Институт перспективного обучения и исследований

Институт перспективного обучения и исследований ( ALaRI ), ^[2] факультет информатики, ^[3] был основан в 1999 году в Университете Лугано ( Università della Svizzera italiana , USI) с миссией содействия исследованиям и обучению во встроенных системах. Факультет информатики за несколько лет стал одним из основных направлений обучения и исследований в Швейцарии, заняв третье место после двух Федеральных технологических институтов, Цюриха и Лозанны.

Alari предлагает уникальную возможность получить степень магистра в области кибер-физических и встраиваемых систем в сотрудничестве с Миланского и Федеральный технологический институт в Цюрихе ( ETHZ ). Эта недавно разработанная мастер-программа является одной из первых в мире, обращающихся к быстрорастущей области киберфизических и встроенных систем, то есть систем и «скрытых» вычислительных устройств, непосредственно взаимодействующих с физическим миром. Просто оглядываясь вокруг, мы обнаруживаем, что киберфизические и встроенные системы присутствуют дома, на работе, в самой среде, предоставляя базовые технологии для проектирования умных домов, зданий и городов, обеспечивая доступ к Интернету вещей., поддерживать интеллектуальное производство, управление и учет энергии, упрощать интеллектуальный транспорт и здравоохранение - и это только предварительный и очень краткий список! Как следствие, соответствующая отрасль промышленности постоянно растет с годовым доходом порядка триллиона евро.

Магистр наук в области киберфизических и встроенных систем [ править ]

Магистр наук в области киберфизических и встроенных систем предлагает эксклюзивные сложные возможности для разработчиков приложений и разработчиков систем путем интеграции различных областей, таких как микроэлектроника, физическое моделирование, информатика, машинное обучение, телекоммуникации и управление, и сосредоточения внимания на самых передовых приложениях .

Удовлетворяя реальную потребность в междисциплинарном подходе, учебный план дает талантливым студентам уникальные знания в области киберфизических и встроенных систем. Образовательная модель ориентирована на методологическую перспективу на системном уровне, а также на развитие навыков межличностного общения, которые оказались незаменимыми в современной отрасли, таких как командная работа, стратегии маркетинга и управления. Исследовательская деятельность ALaRI сосредоточена на темах, представляющих большой научный интерес и промышленное применение, на основе реальных методологий проектирования с учетом таких свойств системы, как производительность, надежность, интеллект, безопасность и энергоэффективность.

Программа, предназначенная для студентов, имеющих степень бакалавра в области компьютерных наук, компьютерной инженерии и, в более общем плане, в области информационных и коммуникационных технологий, построена вокруг трех основных методологических столпов: взаимодействие с физическим миром, встроенный (сетевой) система и встроенные приложения. Курсы, объединенные для обеспечения целостной картины разнообразных аспектов, проводят всемирно известные профессора, отмеченные наградами, и промышленные лидеры.

Предлагаются как модульные интенсивные, так и регулярные семестровые курсы, так что технологические знания, компетенции и способности решать проблемы строятся и развиваются вместе, в одной и той же структуре. Это те профили и квалификации, которые нужны отрасли и исследованиям. Классное обучение естественно дополняется практическим лабораторным опытом, так что методологические аспекты отражаются в реальной среде. Этот подход оказался эффективным и успешным, что было одобрено десятками выпускников ALaRI, поскольку он, естественно, способствует усвоению глубоких технических концепций и основных компетенций, которые можно сразу же использовать в промышленности и академических кругах.

Учебная программа магистра наук в области киберфизических и встроенных систем состоит из четырех семестров очного обучения (120 ECTS за два года). Диссертация начинается в третьем семестре и заканчивается к концу четвертого. Каждому отдельному студенту помогают адаптировать учебный план к его / ее предыдущим компетенциям и конкретным интересам. Чтобы расширить кругозор студента, можно получить до 18 ECTS на факультативных курсах, выбранных из программы.

Обязательные курсы [ править ]

• Введение в CPS & ES Обзор CPS и ES; Датчики; Приводы; Принципы метрологии; Микроконтроллеры; Сеть; В реальном времени; Лабораторная работа: на Arduino.
• Физическое моделирование математики для CPS: линейная алгебра (вспоминает); Вероятность и статистика (отзыв); ODE; Ряды и преобразования Фурье; ДПФ и БПФ; Теорема выборки; Преобразования Лапласа; Зета трансформируется; Моделирование физического мира: непрерывные и дискретные по времени системы; Динамика (постоянная времени и стабильности); Методы дискретизации; От теории к практике: примеры моделирования электрических и физических систем.
• Микроэлектронные интегральные схемы; Дизайн-макет; Дизайн КМОП ячеек; От ворот к арифметической схеме и регистровому файлу; Конструкция с низким энергопотреблением на уровне CMOS; Разработка датчиков MEMS; Лабораторная работа: дизайн ячеек.
• Архитектура встроенных систем Сводка архитектур общего назначения (отзыв). Сосредоточьтесь на архитектуре ARM; Концепция сопроцессора; Основы мультипроцессора; Архитектуры графических процессоров: основы, подходы к программированию. Лаборатория ARM с обработкой прерываний и разработкой драйвера устройства.
• Программная инженерия Принципы программной инженерии (для встраиваемых систем); Разработка требований; Тестирование, осмотр и документация; Линии программных продуктов; Компонентная разработка; Гарантия качества программного обеспечения; Сопровождение программного обеспечения.
• Цифровая обработка сигналов Линейные фильтры; Дизайн ИИХ и РПИ; Банки фильтров; Адаптивные фильтры (LMS); Лабораторная работа: Приложения на фильтрах; Перенос числовых вычислений в DSP.
• Управление проектами и лидерство Управление проектами; серия индивидуальных лекций, прочитанных признанными лекциями.
• Наносистемы: устройства и конструкции . Синтез и маршрутная цепочка; Наносистемы: системы на кристалле и лаборатория на кристалле; Биосенсоры и наносенсоры; Лабораторная работа: разрабатывает наносистему (с использованием VHDL и современных инструментов).
• Гетерогенные многоядерные архитектуры Проектирование гетерогенных многоядерных архитектур; Концепция сети на кристалле; Архитектурная поддержка параллельного исполнения; самоадаптация; Управление энергопотреблением; Коммуникационные механизмы; Управление многоядерными гетерогенными архитектурами.
• ОС RT Systems (отзывается); Задачи и темы (отзывы); HW & SW I / O (отзыв); Вычисления в реальном времени; Планирование в реальном времени; Ядра реального времени; Лабораторная работа: работа с системами реального времени.
• Надежность и надежность CPS Intelligence ; Обнаружение, диагностика и устранение неисправностей; Методы кодирования; Механизмы адаптации в ЭС; Обучение в нестационарной среде; Когнитивная диагностика неисправностей для CPS; Лабораторная работа: адаптация и надежность в CPS.
• Cyber ​​Communication Технологии и протоколы связи для проводных сетей (например, CAN-шина, Ethernet, USB, оптическая связь) и беспроводных сетей (например, ZigBee, NFC, bluetooth, Wi-Fi). Лаборатория: знакомство с избранными технологиями, например Canbus и Zigbee.
• Контроллеры цифровой автоматизации и проблемы со стабильностью; Разработка контроллеров с дискретным временем; Лабораторная работа: разработать полностью управляемую систему CPS (если возможно, иметь опыт работы в мехатронике).
• Перепрограммируемые системы Advanced VHDL; Перепрограммируемые системы; ПЛИС со сложными блоками (процессоры, DSP); Радиационно-жесткие ПЛИС; Реконфигурируемые ПЛИС; Лабораторная работа: знакомство с реконфигурируемыми ПЛИС.
• Языки спецификаций От требований к приложениям до спецификаций; Модели и методы спецификации системного уровня; Нисходящий подход к уточнению спецификации; Поведенческое воздействие и стоимость неполных спецификаций; Лабораторная работа: Система C, от поведенческой к RTL.
• Оптимизация встраиваемых приложений Детерминированный против. вероятностные подходы к управлению сложностью; Рандомизированные алгоритмы; Эволюционная оптимизация; Перенос приложений на платформы с низкой точностью; Анализ устойчивости; Методы оценки производительности на уровне приложений.
• Разработка многоядерных встроенных приложений Стратегии разработки многоядерных приложений; Обычные и нерегулярные приложения. Лабораторная работа по гетерогенным многоядерным архитектурам (с графическими процессорами).
• Физические вычисления Разработка приложений и интеграция распределенных встроенных устройств; Сосредоточьтесь на беспроводных сетях малого радиуса действия; Мобильные интерфейсы и встроенное зондирование; Дистанционное зондирование; Лаборатория на плате Arduino.
• Кибербезопасность Введение в криптографию; Симметричные и асимметричные алгоритмы; Обмен ключами; Цифровые подписи; Аппаратное и программное обеспечение.
• Валидация и проверка. Формальный анализ для проверки аппаратного обеспечения и программного обеспечения.
• Тенденции и угрозы атак по побочным каналам кибербезопасности ; Вредоносное ПО; Квантовая безопасность; Постквантовые алгоритмы; Аппаратные трояны: Лаборатория по взлому защищенного устройства; Дизайн вредоносного ПО.
• Интеллектуальные системы Обучение с учителем и без учителя; Особенности извлечения и выделения; Рекуррентные сети (RC, ESN); Сверточные нейронные сети; Глубокое обучение; Классификация и регрессия реальных проблем.
• Мобильные вычисления Сбор данных с помощью мобильных телефонов; Локальное и удаленное хранение данных датчиков (в том числе в облаке); Определение и оценка местоположения; Пользовательские интерфейсы; Лабораторная работа: Практикуется в разработке мобильных приложений на Android.

Курсы по выбору [ править ]

• Бизнес и предпринимательство Бизнес-идея и бизнес-план, бизнес-стратегии, продукт и цена, рыночные коммуникации, продажи и распространение, патенты и защита интеллектуальной собственности.
• HW / SW Codesign HW / SW Codesign, лабораторная работа на плате zynq или на программном ядре в FPGA.
• Будущие тенденции в компьютерных архитектурах Суперскалярные, векторные, многопоточные и многоядерные процессоры; будущие тенденции.
• Низкомощный дизайн HW: масштабирование частоты и напряжения; минимизация энергопотребления; инструменты для оптимизации энергопотребления. Энергия против оптимизации мощности. SW vs HW оптимизация мощности. SW: Стратегии Sw для разработки приложений с учетом энергии.
• Взаимодействие человека и компьютера, ориентированные на пользователя методологии проектирования, интерфейсы и системы визуализации информации, дизайн мобильных приложений, цифровое производство.
• Тенденции и угрозы атак по побочным каналам кибербезопасности ; Вредоносное ПО; Квантовая безопасность; Постквантовые алгоритмы, Аппаратные трояны: Лаборатория взлома устройства и разработки вредоносного ПО.
• Интеллектуальные системы
• Мобильные вычисления

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Домашняя страница ALaRI
• Студенческое отделение IEEE