты
для светолечения и теплолечения. Водолечебные установки. Реанимационная техника.
Высокочастотная электрохирургия. Резание и коагуляция мягких тканей.
Особенности электрохирургических аппаратов. Требования к генераторам. Типы
цепей пациента и их особенности. Виды опасностей при электрохирургическом
вмешательстве и основные принципы защиты пациента. Комплекс криохирургической
аппаратуры. Хирургические инструменты. Сшивающие аппараты.
Аппаратура искусственного и вспомогательного кровообращения. Назначение и
состав аппаратов искусственного кровообращения ИСЛ и аппаратов вспомогательного
кровообращения.
Назначение и состав аппарата «искусственная почка». Типы мембранных
массообменников. Системы с индивидуальным и централизованным приготовлением
диализирующего раствора. Контроль режима функционирования аппарата «искусственная
почка».
Оптоэлектронные средства для инвалидов по зрению. Устройства для ориентации.
Приборы для компенсации слабовидения.
Слуховые аппараты.
Имплантируемые и наружные кардиостимуляторы, приборы и системы контроля
их работы. Стимуляторы органов и тканей. Протезы. Технические средства для инвалидов
при частичной и полной неподвижности.
3.3. Материалы медицинского назначения
Металлические и неметаллические материалы в приборах и изделиях
медицинского назначения. Биомедицинские требования, предъявляемые к материалам
медицинского назначения, контактирующим с неповрежденной кожей, раневой
поверхностью и имплантируемым.
Полимеры, стекла, резины и латексы, текстиль в изделиях медицинского
назначения (перевязочных, фиксирующих, лечебно-эластичных средствах, спецодежде и
расходных материалах, стоматологических, зуботехнических и других материалах).
Материалы и конструкции искусственных сосудов, клапанов сердца, суставных и других
элементов протезов. Металлы и сплавы, применяемые для изготовления изделий
медицинского назначения (режущих, колющих, сдавливающих и для изготовления
имплантантов). Термопластичные и композиционные материалы для изготовления
приборов и изделий медицинского назначения.
Рассасывающиеся полимеры. Керамические и стеклокерамические материалы;
материалы соединительнотканного происхождения.
Генерализованное влияние биоматериалов на организм. Влияние организма на
биоматериалы. Биосовместимость.
Биоматериалы для мягкой и костной тканей. Особенности заживления ран мягких и
костных тканей.
Система токсикологического контроля материалов и изделий медицинского
назначения. Классификация изделий, методы испытаний, критерии оценки результатов
испытаний. Техника и технология санитарно-химических, токсикологических и
биологических испытаний. Показатели стерильности и апирогенности.
3.4. Клинико-лабораторная аналитическая техника
Биотехнические системы для лабораторного анализа. Структура и функции
лабораторных служб. Физические и физико-химические свойства биосубстратов.
Основные источники аналитических материалов. Технологические операции и схемы
выполнения исследований в лабораторной практике. Методы оптимизации
технологических схем лабораторных экспериментов.
Информационный подход к анализу вещества. Способы записи структуры
информационных преобразований вещества биопробы в процессе его исследования.
Структуры типовых лабораторных анализов. Приборы и комплексы для лабораторного
анализа на базе физических и физико-химических методов изучения биосубстратов.
Гемокоагулологические приборы. Кондуктометрические приборы для подсчета
форменных элементов крови. Приборы для определения концентрации гемоглобина, рН- и
ионометрия. Масс-спектрометрия. Электромиграционные методы. Хроматография.
Методы, основанные на явлениях ядерно-магнитных резонансов. Электронная
микроскопия. Аппаратные методы иммунологических исследований; аналитическая
аппаратура для лабораторий санитарно-эпидемиологических станций.
Измерительные преобразователи лабораторной техники. Средства отображения
результатов. Вопросы стандартизации и метрологии в аналитическом приборостроении.
Стандарты и эталоны, поверочные схемы и стенды.
3.5. Медицинские информационные технологии (МИТ) и телемедицина
Основные задачи МИТ. Методы и средства обеспечения информационной и
программной совместимости медицинских программных продуктов. Интеграция
различных АРМ в единую информационную систему. Методы комплексного
использования приборов, измерительных систем и МИТ. Критерии оценки эффективности
МИТ.
Телекоммуникационная сеть — интеграция ресурсов отечественных и
международных фондов телекоммуникационных систем. Технология представления
медицинской информации для удаленного консультирования. Консультации и активное
участие в лечебном процессе удаленных объектов с использованием телемедицины.
Медицинская робототехника и телемедицинские технологии. Перспективы развития МИТ
и телемедицины.
Литература
1.1. Основная литература:
1. Кореневский, Н.А. Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы
[Текст]: учебник / Н.А. Кореневский, Е.П. Попечителев, С.П. Серегин. Курск. гос. техн. ун-т.
– Курск: ОАО «ИПП «Курск», 2009. – 986 с. Гриф: Рекомендовано УМО;
2. Кореневский, Н.А. Узлы и элементы медицинской техники [Текст]: учебное
пособие / Н.А. Кореневский, Е.П. Попечителев. Курск. гос. тех. ун-т. Курск, 2009. – 426с.
Гриф: Рекомендовано УМО;
3. Павловский Ю. Н. Имитационное моделирование [Текст]: учебное пособие. - М.
Академия, 2008. - 236 с.
4. Рангайян, Р.М. Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход / Пер. с
англ. Под ред. А.П. Немирко. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 440 с.
5. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. – М.: Высшая школа, 2007. –
343 с.
6. Штарк Г.-Г. Применение вейвлетов для ЦОС [Текст] / пер. с англ. Н. И.
Смирновой под ред. А. Г. Кюркчана. - М. : Техносфера, 2007. - 192 с. : ил.
7. Яне, Б. Цифровая обработка изображений / Б. Яне. М.: Техносфера. 2007. – 584
с.
4.2.
Дополнительная литература
1.
Кореневский Н.А., Попечителев Е.П., Филист С.А. Проектирование
электронной медицинской аппаратуры для целей диагностических лечебных воздействий:
Монография. / ГУИПП. Курск. 1999. 490 с.
2.
Кореневский Н.А., Попечителев Е.П., Филист С.А. Интроскопические
медицинские приборы и системы: Учеб. пособие/ Курск. гос. тех. ун-т. Курск, 2000. 171 с.
3.
Кореневский Н.А., Попечителев Е.П., Филист С.А. Приборы и технические
средства функциональной диагностики уч. пособие. В 2 ч. Ч1, 2. / Курск. гос. тех. ун-т.
Курск, 2004.
4.
Чигирев Б.И. Биофизика органов чувств: уч. пособие. Спб: ГЭТУ, 2001 г.
5.
Илюшов Г.С., Чигирев Б.И. Основы конструирования электронной
медицинской техники: уч. пособие. Спб: ГЭТУ, 1994.
6.
Биотехнические системы: Теория и проектирование/Под ред. В.М. Ахутина.
-Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.
7.
Теория и проектирование диагностической электронно-медицинской
аппаратуры/Под ред. В.М.Ахутина. - Л.: Изд-во ЛГУ,1980
8.
Кореневский
Н.А.,
Попечителев
Е.П.Электрофизиологическая
и
фотометрическая медицинская техника. Теория и проектирование в 3 – х частях (учебное
пособие) Курск. гос. техн. ун – т, Курск, 1999. – 442 с.
11.
Грин, Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3 т. М.,"Мир" 1993
12.
Волькенштейн М.В. Биофизика: Учеб. руководство, 2 изд. - М.: Наука, 1988.
13.
Биофизика. уч. для мед. ин-в. Ю.А. Владимиров и др. - М.: Медицина, 1983.
15.
Рубин А.Б. Биофизика. В 2 кн.: уч. для биологических вузов. М.: Высшая
школа, 1987.
16.
Кореневский
Н.А.,
Попечителев
Е.П.Электрофизиологическая
и
фотометрическая медицинская техника. Теория и проектирование. Высшая школа, Москва,
2002. – 470 с
17.
Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. пер.
с англ. - М.: Энергия, 1970
18.
Аксененко М.А. и др. Микроэлектронные фотоприёмные устройства. - М.:
Энергоатомиздат, 1984
19.
Аксененко М.А. и др. Приёмники оптического излучения: Справочник. - М:
РиС, 1987
20.
Попечителев Е.П., Старцева О.Н. Методы иммунологических исследований:
уч. пособие/ГЭТУ. - С.-Пб., 1993.
21.
Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ. под ред. А Л
Барановский, А.П. Немирко - М. : Радио и связь, 1993
22.
Инструментальные методы исследования сердечно - сосудистой системы.
Спрвочник. Под ред. Т.С. Виноградовой, - М.: Медицина, 1986
23.
Гуревич М.И. Импедансная реоплетизмография. - Киев: Наукова думка,
1982
24.
Домаркас В.Й. Ультразвуковая эхоскопия. - Л.: Машиностроение, 1988
25.
Ливенсон А.Р. "Электробезопасность медицинской техники" - М.:
Медицина,1981
Программа обсуждена и рекомендована для вступительного экзамена в
аспирантуру по направлению подготовки 12.06.01 - Фотоника, приборостроение,
оптические и биотехнические системы и технологии профиль подготовки «Приборы,
системы и изделия медицинского назначения» на заседании кафедры биомедицинской
инженерии, протокол №7 от 02 марта 2015 г.
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Ректор университета
д.т.н., профессор
_____________________ С.Г. Емельянов
«___» ________________ 2015 г.
Вопросы к вступительному экзамену в аспирантуру
направление: 12.06.01 - Фотоника, приборостроение, оптические и
биотехнические системы и технологии
профиль: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Курск 2015 г.
1.
Классификация систем и способы их описания
2.
Функциональные
характеристики
и
системы
особенности
как
организма,
объектов
их
основные
медико-биологических
исследований.
3.
Проблемы анализа и синтеза биотехнических систем.
4.
Источники и происхождение биологических сигналов.
5.
Средства управления состоянием организма.
6.
Определения, свойства биотехнических систем
7.
Системный подход при сопряжении элементов живой и неживой
природы. Метод поэтапного моделирования.
8.
Биотехнические
измерительно-вычислительные
системы
медицинского назначения
9.
Биотехнические системы управления состоянием и поведением
живого организма.
10.
Роль измерения в медико-биологической практике; источники
погрешностей;
11.
Электроды и электродные системы регистрации биопотенциалов;
12.
ИП для регистрации магнитных проявлений жизнедеятельности
организма
13.
ИП
для
регистрации
биохимических
проявлений
жизнедеятельности организма
14.
Физические явления, используемые в ИП;
15.
Тензорезисторные ИП
16.
Емкостные ИП
17.
Пьезоэлектрические ИП механических параметров;
18.
Терморезисторные, транзисторные ИП для теплофизических
измерений
19.
Фотоэлектрические ИП;
20.
ИП для биологической интроскопии;
21.
Биосенсоры;
22.
Схемы согласования первичных ИП и Э с техническими
средствами регистрации и измерения;
23.
Основные метрологические характеристики ИП.
24.
Классификация, источники и характеристики сигналов и данных.
25.
Общая характеристика и модели экспериментальных данных и
сигналов, числовых массивов, изображений
26.
Структурный анализ сигналов
27.
Корреляционный анализ сигналов
28.
Спектральный анализ сигналов.
29.
Частотно-временной анализ сигналов
30.
Задачи идентификации и распознавания образов
31.
Статистические методы анализа данных
32.
Основы
анализа
биомедицинских
изображений:
типы
изображений и способы их описания;
33.
Методы предварительной обработки изображений
34.
Алгоритмы измерения параметров изображений
35.
Интерактивный режим обработки изображений
36.
Вычислительные
системы
анализа
данных;
интерфейсы
измерительных систем и комплексов
37.
Принципы построения систем отображения информации.
38.
Особенности обработки информации и принятия решений
человеком
39.
Задачи системного анализа. Принципы самоорганизации
40.
Организация эксперимента и анализ и обработка его результатов
41.
Оптимальная фильтрация.
42.
Применение
методов
моделирования
в
медицинских
исследованиях и при проектировании медицинской техники
43.
Параллельные системы и алгоритмы обработки данных
44.
Имитационные модели процессов и систем и критерии оценки и
прогнозирования состояния объекта
45.
Информационно-аналитические базы данных
46.
Подсистемы принятия решений и выработки оптимальных
управляющих воздействий.
47.
Методы нелинейной динамики в исследовании ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ,
речевых сигналов.
48.
Поверка
средств
измерений
медицинского
назначения
и
испытания с целью утверждения их типа
49.
Стандартизация, единство измерений и оценка соответствия –
основа качества продукции, процессов и услуг
50.
Основные положения государственной системы стандартизации
ГОСТ; научная база стандартизации Международные организации по
стандартизации (ИСО, МЭК, МОЗМ).
51.
Основные цели и объекты сертификации;.
52.
Приборы, устройства для регистрации и анализа биопотенциалов
сердечно-сосудистой системы
53.
Комплекс
приборов
для
измерения
звуковой
активности
организма
54.
Комплекс приборов для измерения кровенаполнения.
55.
Приборы для измерения электрической активности мозга.
56.
Приборы для измерения электрической активности мышц.
57.
Электронные полиграфы
58.
Автоматизированные системы технических средств для массовых
обследований и диспансеризации населения.
59.
Разрешающая
способность
приборов
для
ультразвуковой
диагностики
60.
Ультразвуковые приборы на основе импульсной непрерывной
одночастотной и двухчастотной эхографии
61.
Методы и техника клинической термографии
62.
Электронная микроскопия
63.
Голографические приборы
64.
Приборы тепловидения
65.
Дыхательная аппаратура
66.
Приборы для функциональной диагностики легких.
67.
Радиофармпрепараты и их органотропные свойства.
68.
Методы регистрации ионизирующих излучений: ионизационные,
сцинтилляционные, фотохимические. Дозиметрия ионизирующих излучений
69.
. Системы автоматического сбора, хранения и переработки
радиодиагностической информации.
70.
Рентгеновская аппаратура: питающие устройства, приемники,
преобразователи изображения и усилители
71.
Системы для рентгеноскопии и рентгенографии
72.
Эндоскопическая аппаратура. Применение основных видов
эндоскопов для исследования органов пищеварительной системы, бронхов,
мочеполовой системы, уха, горла, носа.
73.
Эндоскопы
оптические.
Волоконные
световоды.
Гибкие
эндоскопы с волоконной оптикой.
74.
Аппаратура для терапии. Классификация по действующему
физическому фактору
75.
Аппараты для терапии постоянным током и токами низких
частот.
76.
Аппараты для лечения диадинамическими токами. Аппаратура
для магнитотерапии
77.
Терапевтические ультразвуковые приборы и аппараты
78.
Аппаратура УВЧ-терапии. Дозиметрия при УВЧ и СВЧ -терапии
79.
Аппаратура аэрозольтерапии
80.
Лазерные установки для терапии. Лазерная дозиметрия
81.
Радиологическая
и
рентгенологическая
аппаратура
82.
Аппараты для баротерапии
терапевтическая
83.
Аппараты для светолечения и теплолечения. Водолечебные
установки
84.
Реанимационная техника.
85.
Высокочастотная электрохирургия. Резание и коагуляция мягких
тканей.
86.
Виды опасностей при электрохирургическом вмешательстве и
основные принципы защиты пациента
87.
Комплекс криохирургической аппаратуры.
88.
Аппаратура искусственного и вспомогательного кровообращения
89.
Назначение и состав аппарата «искусственная почка».
90.
Оптоэлектронные средства для инвалидов по зрению.
91.
Слуховые аппараты.
92.
Имплантируемые и наружные кардиостимуляторы, приборы и
системы контроля их работы
93.
Стимуляторы органов и тканей
94.
Протезы
95.
Технические средства для инвалидов при частичной и полной
неподвижности.
96.
Металлические и неметаллические материалы в приборах и
изделиях медицинского назначения
97.
Металлы и сплавы, применяемые для изготовления изделий
медицинского назначения
98.
Термопластичные
и
композиционные
материалы
для
изготовления приборов и изделий медицинского назначения.
99.
Полимеры, керамические и стеклокерамические материалы
медицинского назначения
100. Биосовместимость.
101. Биоматериалы для мягкой и костной тканей. Особенности
заживления ран мягких и костных тканей.
102. Техника и технология санитарно-химических, токсикологических
и биологических испытаний. Показатели стерильности и апирогенности.
103. Биотехнические системы для лабораторного анализа. Физические
и физико-химические свойства биосубстратов
104. Технологические операции и схемы выполнения исследований в
лабораторной практике Основные источники аналитических материалов.
105. Методы оптимизации технологических схем лабораторных
экспериментов и структуры типовых лабораторных анализов
106. Кондуктометрические
приборы
для
подсчета
форменных
элементов крови
107. Приборы для определения концентрации гемоглобина, рН- и
ионометрия
108. Масс-спектрометрия.
109. Аппаратные методы иммунологических исследований
110. Аналитическая
аппаратура
для
лабораторий
санитарно-
эпидемиологических станций.
111. Измерительные преобразователи лабораторной техники
112. Медицинские информационные технологии и телемедицина