Институт перспективного обучения и исследований

Институт перспективного обучения и исследований

Тип	Выпускник
Учредил	1999
Директор	Алиппи Цезарь
Аспиранты	>200 (2015)
Адрес	Via G. Buffi 13, CH-6904 Лугано , Лугано , Тичино , Швейцария  46,01072 ° с.ш. 8,9585 ° в.д.  / 46,01072; 8.9585
Веб-сайт	www.alari.ch

Институт перспективного обучения и исследований ( ALaRI ), факультет информатики, была основана в 1999 году в Университете Лугано ( Università della Svizzera italiana , USI) для содействия исследованиям и образованию в области встроенных систем. 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 возможность получить степень магистра в области киберфизических и встроенных систем в сотрудничестве с Миланским политехническим институтом и Федеральным технологическим институтом Цюриха ( ETHZ ).

наук в области киберфизических и

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

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 на трех основных методологических принципах: взаимодействие с физическим миром, встроенное (сетевое) системы и встроенных приложений.

Учебная программа магистра наук в области киберфизических и встроенных систем состоит из четырех семестров очного обучения (120 ECTS в течение двух лет). Работа над диссертацией начинается в третьем семестре и завершается к концу четвертого. Каждому отдельному студенту оказывается помощь в адаптации плана обучения к его/ее предыдущим компетенциям и конкретным интересам. Чтобы расширить кругозор студента, можно получить до 18 ECTS за факультативные курсы, выбранные из программы.

курсы

• Введение в CPS и ES Обзор CPS и ES; Датчики; приводы; Принципы метрологии; Микроконтроллеры; сеть; Реальное время; Лабораторная работа: на Arduino.
• Математическое физическое моделирование для CPS: Линейная алгебра (напоминает); Вероятность и статистика (напоминает); ОДА; Ряды и преобразования Фурье; ДПФ и БПФ; Теорема выборки; Преобразования Лапласа; Зета трансформируется; Моделирование физического мира: непрерывные и дискретные во времени системы; Динамика (постоянная времени и стабильность); методы дискретизации; От теории к практике: примеры моделирования из электрических и физических систем.
• Микроэлектроника Интегральные схемы; Дизайн макета; Проектирование КМОП-ячеек; От вентиля к арифметической схеме и регистровому файлу; Конструкция с низким энергопотреблением на уровне CMOS; Проектирование МЭМС-сенсоров; Лаборатория: клеточный дизайн.
• Архитектуры встраиваемых систем Краткое описание архитектур общего назначения (напоминание). Сосредоточьтесь на архитектуре ARM; Концепция сопроцессора; Основы мультипроцессора; Архитектуры графических процессоров: основы, подходы к программированию. Лабораторная работа по ARM с обработкой прерываний и разработкой драйвера устройства.
• Программная инженерия. Принципы разработки программного обеспечения (для встраиваемых систем); Разработка требований; Тестирование, проверка и документация; Линии программных продуктов; Компонентная разработка; Обеспечение качества программного обеспечения; Обслуживание программного обеспечения.
• Цифровая обработка сигналов Линейные фильтры; Проектирование IIR и FIR; Банки фильтров; Адаптивные фильтры (LMS); Лабораторная работа: Приложения на фильтрах; Перенос численных вычислений в DSP.
• Управление проектами и лидерство Управление проектами; серия индивидуальных лекций, прочитанных признанными лекторами.
• Наносистемы: Приборы и дизайн. Синтез и пространственно-маршрутная цепочка; Наносистемы: системы-на-чипе и лаборатории-на-чипе; Биосенсоры и наносенсоры; Лабораторная работа: практическое проектирование наносистемы (с использованием VHDL и современных инструментов).
• Гетерогенные многоядерные архитектуры Проектирование гетерогенных многоядерных архитектур; Концепция сети на кристалле; Архитектурная поддержка параллельного выполнения; самоадаптация; Управление питанием; Механизмы связи; Управление многоядерными гетерогенными архитектурами.
• ОС «РТ Системс» (отзыв); Задачи и потоки (отзывы); Аппаратный и программный ввод/вывод (вызов); Вычисления в реальном времени; Планирование в реальном времени; Ядра реального времени; Лабораторная работа: практические работы с системами реального времени.
• CPS Intelligence Надежность и надежность ; Обнаружение, диагностика и устранение неисправностей; методы кодирования; Механизмы адаптации в ЕС; Обучение в нестационарной среде; Диагностика когнитивных нарушений при СПС; Лабораторная работа: адаптация и надежность в СУЗ.
• Киберкоммуникации Технологии и протоколы связи для проводных сетей (например, CAN-шина, Ethernet, USB, оптическая связь) и беспроводных сетей (например, ZigBee, NFC, Bluetooth, Wi-Fi). Лабораторная работа: практическое применение выбранных технологий, например Canbus и Zigbee.
• Контроллеры цифровой автоматизации и проблемы стабильности; Проектирование дискретных контроллеров; Лабораторная работа: спроектировать полностью управляемую систему СУЗ (по возможности опыт работы в мехатронике).
• Перепрограммируемые системы Advanced VHDL; Перепрограммируемые системы; ПЛИС со сложными блоками (процессоры, DSP); Радиационно-стойкие ПЛИС; Реконфигурируемые ПЛИС; Лабораторная работа: практические занятия по реконфигурируемым FPGA.
• 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 поведенческого к RTL.
• Оптимизация встраиваемых приложений. Детерминированная или детерминированная. вероятностные подходы к управлению сложностью; Рандомизированные алгоритмы; Эволюционная оптимизация; Портирование приложений на платформы низкой точности; Анализ устойчивости; Методы оценки производительности на уровне приложения.
• Разработка многоядерных встроенных приложений. Стратегии разработки многоядерных приложений; Регулярные и нерегулярные приложения. Лабораторная работа по гетерогенным многоядерным архитектурам (с графическими процессорами).
• Физические вычисления Разработка приложений и интеграция распределенных встраиваемых устройств; Сосредоточьтесь на беспроводных сетях ближнего действия; Мобильные интерфейсы и встроенные датчики; Дистанционное зондирование; Лабораторная работа на плате Arduino.
• Кибербезопасность. Введение в криптографию; Симметричные и асимметричные алгоритмы; Обмен ключами; цифровые подписи; Реализация аппаратного и программного обеспечения.
• Валидация и верификация Формальный анализ проверки аппаратного обеспечения и программного обеспечения.
• Тенденции и угрозы кибербезопасности. Атаки по побочным каналам; Вредоносное ПО; Квантовая безопасность; Постквантовые алгоритмы; Аппаратные трояны: Лаборатория по взлому защищенного устройства; Дизайн вредоносного ПО.
• Интеллектуальные системы Контролируемое и неконтролируемое обучение; Особенности извлечения и выбора; Рекуррентные сети (RC, ESN); Сверточные нейронные сети; Глубокое обучение; Реальные проблемы классификации и регрессии.
• Сбор данных мобильных вычислений с использованием мобильных телефонов; Локальное и удаленное хранение данных датчиков (в том числе в облаке); Определение и оценка местоположения; Пользовательские интерфейсы; Лабораторная работа: практические занятия по проектированию мобильных приложений под Android.

Элективные курсы

• Бизнес и предпринимательство Бизнес-идея и бизнес-план, Бизнес-стратегии, Продукт и цена, Рыночная коммуникация, Продажи и распространение, патентование 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.
• Аппаратное обеспечение маломощной конструкции : масштабирование частоты и напряжения; минимизация энергопотребления; инструменты для оптимизации энергопотребления. Оптимизация энергии и мощности. Программная и аппаратная оптимизация энергопотребления. SW: Стратегии программного обеспечения для разработки приложений, учитывающих энергопотребление.
• Взаимодействие человека и компьютера. Методологии пользовательско-ориентированного проектирования, интерфейсы и системы визуализации информации, дизайн мобильных приложений, цифровое производство.
• Тенденции и угрозы кибербезопасности. Атаки по побочным каналам; Вредоносное ПО; Квантовая безопасность; Постквантовые алгоритмы, Аппаратные трояны: Лаборатория по взлому устройства и созданию вредоносного ПО.
• Интеллектуальные системы
• Мобильные вычисления