UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ Av. Dr. Salvador Nava Mtz.s/n, Zona Universitaria Teléfono:+444-826-2317 Fax:+444-826-2321 Web: http://www.fciencias.uaslp.mx correo: [email protected] San Luis Potosı́, S.L.P., México Contenidos programáticos Carrera de Ingeniero Electrónico Plan 2003. 1 Índice SEMESTRE I 3 1. Cálculo I (Plan 91) 3 2. Fı́sica I (Plan 91) 6 3. Álgebra I (Plan 91) 10 4. Computación 14 5. Quı́mica general (p-2003) 17 Semestre II 24 6. Cálculo II (Plan 91) 24 7. Fı́sica II (plan 91) 27 8. Álgebra II (Plan 91) 31 9. Programación 34 10. Instrumentación 38 Semestre III 41 11.Cálculo III (Plan 91) 41 12. Circuitos eléctricos I 44 13. Programación numérica 47 14. Diseño lógico 50 Semestre IV 53 15. Ecuaciones diferenciales ordinarias I 53 16. Sistemas lineales I 56 17. Circuitos Eléctricos II 59 18. Electrónica I 62 19. Arquitectura de computadoras 66 Semestre V 68 20. Electromagnetismo aplicado 68 21. Sistemas lineales II 71 2 22. Electrónica II 74 23. Probabilidad 76 24. Microprocesadores 79 Semestre VI 82 25.Sistemas de control I 82 26. Electrónica III 85 27. Sistemas de comunicación 88 28. Desarrollo del aprendizaje 92 SEMESTRE VII 95 29. Procesamiento digital de señales 95 30. La empresa y su medio 97 SEMESTRE VIII 100 31. Evaluación de proyectos de inversión 100 OPTATIVAS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL 104 32. Automatización I 104 33. Automatización II 107 34. Electrónica de potencia II 109 35. Microcontroladores 112 36. Sensores, transductores e interfaces 116 37. Sistemas de control II 120 38. Tópicos en instrumentación 123 39. Antenas y propagación 124 OPTATIVAS DE SISTEMAS DIGITALES Y COMPUTACIÓN 127 40. Graficación 127 41. Inteligencia artificial 132 42. Microcontroladores 136 43. Procesamiento de imágenes 140 3 44. Bases de datos 143 45. Sistemas operativos 147 46. Tópicos en sistemas digitales 150 47. Programación orientada a objetos 151 OPTATIVAS DE COMUNICACIONES 154 48. Redes de datos II 154 49. Redes de datos III 157 50. Telefonı́a 160 51. Antenas y propagación 163 52. Tópicos en comunicaciones 166 53. Fibras ópticas 167 54. Sistemas vı́a satélite y microondas 170 55. Sistemas de comunicación personal 173 OPTATIVAS DE ACÚSTICA 176 56. Audio I 176 57. Audio II 181 58. Procesamiento de señales de audio 185 59. Filtros activos 188 60. Ingenierı́a acústica II 191 61. Microcontroladores 193 62. Diseño de equipo de audio 197 63. Tópicos en acústica 198 OBLIGATORIA DE ESPECIALIDAD I 199 64. Estructuras de datos 199 65. Máquinas eléctricas 201 66. Sı́ntesis de circuitos 205 67. Lı́neas de transmisión 208 4 OBLIGATORIA DE ESPECIALIDAD II 211 68. Teorı́a del autómata 211 69. Electrónica de potencia I 214 70. Ingenierı́a acústica I 217 71. Redes de datos I 220 5 1. Cálculo I (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró PM. Jaime Velázquez Pantoja Mat. Silvia Sermeño Lima Fecha Cálculo I (plan 91) t91m3 ninguno teórica 5 horas/semana M. en. E. Edith Miriam Soto Pérez, Enero de 1998 Presentación En este curso se pretende que el estudiante de las diferentes carreras desarrolle sus habilidades de razonamiento lógico en términos del material de cálculo diferencial para que pueda resolver problemas de optimización y minimización relacionados con funciones de una variable. Funciones Objetivo particular El objetivo principal de esta unidad es el estudio del concepto de función pasando por su aspecto gráfico, las operaciones definidas entre las funciones y sus propiedades. para lograr lo anterior es necesario trabajar primero algunos temas como: conjuntos, cuantificadores, números reales y desigualdades. Orden temático 1.1 conjuntos. 1.2 cuantificadores. 1.3 números reales, desigualdades e intervalos en la recta real. 1.4 plano cartesiano y gráfica de funciones. 1.5 fórmula de punto medio, distancia entre dos puntos, ecuación de la recta, circunferencia, elipse, parábola e hipérbola. 1.6 funciones y gráficas. notación funcional. 1.7 operaciones con funciones y tipos de funciones. función inversa. Lı́mites y continuidad Objetivo particular En esta unidad se estudian los conceptos de lı́mite y continuidad de una función de una variable, tanto puntual como de intervalos, lo cual le da al estudiante dos herramientas más que le permiten conocer a una función y que al mismo tiempo los prepara para el concepto de derivada que es el tema de la siguiente unidad. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 lı́mite de una función. lı́mites laterales. propiedades de lı́mites. algunos teoremas acerca de los lı́mites de funciones. continuidad de una función en un punto. 6 2.6 continuidad de una función en un intervalo. 2.7 teoremas sobre continuidad de una función. La derivada Objetivo particular En esta unidad se plantea el estudio de la derivada que es el concepto que permite alcanzar el propósito de curso, en términos de preparación teórica, pues en base a éste, que se plantea la optimización de funciones, en este caso de una variable. Orden temático 3.1 recta tangente a una curva. 3.2 la derivada como pendiente de rectas tangentes a una curva. 3.3 la derivada como razón de cambio. 3.4 derivada de funciones álgebraicas. 3.5 algunos teoremas acerca de diferenciación . 3.6 diferenciabilidad y continuidad. 3.7 derivada de funciones inversas. 3.8 funciones implı́citas y su derivada. 3.9 derivadas de orden superior 3.10 formas indeterminadas: Aplicaciones de la derivada Objetivo particular Con el material de esta unidad culmina la parte teórica y aplicada que le permitirá al estudiante resolver problemas de optimización y minimización. con lo cual también podrá hacer un reconocimiento más completo del aspecto gráfico de la función. Orden temático 4.1 valores máximo y mı́nimo de una función. 4.2 teorema de rolle y teorema de valor medio. 4.3 funciones crecientes y decrecientes. prueba de la primera derivada. 4.4 prueba de la segunda derivada para extremos relativos. 4.5 concavidad y puntos de inflexión. 4.6 lı́mites infinitos, lı́mites al infinito y ası́ntotas. 4.7 aplicaciones de graficación de funciones. 4.8 problemas de máximos y mı́nimos. 4.9 aplicaciones 4.10 la diferencial y antiderivación. Metodologı́a Algunos conceptos pueden introducirse mediante el planteamiento a los estudiantes, de problemas de aplicación en fı́sica, matemáticas y electrónica, con el objetivo de que el estudiante se interese en el aprendizaje de estos y no sólo los tenga que aprender como entes abstractos de la matemática. se sugiere que discutan las resoluciones a estos problemas en equipos y se intercambien opiniones entre equipos para la resolución final. 7 Evaluación Para la evaluación se puede contemplar: la participación del estudiante en clase, su desarrollo en las tareas solicitadas por el profesor y en exámenes parciales escritas. Bibliografı́a Cálculo con geometrı́a analı́tica sherman k. stein, 1984 editorial mc. graw hill, México. Cálculo con geometrı́a analı́tica earl w. swokosky, 1989. editorial iberoamericana, México. El cálculo con geometrı́a analı́tica luois leithold, 1982 editorial harla, México Cálculo (cálculo infinitesimal) michael spivak, 1992. editorial reverté, s.a. 8 2. Fı́sica I (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria 5 horas/semana Elaboró Fecha fı́sica I (Plan 91) t91f1 ninguno teórica Dr. Joel U. Cisneros Parra julio de 1996 Presentación el programa abarca once unidades, que cubren los aspectos básicos de la mecánica newtoniana y las ideas generales sobre la medición. para poder trabajar algunas situaciones fı́sicas en dos y tres dimensiónes, se presenta una introducción al álgebra de vectores. Objetivo general se da al estudiante los conceptos básicos de la mecánica newtoniana, aplicados primero al movimiento de una partı́cula y luego a un sistema de varias partı́culas, cuyo caso particular es el cuerpo rı́gido. La fı́sica y la medición Objetivo particular se presentan tres de las unidades fundamentales de la fı́sica y se indica cómo se definen. se hace énfasis en el proceso de medición de las cantidades fı́sicas y su papel central que juega en esta disciplina. Orden temático 1.1 patrones de masa, tiempo y longitud. 1.2 densidad y masa atómica. Vectores Objetivo particular se da el concepto de vector intuitivamente para luego definirlo matemáticamente. se indican las reglas de composición de dos o más vectores y la descomposición de un vector en componentes. Orden temático 2.1 vectores y escalares. 2.2 propiedades de los vectores. 2.3 componentes de un vector y vectores unidad. Movimiento en una dimensión Objetivo particular definir las cantidades básicas de desplazamiento, velocidad y aceleración de una partı́cula para describir el movimiento. aplicar los conceptos al estudio de movimientos sencillos e importante. 9 Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 velocidad media. velocidad instantánea. aceleración. movimiento con aceleración constante. caı́da libre de los cuerpos Movimiento en dos dimensiónes Objetivo particular generalizar los conceptos de la unidad anterior para estudiar el movimiento en más dimensiónes, empleando la noción de vector. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 los vectores de desplazamiento, velocidad y aceleración. movimiento de dos dimensiónes con aceleración constante. movimiento circular uniforme. aceleración tangencial movimiento relativo. Las leyes del movimiento Objetivo particular construir el concepto de fuerza como generadora de la aceleración de una partı́cula. establecer la relación de las fuerzas de interacción entre dos cuerpos. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 concepto de fuerza. sistemas de referencia inerciales. masa inercial. segunda ley de newton. peso. tercera ley de newton. aplicaciones. fuerzas de fricción. Movimiento circular y aplicaciones de las leyes de newton Objetivo particular estudiar el movimiento circular desde el punto de vista de las fuerzas que lo generan. analizar el movimiento en un sistema de referencia acelerado. discutir el movimiento de un cuerpo en un fluido viscoso. 10 Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 la segunda ley y el movimiento circular uniforme. movimiento circular no uniforme. movimiento en sistemas acelerados. movimiento bajo fuerzas resistivas. Trabajo y energı́a Objetivo particular construir el concepto de trabajo de una fuerza como causante de la generación de movimiento. definir la energı́a cinética de un cuerpo y establecer su relación directa con el trabajo. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 trabajo de una fuerza constante. producto escalar de dos vectores. trabajo de una fuerza variable. trabajo y energı́a cinética. potencia de una fuerza. Energı́a potencial y conservacion de la energı́a Objetivo particular establecer la diferencia entre fuerzas conservativas y no conservativas. derivar la función de energı́a potencial para fuerzas conservativas. plantear la conservación de energı́a cinética y potencial para fuerzas conservativas y el balance entre éstas y el trabajo de las fuerzas no conservativas. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 fuerzas conservativas y no conservativas. energı́a potencial. conservación de la energı́a mecánica. energı́a potencial gravitacional. fuerzas no conservativas: teorema del trabajo y la energı́a. energı́a potencial de un resorte. Cantidad de movimiento lineal y colisiones Objetivo particular conocer el concepto de cantidad de movimiento lineal de una y varias partı́culas y su conservación bajo la ausencia de fuerza neta. analizar las colisiones como caso particular de la conservación de la cantidad de movimiento. Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 cantidad de movimiento e impulso. conservación de la cantidad de movimiento para un sistema de dos partı́culas. colisiones. colisiones en una dimensión. colisiones en dos dimensiónes. 11 9.6 centro de masa. 9.7 movimiento de un sistema de partı́culas. Rotación de un cuerpo rı́gido alrededor de un eje fijo Objetivo particular iniciar el estudio detallado del movimiento de un sistema de muchas partı́culas, usando la simplificación de rigidez del sistema y que existe un eje fijo. Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 velocidad y aceleración angulares. cinemática de la rotación: rotación con aceleración constante. variables angulares y lineales. energı́a cinética rotacional: el momento de inercia. cálculo de momento de inercia. momento de una fuerza. aceleración angular. trabajo y energı́a rotacional. Cantidad de movimiento angular y momento de una fuerza. Objetivo particular generalizar un poco más el estudio de la unidad anterior, dejando a un lado la condición de un eje fijo. Orden temático 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 movimiento de rodadura de un cuerpo rı́gido. producto vectorial y momento de una fuerza. cantidad de movimiento angular de una partı́cula y de un sistema de partı́culas. conservación de la cantidad de movimiento angular. movimiento de giróscopos. mecanismo de enseñanza-aprendizaje exposición detallada frente a pizarrón de cada uno de los temas del curso, haciendo énfasis del significado fı́sico de cada uno de los conceptos nuevos. trabajo en clase de los problemas de cada unidad, tanto por parte del alumno como del maestro. Evaluación aplicar tres exámenes parciales a lo largo del semestre, que abarquen la totalidad de las unidades. Bibliografı́a Fı́sica, tomo I raymond a. serway. wilson, jerry d. editorial McGraw Hill Fı́sica I m. alonso j. finn edit. Addison-Wesley, iberoamericana 12 3. Álgebra I (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha Álgebra I (plan-91) t91m1 ninguno teórica 5 horas/semana Mat. Silvia Sermeño lima y P.M. Jaime Velázquez Pantoja septiembre de 1997 Presentación el programa del curso está constituido por 5 unidades, empezando por los conocimientos básicos de lógica, conjuntos y álgebra de boole. Incluye una presentación de los números complejos y algunas propiedades de números enteros. se termina con un estudio de polinomios y la obtención de sus raı́ces. Objetivo general dar al alumno un conocimiento básico de lógica, conjuntos, álgebra de boole, números complejos y números enteros. dar una explicación detallada de polinomios sus propiedades, operaciones, diferentes formas de expresarlos, y sus analogı́as con los números enteros. para terminar con el cálculo de las raı́ces reales de polinomios y presentarle al estudiante diferentes métodos de obtención de esas raı́ces. Lógica, conjuntos y álgebra booleana Objetivo particular después de estudiar esta unidad el estudiante deberá ser capaz de: explicar lo que se entiende por conjunto, propiedades y operaciones. definir proposición, reconocer cuando una expresión es proposición y cuando no lo es. definir y reconocer una proposición abierta. encontrar el conjunto solución de una proposición abierta. formar la tabla de verdad de una proposición compuesta y probar la equivalencia de proposiciones. dada una proposición, escribirla usando cuantificadores. encontrar el valor de verdad de proposiciones condicionales, cuantificadores existencial y universal. representar ecuaciones con conjuntos mediante diagramas de venn-euler. emplear diagramas de venn-euler y cardinalidad para resolver problemas de conteo. reconozca una álgebra de boole, sus propiedades y aplicaciones a las compuertas lógicas. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 lógica, conjuntos y álgebra de boole. proposiciones. operaciones lógicas. definición axiomática del álgebra de boole. teoremas básicos del álgebra de boole. aplicación a redes. 13 Principio de induccion y propiedades de numeros enteros Objetivo particular al terminar esta unidad el alumno debe ser capaz de: 1. reconocer el proceso inductivo en un problema dado. 2. realizar demostraciones usando el principio de inducción. 3. conocer el algoritmo de la división y su demostración. 4. resolver problemas usando el teorema fundamental de la aritmética. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 inducción. teorema del binomio para exponentes enteros positivos. algoritmo de la división. factores primos. teorema fundamental de la aritmética o teorema de factorización única para números enteros. repaso. Numeros complejos Objetivo particular al terminar esta unidad, el alumno deberá ser capaz de: 1. definir número complejo. 2. definir y realizar operaciones entre números complejos. 3. representar gráficamente un número complejo. 4. dado un número complejo como pareja ordenada, escribirlo en forma binómica y en forma trigonométrica. 5. encontrar la raı́z n-ésima de un número complejo y localizar estas raı́ces en el plano. 6. definir y encontrar el conjugado de un número complejo. 7. reconocer el conjunto de los números complejos como una extensión de r. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 álgebra de números complejos. representación geométrica. forma polar de los números complejos. potencias y raı́ces. 14 Polinomios Objetivo particular al terminar esta unidad el estudiante debe de: 1. definir polinomios 2. definir y realizar operaciones entre polinomios. conocer y aplicar el teorema fundamental del álgebra 3. obtener las raı́ces enteras de un polinomio 4. reconocer las diferentes formas de representar un polinomio. 5. conocer y aplicar las propiedades de un polinomio con coeficientes reales. 6. reconocer una fracción racional propia e impropia. 7. descomponer una fracción racional impropia en suma de un polinomio y de fracciones propias. 8. identificar las analogı́as entre las propiedades de números enteros y las de polinomios. Orden temático 4.1 definición. 4.2 operaciones. 4.3 propiedades de las operaciones. 4.4 algoritmo de la división. 4.5 divisibilidad. 4.6 máximo común divisor. 4.7 algoritmo de euclides. 4.8 raı́ces de polinomios. 4.9 teorema del resto. 4.10 división sintética 4.11 raı́ces múltiples. 4.12 derivada de un polinomio 4.13 investigación de raı́ces múltiples. 4.14 teorema de taylor. 4.15 teorema fundamental del álgebra 4.16 descomposición de un polinomio en factores lineales. 4.17 polinomios con coeficientes reales. 4.18 fracciones racionales, fracciones parciales. Cálculo de raices reales de un polinomio Objetivo particular al terminar esta unidad el estudiante debe de: conocer y utilizar reglas y métodos que le permitan calcular, con una aproximación determinada, las raı́ces reales de un polinomio con coeficientes reales. 15 Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 acotación de raı́ces cota para los módulos de las raı́ces cota por el método de los radicales. separación de las raı́ces. el teorema de sturm. regla de los signos de descartes. teorema de budan-fourier. cálculo aproximado de raı́ces: método de bisección. método de las secantes. método de newton. método de horner Metodologı́a se recomienda primero estudio individual de los alumnos, luego, exposición y aclaración de dudas; finalmente, selección y resolución de problemas selectos en el pizarrón por parte de los alumnos y del profesor. Evaluación se recomienda que la evaluación se lleve a cabo mediante tareas, trabajos exaula y, por lo menos, 3 exámenes parciales. Bibliografı́a sistemas digitales: principios y aplicaciones (cap. 1) ronald j. tocci editorial Prentice Hall internacional. álgebra superior a.g. kursosh, edit. mir. álgebra superior cardenas, lLuis, raggi, tomás trillas fundamentos de matemáticas silva, lazo limusa 16 4. Computación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha computación ninguno teórica - práctica 5 horas/semana l.e.c. Rocio Puente Esparza, l.e.i. José Luis Ortega Moreno mayo 2003 Presentación es indiscutible la importancia del conocimiento y manejo básico de una computadora en la vida de un profesional, desde la simple creación y edición de un documento de texto, hasta el uso de múltiples aplicaciones a la vez, compartiendo información entre ellas. en particular, todo estudiante de la carrera ingeniero electrónico debe conocer a profundidad las partes y el funcionamiento interno de una computadora, ası́ como tener las bases necesarias para un buen desempeño en los cursos relacionados en programación y computación. objetivo general conocer los elementos básicos que forman una computadora y la interacción entre los mismos. comprender y dominar el funcionamiento de los sistemas operativos más comunes, ası́ como las principales aplicaciones que existen. Introducción de la computación Orden temático 1.1 hardware de una computadora 1.2 dispositivos periféricos 1.3 software El sistema operativo ms-dos y windows Orden temático 2.1 estructura de archivos del ms-dos 2.2 manipulación de directorios 2.3 creación y edición de un archivo de texto 2.4 manipulación de archivos 2.5 tipos de archivos y sus extensiones 2.6 el escritorio de windows 2.7 el menú inicio 2.8 trabajo básico con programas 2.9 estilos del escritorio de windows 2.10 inicio y cierre de sesión de trabajo 2.11 uso del mouse 2.12 trabajo con archivos, carpetas y ventanas 2.13 uso del explorador La derivada Orden temático 3.1 uso de la barra de tareas 17 3.2 identificación de elementos comunes 3.3 uso de las barras de herramientas 3.4 trabajo con varios documentos 3.5 guardando archivos 3.6 abriendo archivos 3.7 impresión de archivos 3.8 verificando ortografı́a y gramática 3.9 formato del documento 3.10 configurar página 3.11 edición y formato de texto 3.12 vista previa 3.13 galerı́a de imágenes 3.14 barra de herramientas imagen 3.15 imágenes desde archivos 3.16 auto formas 3.17 wordart 3.18 desde escáner 3.19 la barra de dibujo 3.20 tablas 3.21 Campos de formulario 3.22 creación de plantillas 3.23 uso de plantillas incorporadas 3.24 elaboración de reportes Hoja de cálculo excel orden tematico 4.1 identificación de elementos 4.2 conceptos básicos 4.3 funciones básicas de excel : suma, max, min, promedio contar, contara, si buscarv, sumar.si 4.4 manejo del entorno hoja de cálculo filas, columnas celdas 4.5 la hoja de cálculo tipos de datos y edición manejo de fórmulas utilizando operadores aritméticos 4.6 formato de hojas de cálculo dialogo auto formato ordenar listas 4.7 formularios 4.8 filtros 4.9 vistas personalizadas 4.10 subtotales 4.11 agrupar y esquema 4.12 tablas dinámicas 18 4.13 vista previa botón siguiente botón anterior botón zoom dialogo configurar página ficha márgenes ficha encabezados y pie de página la ficha hoja Metodologı́a algunos conceptos pueden introducirse mediante el planteamiento a los estudiantes, de problemas de aplicación en fı́sica, matemáticas y electrónica, con el objetivo de que el estudiante se interese en el aprendizaje de estos y no sólo los tenga que aprender como entes abstractos de la matemática. se sugiere que discutan las resoluciones a estos problemas en equipos y se intercambien opiniones entre equipos para la resolución final. Evaluación para la evaluación se puede contemplar: la participación del estudiante en clase, su desarrollo en las tareas solicitadas por el profesor y en exámenes parciales escritas. Bibliografı́a cálculo con geometrı́a analı́tica sherman k. stein, 1984 editorial mc. graw hill, México. cálculo con geometrı́a analı́tica earl w. swokosky, 1989. editorial iberoamericana, México. el cálculo con geometrı́a analı́tica luois leithold, 1982 editorial harla, México cálculo (cálculo infinitesimal) michael spivak, 1992. editorial reverté, s.a. 19 5. Quı́mica general (p-2003) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha quı́mica general (p-2003) ninguno teórica 5 horas/semana julio 2002 Presentación el estudio de la quı́mica: es fundamental para comprender los cambios y fenómenos que se realizan en el ser humano, en las plantas, en los animales y en el medio ambiente. es la ciencia central, sobre la cual gira el desarrollo de todas las ciencias. al estudiar la quı́mica el estudiante podrá comprender y explicarse los eventos que suceden en la mayorı́a de las disciplinas. Materia y energı́a. objetivo particular a) relacionar y entender las caracterı́sticas de los estados fı́sicos de la materia. b) diferenciar entre elementos y compuesto, entre materia homogénea y heterogénea. c) diferenciar entre propiedad fı́sica y propiedad quı́mica, entre cambio fı́sico y cambio quı́mico. d) definir, entender y aplicar las leyes de la conservación de la materia y la energı́a. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 la materia y sus estados. elementos y compuestos sustancias puras y mezclas. propiedades caracterı́sticas de las sustancias. ley de la conservación de la masa y la energı́a. energı́a y cambio quı́mico (conversión de la materia en energı́a). densidad. escalas termométricas. Distribucion de los electrones en los atomos. objetivo particular a) el conocimiento de la estructura atómica facilita tener claro los conceptos de no. atómico, masa atómica, no. de oxidación, etc. b) el conocer como se efectúa la distribución los electrones en los átomos de los diferentes elementos. dar el conocimiento de los diferentes estados de oxidación y por lo tanto conocer los diferentes compuestos que puede formar con cada elemento. c) el conocimiento de la distribución de los electrones en los elementos nos da la respuesta para la formación de los compuestos quı́micos. 20 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 exploración del átomo con nuevas herramientas. el espectro electromagnético. electrones excitados y espectros. electrones en los átomos. el modelo mecánico cuántico del átomo. electrones de valencia y estructura de lewis. distribución de los electrones en los átomos. Propiedades periodicas. objetivo particular a) el conocer las propiedades periódicas de los elementos, da el conocimiento para predecir la forma y las propiedades fı́sicas y quı́micas de un compuesto formado. b) el conocer las propiedades periódicas da el conocimiento para establecer el tipo de enlace que se forma en un compuesto y por lo tanto si la sustancia es polar o no polar. c) conociendo las propiedades periódicas se puede predecir si la sustancia formada es un ácido, una base, una sal, un oxidante o un reductor. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 descubrimiento de la periodicidad. la tabla periódica (tamaño atómico e iónico). energı́a de ionización, puntos de fusión y puntos de ebullición. densidad y conductividad, electronegatividad y afinidad electrónica. examen de los elementos por grupos. metales de transición Enlaces quimicos. Objetivo particular a) al estudiar esta unidad el alumno conocerá los tipos de interacción en la formación de un compuesto (fuerzas intermoleculares). b) conocer los diferentes tipos de enlace que se pueden formar en un compuesto. c) conociendo el tipo de enlace predecir si la sustancia es polar o no polar. si es un electrolito débil o fuerte. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 enlaces iónicos, covalentes, covalente polar, covalente coordinado. electronegatividad-enlaces metálicos. conductividad, solubilidad y otros indicios de los enlaces quı́micos. estructuras puntuales de lewis. forma de moléculas (distribución de pares de e -). agua molécula no lineal, amoniaco molécula piramidal, metano molécula tetraédrica. enlace por Puentes de hidrógeno. 21 unidad 5: nomenclatura (nombres, formulas y usos de los compuestos). objetivo particular a) cada disciplina cientı́fica tiene su propio lenguaje y la quı́mica establece su comunicación a través de los sı́mbolos de los elementos y las formulas de los compuestos para expresar los procesos que se efectúan en la naturaleza. orden tematico 5.1 nomenclatura oficial -nomenclatura trivial. 5.2 iones monoatómicos y poli atómicos. 5.3 nombre y fórmula de compuestos iónicos. 5.4 como nombrar un compuesto a partir de su formula. 5.5 compuestos binarios de no metales. 5.6 números de oxidación en compuestos poli atómicos. 5.7 nomenclatura de ácidos, base y sales e hidratos. Cantidades quı́micas. Objetivo particular a) aprender a resolver problemas elementales de temas básicos en la quı́mica es indispensable para el alumno que desea poder resolver los problemas que enfrenta la quı́mica en la salud, de los seres vivos en problemas de contaminación de la corteza terrestre de mares y de la atmósfera y de los problemas del desarrollo industrial. orden tematico 6.1 peso fórmula, peso molecular y masas molares. 6.2 cálculo de la composición porcentual. 6.3 fórmula empı́rica - fórmula molecular. 6.4 conversiones entre masas y moles no. de avogadro. 6.5 molaridad. Reacciones quı́micas Objetivo particular: a) que el estudiante pueda realizar y balancear los diferentes tipos de reacciones usadas en la quı́mica y pueda comprender las reacciones que se realizan en los fenómenos naturales y entender los procesos industriales más importantes. Orden temático 7.1 reacciones quı́micas y ecuaciones quı́micas. 7.2 información que proporciona la ecuación quı́mica. 7.3 como escribir y balancear ecuaciones quı́micas. 7.4 clasificación de las reacciones. (sı́ntesis, descomposición, sustitución. metátesis, red -0x). 7.5 reacciones de metales y no metales. reacciones iónicas netas. reacciones de neutralización. 7.6 balanceo de reacciones de oxido reducción por: a) método del número de oxidación. b) método de ión electrón. c) método álgebraico. 22 Estequiometria (cálculos basados en ecuaciones quı́micas). Objetivo particualar a) que el estudiante aprenda a realizar cálculos basados en las reacciones quı́micas y estos pueden ser masa- masa, mol-mol, masa-volumen, mol-volumen, volumen-volumen. b) que el estudiante pueda calcular la cantidad de materia primas necesarias para obtener un producto determinado. c) que sepa calcular eficiencias de reacción en un proceso o determinar el reactivo limitante o en exceso para un determinado proceso. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 relaciones molares en ecuaciones quı́micas. cálculos con moles y masas. cálculos con soluciones molares. estequiometrı́a de gases. cálculos con reactivo limitante y rendimiento porcentual. cambios de energı́a en las reacciones quı́micas. Gases Objetivo particualar a) que el alumno conozca la composición de la atmósfera que rodea a la tierra que es la que suministra él oxı́geno para la vida del ser humano y de la vida marina y de todo ser viviente que habita en este planeta. b) que conozca la atmósfera que proporciona el bióxido de carbono para la fotosı́ntesis de las plantas. c) que conozca que la atmósfera proporciona el nitrógeno para la producción de amoniaco que luego se convierte en fertilizante que asegura una mejor producción de las cosechas en el campo. d) que conozca que gases son nocivos para la salud de los seres vivos y como puede ser neutralizado su efecto. e) que conozca la función de los gases en el control de la temperatura sobre la superficie terrestre ası́ como el papel dcl ozono en el control de la radiación u.v. Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 la atmósfera- presión atmosférica. teorı́a cinética molecular. leyes de boyle, de charles, de gay- lussac, ley combinada de los gases y ley de los gases ideales. temperatura y presión normal. densidad y volumen molar en condiciones normales. cálculos estequiométricos de los gases (problemas). Termoquı́mica Objetivo particular que el alumno aprenda a calcular la energı́a implicada en una reacción quı́mica a partir de las entalpı́as de formación de las sustancias. 23 Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 calorı́metro calores de formación. 10.3 calores de reacción. primera ley de la termodinámica ley de hess. cálculo de los calores de reacción. problemas de termoquı́mica. Liquidos y sólidos Objetivo particular a) al estudiar esta unidad el alumno podrá identificar las caracterı́sticas generales de los sólidos y lı́quidos basados en la teorı́a cinética. b) conocer los procesos de fusión, destilaci6n, evaporación, condensación de los mismos. c) conocer los diferentes tipos de fuerzas de ienteracci6n que existen entre sólidos y lı́quidos, dipolo-dipolo, dipolodipolo inducido, Puente de hidrógeno, fuerzas de dispersión o fuerzas de london. Orden temático 11.1 caracterı́sticas de los gases, lı́quidos y sólidos. 11.2 fuerzas inter-iónicas e intermoleculares. 11.3 lı́quidos vaporización y condensación. 11.4 sólidos fusión y congelación, clasificación de sólidos según sus enlaces (sólidos iónicos, sólidos covalentes, sólidos moleculares, sólidos metálicos). 11.5 curvas de calentamiento y enfriamiento. 11.6 agua en lı́quido fuera de lo común. 11.7 aguas clasificación. 11.8 contaminación y tratamientos. Soluciones y coloides. Objetivo particular a) el conocimiento de las soluciones sólidas, liquidas y gaseosas permite al estudiante comprender los diferentes papeles que juega cada uno de el1os en la vida de los seres humanos, en la vida vegetal y animal, ası́ como en los procesos naturales e industriales. b) las interacciones entre los diferentes tipos de soluciones da lugar a la formación de nuevos productos, como medicinas, aceros, aleaciones, pinturas, fertilizantes, combustibles, etc., todos ellos para ofrecer una mejor forma de vida para el ser humano. Orden temático 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 solución, definición y terminologı́a. solubilidad de los compuestos iónicos y covalentes. efecto de la temperatura y presión sobre la solubilidad. expresiones de concentración, problemas. propiedades coligativas, aplicaciones. coloides, ósmosis y diálisis. 24 Cinetica quı́mica. Objetivo particular que el alumno comprenda el concepto de velocidad de reacción, los factores que sobre ella influyen y las teorı́as que la explican. Orden temático 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 velocidad de reacción. ley de acción de las masas. factores que modifican la velocidad de reacción. hipótesis de la colisión. teorı́a de la velocidad absoluta de reacción. (complejo activado). problemas de cinética. Equilibrio quimico. Objetivo particular que el alumno sea capaz de: a) establecer o determinar las condiciones de concentración o presión en el equilibrio de un sistema de reacción. b) predecir los desplazamientos del equilibrio. Orden temático 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 equilibrio quı́mico. constantes de equilibrio: kc, kp. equilibrio heterogéneo. desplazamiento del equilibrio: principio de le chatelier. problemas de equilibrio. temas selectos. Objetivo particular temas que a juicio del profesor se encargan de tareas, o seminarios para ser presentados por un grupo de alumnos y discutidos en clase para ser intercaladas en el momento que el profesor lo juzgue conveniente para completar los temas de teorı́a. Orden temático 15.1 contaminación atmosférica. 15.2 contaminación del agua. 15.3 residuos industriales. 15.4 polı́meros. 15.5 electroquı́mica. 15.6 acidos minerales (hcl, h2so4, hno3, h3po4). 15.7 sustancias básicas. 15.8 industria acerera. 15.9 pinturas. 15.10 fertilizantes. 15.11 productos alimentarios. 25 Metodologı́a el profesor expondrá el material en el pizarrón realizando sesiones de ejercicios para que el alumno implemente las técnicas aprendidas. Evaluación el sistema de calificación será tomando en consideración: 70 % para el examen teórico, 20 % para el laboratorio, 20 % para las tareas y 10 % para la participación. Bibliografı́a fundamentos de quı́mica ralph a. burns. libro de texto. p.h. Prentice Hall. quı́mica la ciencia central brown lema y bursten. libro de consulta. ph. prentice hill. quı́mica general kennet whitten, kennet gailey, raymond david. mc. craw hill libro de consulta. quı́mica general superior mastermon slowinski stanitski. libro de consulta, mc. graw hill. quı́mica general mortiner. libro de consulta, mc. graw hi1l. 26 6. Cálculo II (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha cálculo II (plan-91) t91m4 cálculo I teórica 5 horas/semana M. en. C. Miriam Soto, P.M. Jaime Vélazquez, Mat. Silvia Sermeño Enero de 1998 Presentación se presenta y desarrolla un lı́mite muy importante: la integral; además, se extienden el concepto anterior y los de cálculo I a las funciones trascendentes más usuales. Objetivo general que el alumno resuelva problemas de integración y de aplicaciones de este concepto a funciones polinominales, exponenciales, trigonométricas circulares e hiperbólicas. La integral definida Objetivo particular después de estudiar esta unidad, el estudiante deberá ser capaz de: definir la integral definida de una función. enunciar el teorema fundamental del cálculo. utilizar el teorema fundamental del cálculo para calcular integrales. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Área e integral definida. propiedades de la integral definida. teorema fundamental del cálculo. cambio de variable. integración numérica. Aplicaciones de la integral definida Objetivo particular después de estudiar esta unidad, el estudiante deberá ser capaz de resolver problemas de algunas aplicaciones de la integral definida. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Áreas. sólidos de revolución. envolventes cilı́ndricas. determinación de volúmenes por cortes transversales. longitud de arco y superficies de revolución. 27 2.6 trabajo Funciones exponenciales y logaritmicas Objetivo particular después de estudiar esta unidad, el estudiante deberá ser capaz de: definir las funciones logaritmo y exponencial de cualquier base y en especial las funciones logaritmo natural y exponencial natural. reconocer las gráficas y caracterı́sticas de funciones logaritmo y exponencial. obtener la derivada y la integral de la función logaritmo y de la función exponencial. resolver problemas de aplicación de la derivada y de la integral donde intervengan las funciones logaritmo y exponencial. resolver formas indeterminadas de lı́mite de la forma: 1?, 00, ?0. Orden temático 3.1 función logaritmo natural (propiedades y gráfica) 3.2 función exponencial natural (propiedades y gráfica). 3.3 derivación e integración de función logaritmo natural y exponencial natural. 3.4 funciones logarı́tmicas y exponenciales generales, propiedades y gráficas. 3.5 derivación e integración de funciones logarı́tmicas y exponenciales generales. 3.6 aplicaciones de derivadas e integrales que involucren funciones logarı́tmicas y exponenciales. 3.7 formas indeterminadas del tipo: 1?, 00, ?0. 3.8 leyes de crecimiento y disminución (opcional). unidad 4: funciones trigonométricas: circulares e hiperbólicas Objetivo particular al terminar de estudiar esta unidad, el alumno debe ser capaz de: definir ángulo y ángulo dirigido. definir grado y radian. dado un ángulo en grados expresarlo en radianes y viceversa. definir las funciones trigonométricas circulares e hiperbólicas de un ángulo cualquiera. graficar las funciones trigonométricas y describir su dominio y rango en cada caso. enunciar las identidades fundamentales. definir la relación que existe entre un ángulo de argumento negativo con el mismo ángulo de argumento positivo. definir la inversa de cada una de las funciones trigonométricas. derivar e integrar funciones trigonométricas circulares e hiperbólicas y sus inversas. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 definición de ángulo, grado, radian. definición y gráfica de las funciones trigonométricas circulares. identidades fundamentales de funciones trigonométricas circulares. lı́mites, derivadas e integrales de las funciones trigonométricas. funciones trigonométricas inversas. derivadas e integrales de funciones trigonométricas inversas. definición y gráfica de funciones trigonométricas hiperbólicas y sus inversas. identidades fundamentales de funciones hiperbólicas. lı́mites, derivadas e integrales de las funciones hiperbólicas. 28 unidad 5: Métodos de integracion Objetivo particular al finalizar esta unidad el estudiante debe ser capaz de: i) aplicar los distintos métodos de integración para resolver una integral dada. ii) resolver problemas de aplicación de la integral que involucren el uso de métodos de integración y las funciones vistas en las unidades 3 y 4 de este programa. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 integración por partes. integrales de potencias de funciones trigonométricas. sustitución trigonométrica. integrales de las funciones racionales. integrales en las que aparecen expresiones cuadráticas. sustituciones diversas. Integrales impropias y teorema de taylor Objetivo particular después de estudiada esta sección, el estudiante deberá ser capaz de: i) identificar una integral impropia y determinar si converge o diverge. ii) dada una función reconocer las condiciones que debe satisfacer ésta para tener una representación por medio de la fórmula de taylor y obtener dicha representación. Orden temático 6.1 integrales con extremos de integración infinitos. 6.2 integrales con integrado discontinuo. 6.3 teorema de taylor. Metodologı́a leer previamente el tema, exposición, aclarar dudas, elegir y resolver problemas. Evaluación se recomienda un examen por cada unidad. Bibliografı́a cálculo con geometrı́a analı́tica sherman k. stein, 1984 editorial mc. graw hill, México. cálculo con geometrı́a analı́tica earl w. swokosky, 1989. editorial iberoamericana, México cálculo y geometrı́a analı́tica larson-hostetler. mc. graw hill. calculus (cálculo infinitesimal) michael spivak, 1992 editorial reverté, s.a. el cálculo con geometrı́a analı́tica luois leithold, 1982 editorial harla, México. introducción al cálculo y al análisis matemático courant-john limusa. 29 7. Fı́sica II (plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha fı́sica II (plan-91) t91f2 álgebra I, cálculo I y fı́sica I teórica 5 horas/semana M. en. C. fco. Javier Martı́nez Herrera Enero de 1997 Presentación el programa del curso consta de 9 capı́tulos, donde se establecen los conocimientos básicos sobre gases ideales, temperatura, calor, termodinámica, movimiento ondulatorio, óptica geométrica y óptica fı́sica. Objetivo general iniciar el estudio de la rama de la fı́sica a la cual conciernen los fenómenos ondulatorios, los principos básicos de termodinámica y la naturaleza de la luz. Mécanica de los sólidos y los fluidos Objetivo particular descripción de las propiedades elásticas de los sólidos en términos de los conceptos de esfuerzo y deformación. por lo que toca a la mecánica de fluidos, se establecen diferentes relaciones entre presión, densidad y profundidad (fluido en reposo) o entre presión, densidad y velocidad; (fluı́do en movimiento). Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 propiedades elásticas de los sólidos. estados de la materia. densidad y presión. variación de la presión con la profundidad. medidas de la presión. fuerza de empuje y el principio de arquı́medes. dinámica de fluidos. la ecuación de continuidad. ecuación de bernoulli. Temperatura, dilatación térmica y gases ideales Objetivo particular descripción de fenómenos que comprenden transferencia de energı́a entre cuerpos a diferentes temperaturas, se busca la comprensión de los principios básicos de la termodinámica. 30 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 temperatura y la ley cero de la termodinámica. termómetros y escalas de temperatura. el termómetro de gas a volumen constante y la escala Kelvin de temperatura. escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit. dilatación térmica de sólidos y lı́quidos. descripción macroscópica de un gas ideal. Calor y la primera ley de la termodinámica Objetivo particular se muestra que tanto el calor como el trabajo son formas de energı́a, y como consecuencia de esto se extendió la ley de la conservación de energı́a para incluir el calor. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 calor y energı́a térmica. capacidad calorı́fica y calor especı́fico. calor latente. trabajo y calor en los procesos termodinámicos. primera ley de la termodinámica. algunas aplicaciones de la primera ley de la termodinámica. transferencia de calor. Teorı́a cinetica de gases Objetivo particular se analiza la teorı́a cinética de los gases, cuya conservación más importante es que muestra la equivalencia entre la energı́a cinética del movimiento de las partı́culas (moléculas) y la energı́a interna del sistema. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 modelo molecular para la presión de un gas ideal. interpretación molecular de la temperatura. capacidad calorı́fica de un gas ideal. proceso adiabático para un gas ideal. ondas sonoras en un gas. equiparfición de la energı́a. distribución de las velocidades moleculares. trayectoria libre media. Máquinas térmicas, entropia y la segunda ley de la termodinámica Objetivo particular en este capı́tulo se establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. se analizan los procesos irreversibles, en donde de hecho, la naturaleza unidireccional de los procesos termodinámicos .estableceüna dirección del tiempo. 31 Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 máquinas térmicas y la segunda ley de termodinámica. procesos reversibles e irreversibles. máquina de carne ton y marcos de referencia. escala de temperatura absoluta. bombas de calor y refrigeradores. motor de gasolina. entropı́a. cambio en la entropı́a en los procesos reversibles. entropı́a y desorden. Movimiento ondulatorio Objetivo particular se describe el concepto de onda, se analizan diferentes tipos de onda y se considera que una onda es el movimiento de una perturbación. en general el movimiento ondulatorio mecánico se describe al especificar la posición de todos los puntos del medio perturbado como una función del tiempo. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 tipos de ondas. ondas viajeras unidimensiónales. superposición e interferencia de ondas. la velocidad de las ondas sobre cuerdas. reflexión y transmisión de las ondas. ondas armónicas. energı́a transmitida por las ondas armónicas sobre cuerdas. ecuación de onda. Ondas sonoras Objetivo particular se estudian las propiedades de las ondas longitudinales que viajan a través de diferentes medios. se analizan: 1) ondas audibles, 2) ondas infrasónicas, y 3) ondas ultrasónicas. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 velocidad de las ondas sonoras. ondas sonoras armónicas. energı́a e intensidad de las ondas sonoras armónicas. ondas esféricas y planas. efecto doppler. Superposicion y ondas estacionarias Objetivo particular el interés de este capı́tulo radica en la aplicación del principio de superposición a las ondas armónicas, se estudia la onda estacionaria y los llamados ”modos de vibración”; al final se estudia una onda periódica compleja. 32 Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 superposición e interferencia de ondas armónicas. ondas estacionarias. ondas estacionarias en una cuerda fija en los extremos. resonancia. ondas estacionarias en columnas de aire. pulsaciones. ondas complejas. La naturaleza de la luz, las leyes de la óptica geométrica y la óptica fı́sica Objetivo particular descripción de la naturaleza onda-partı́cula de la luz y el establecimiento de las leyes de la óptica geométrica. Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 la naturaleza de la luz. mediciónes de la rapidez de la luz. aproximaciones del rayo. reflexión y refracción. principios de huygens. reflexión interna total y el principio de fermat. imágenes formadas por espejos. lentes y sus diversas aplicaciones. Metodologı́a exposición detallada frente a pizarrón de cada una de las unidades del curso, poniendo especial atención al significado fı́sico de los conceptos nuevos. resolución en clase en forma detallada de los problemas con participación de alumnos, y trabajo adicional de problemas en clase. Evaluación se recomienda hacer un mı́nimo de 4 exámenes parciales, aparte de dejar varios problemas por capı́tulo y participación en clase. Bibliografı́a fı́sica, r. a. serway. halliday-resnick., editorial interamericana. editorial c.e.c.s.a. fı́sica, berkeley physics course., 33 8. Álgebra II (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha álgebra II (plan-91) t91m2 álgebra I (plan-91) teórica 5 horas/semana Mat. Silvia Sermeño lima y P.M. Jaime Vélazquez Pantoja. septiembre de 1997 Presentación el programa está constituido por 5 unidades. el curso incluye un estudio sobre sistemas de ecuaciones lineales, matrices, determinantes, para terminar con valores y vectores propios de una matriz. las operaciones con vectores lineales se usa para motivar la definición de las operaciones con pares ordenados y ternas ordenados, y a su vez estas definiciones son ampliadas a ordenadas. Objetivo general introducir al estudiante en el estudio del álgebra lineal mediante el estudio de espacios euclidianos de dimensión-n. Sistemas de ecuaciones lineales y matrices Objetivo particular que el estudiante aprenda los métodos de reducción para la solución de sistemas de ecuaciones lineales y algunas de sus propiedades. además introducir el estudio básico de matrices y sus propiedades álgebraicas. Orden temático 1.1 introducción a los sistemas lineales. 1.2 eliminación de gauss. 1.3 sistemas homogéneos de ecuaciones lineales. 1.4 matrices y operaciones con matrices. 1.5 reglas del álgebra de matrices. 1.6 matriz transpuesta. 1.7 matrices simétricas y antisimétricas. 1.8 matriz elemental. 1.9 matriz inversa. 1.10 matrices ortogonales. 1.11 métodos para obtener la inversa de una matriz. Determinantes Objetivo particular introducir el concepto de determinante y que el estudiante aprenda a: obtener el determinante de una matriz cuadrada, conozca sus propiedades y aplicaciones en la solución de sistema de ecuaciones lineales. 34 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 definición de función determinante. cálculo de determinantes y propiedades. cofactores y obtención del determinante mediante cofactores. matriz inversa por medio de la matriz adjunta. regla Crammer. Vectores y álgebra vectorial Objetivo particular en esta unidad se presenta el concepto de plano, espacio y vectores en r2 y r3. el estudiante deberá aprender álgebra de vectores ası́ como también las distintas ecuaciones de la recta y planos en r3. Orden temático 3.1 definición de vectores. 3.2 representación geométrica. 3.3 definición de adición de vectores y multiplicación por escalar. interpretación geométrica 3.4 producto interior. 3.5 desigualdad de schwartz y desigualdad del triángulo. 3.6 norma de un vector. 3.7 Ángulo entre vectores. 3.8 proyección de vectores y aplicaciones.. 3.9 producto vectorial en r3. 3.10 ecuaciones vectoriales y paramétricas de rectas en r3 . 3.11 ecuaciones de planos. 3.12 independencia lineal. Espacios euclidianos de dimensión - n Objetivo particular introducir al estudiante una idea intuitiva de espacios vectoriales por medio del estudio de espacios euclidianos. el estudiante debe reconocer que el producto interior es la estructura que nos permite definir conceptos de longitud, distancia y ángulos entre vectores. Orden temático 4.1 vectores en rn . 4.2 igualdad de vectores. 4.3 adición de vectores y multiplicación por un escalar. propiedades. 4.4 combinaciones lineales, independencia y dependencia lineal. 4.5 producto interior. producto interior euclidiano. 4.6 espacios euclidianos de dimensión -n. 4.7 norma de un vector. 4.8 distancia entre vectores. 4.9 ángulo entre vectores. 4.10 conjuntos ortonormales. 4.11 proceso gram-schmidt. 35 Valores y vectores caracteristicos de una matriz cuadrada Objetivo particular proporcionar al estudiante los medios adecuados para encontrar valores y vectores caracterı́sticos de matrices aplicándolos al proceso de diagonalización. Orden temático 5.1 valores y vectores caracterı́sticos de una matriz cuadrada. 5.2 diagonalización. 5.3 diagonalización ortogonal. Metodologı́a el maestro debe avanzar de lo conocido a lo desconocido y de lo concreto a lo abstracto. para lograr esto las ideas básicas se introducen, siempre que sea posible, mediante ejemplos, interpretación geométrica y aplicaciones. el maestro hará ligeras demostraciones pero siempre apoyándose con ejemplos (e interpretaciones geométricas, cuando sea posible). Evaluación se recomienda hacer cuando menos tres exámenes parciales, además de encargar al estudiante tareas y trabajos para reforzar los conceptos. Bibliografı́a introducción al álgebra lineal, howard anton, editorial limusa cálculo de varias variables con álgebra lineal, philip c. curtis jr., editorial limusa. fundamentos del álgebra lineal y aplicaciones francis g. florey editorial Prentice Hall internacional. álgebra lineal, stanley i. grossman, editorial iberoamerica álgebra lineal aplicada, ben noble-james w. Daniel, Prentice Hall. 36 9. Programación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha programación computación teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena, Fı́s. Hector Medellı́n Anaya septiembre de 2002 Presentación el curso presenta los conceptos básicos de la programación en lenguaje c++, junto con múltiples ejemplos de aplicación, práctica y resolución de problemas, además de presentar técnicas de buena programación y depuración. se hace además una breve introducción a la programación orientada a objetos. Objetivo general al finalizar el curso los alumnos serán capaces de emplear el lenguaje de programación c++, en cualquier sistema operativo, para resolver problemas tı́picos en su carrera, con la ayuda de la técnica de diseño descendente y programación orientada a objetos, para subdividir un problema en algoritmos sencillos. Conceptos básicos de computación Objetivo particular describir las partes esenciales de una computadora y el funcionamiento básico de un sistema operativo. describir el proceso de generación de un programa ejecutable a partir de un programa fuente. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 arquitectura de un sistema de cómputo. introducción al sistema operativo ms-dos. introducción al sistema operativo windows. funcionamiento básico de intérpretes y compiladores. Conceptos básicos de programación Objetivo particular iniciar al alumno en el lenguaje c/c++, el concepto de variable y su representación en la memoria. estudiar las funciones de entrada y salida de datos básicas. representar expresiones aritméticas y álgebraicas en un programa. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 estructura de un programa c/c++. salida mediante la instrucción cout. compilación y ejecución de un programa. variables y asignación. operaciones aritméticas entrada de datos con la instrucción cin. 37 2.7 ejemplos de programas sencillos. 2.8 buenas costumbres de programación: indentación y comentarios. Toma de decisiones Objetivo particular revisar las variables y operadores lógicos (booleanos). estudiar las instrucciones de decisión if...else y switch. estudiar proposiciones de decisión anidadas. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 expresiones booleanas y operadores de comparación. operadores booleanos. la instrucción if. la instrucción else. la instrucción switch ejemplos de programas. Funciones Objetivo particular discutir el concepto de función y su aplicación. hacer distinción entre las funciones que devuelven un valor y las que no. estudiar el paso de parámetros a una función y el contexto de una variable. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 ejemplos de funciones de librerı́a: funciones matemáticas. definición de funciones. paso de parámetros. ejemplos de programas con funciones. Iteraciones Objetivo particular estudiar las distintas estructuras de control iterativo, junto con sus diferencias y ventajas particulares. estudiar los ciclos anidados y el rompimiento de ciclos. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 instrucciones while y do...while. instrucción for. ciclos anidados. instrucciones break y continue. ejemplos de programas. 38 Arreglos. Objetivo particular revisar el concepto de arreglo y su representación en memoria. estudiar aplicaciones de los arreglos unidimensiónales. estudiar las Cadenas de caracteres y su manejo dentro de un programa. revisar los arreglos multidimensiónales y sus aplicaciones. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 definición y utilización de arreglos en c/c++. ejemplos de aplicación de arreglos. Cadenas de caracteres. ejemplos de manejo de Cadenas (librerı́a string.h). arreglos bidimensiónales y multidimensiónales. Estructuras básicas de datos Objetivo particular estudiar la definición de nuevos tipos de datos y la utilización de estructuras. revisar la aplicación de tipos complejos como arreglos de estructuras y estructuras cuyos elementos son arreglos u otras estructuras. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 tipos de datos definidos por el programador. estructuras. arreglos de estructuras. ejemplos de programas. Introducción a la programación orientada a objetos. Objetivo particular que el estudiante conozca los principios e ideologı́a detrás de la programación orientada a objetos y la abstracción de datos, de forma que éste sea capaz de definir clases sencillas, pero reutilizables. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 programación orientada a objetos vs. programación estructurada definición de clases, miembros y métodos tipos de acceso a miembros (privado y público) constructores y destructores herencia Metodologı́a los temas de cada unidad serán expuestos por parte del maestro, incluyendo múltiples ejemplos de aplicaciones comunes y de métodos numéricos. 39 Evaluación se recomienda la realización de por lo menos tres exámenes. es también deseable la inclusión de un proyecto de fin de curso. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a c++ como programar deitel y deitel Prentice Hall, 1999. segunda edición el lenguaje de programación c brian kernighan, dennis ritchie Prentice Hall, 1991. segunda edición 40 10. Instrumentación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha instrumentación ninguno práctica 5 horas/semana l.e.i. José Luis Ortega abril 2003 Presentación el alumno obtendrá información teórico práctica y datos técnicos básicos para los subsecuentes cursos de electrónica. Objetivo general el énfasis general del curso es enseñar a los estudiantes a ser usuarios eficientes de los instrumentos electrónicos de medición para que lleguen a comprender prácticamente las operaciones en el laboratorio. a este respecto, se tiene la pretensión de que el alumno, al termino del curso, tenga un amplio panorama de cómo seleccionar instrumentos para diversas aplicaciones de medición, como evaluar sus posibilidades, como conectarlos entre sı́, y como operarlos en forma correcta. además de, finalmente tener conocimiento de la construcción, apariencia y uso de las componentes más usadas. en resumen, el curso debe servir como vehı́culo de contenido total para guiar al estudiante a través de la mayor parte de las tareas de medición electrónica. Introducción Orden temático 1.1 introducción 1.2 naturaleza de la corriente eléctrica. 1.3 resistencia eléctrica. 1.4 conductores y aislantes. 1.5 unidad de resistencia. 1.6 relación de la resistencia con las dimensiónes del conductor. 1.7 conductancia. 1.8 código de colores. 1.9 resistencias en serie. 1.10 resistencias en paralelo. La ley de ohm y el circuito eléctrico Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 naturaleza de la corriente eléctrica. diferencia de potencial. medida del voltaje y de la corriente. ley de ohm. circuito en serie. circuito en paralelo. 41 2.7 división de la corriente en un circuito en paralelo. 2.8 circuito en serie-paralelo. 2.9 potencia eléctrico. 2.10 capacitores, bobinas y transformadores. 2.11 circuito serie paralelo de capacitores y bobinas. Fuerza electromotriz de las baterias leyes de kirchoff Orden temático 3.1 fuerza electromotriz y resistencia de una baterı́a. 3.2 resistencia y corriente de una baterı́a. 3.3 baterı́a en serie. 3.4 baterı́a en paralelo. 3.5 montaje de elementos en serie-paralelo. 3.6 principio de la pila eléctrica. 3.7 definiciones de los elementos que intervienen en la electrólisis. 3.8 polarización. 3.9 pilas secas. 3.10 leyes de kirchoff. Instrumentos Orden temático 4.1 el galvanómetro de d-arsonval. 4.2 amperı́metros. 4.3 voltı́metros. 4.4 método del voltı́metro y amperı́metro. 4.5 método del voltı́metro. 4.6 ohmiómetros. 4.7 el medidor de capacitores ecg. 4.8 el generador de ondas (especificaciones del instrumento y teorı́a de operación). 4.9 el frecuencı́metro (diagrama a bloques y como utilizarlo). 4.10 el probador de semiconductores. 4.11 diagrama a cuadros de un osciloscopio. 4.12 como utilizar el osciloscopio y algunas de sus aplicaciones. 4.13 como utilizar el libro de reemplazos ecg, nte. 4.14 principios básicos de easypc. 4.15 principios básicos de orcad. Sistemas digitales Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 sistemas digitales y analógicos. jerarquı́a de un diseño de un sistema digital. instrucciones de la computadora. representación de la información en las computadoras. hardware de computadora. software de computadora. 42 5.7 compuertas lógicas y tablas de verdad. 5.8 circuitos con compuertas lógicas. Sistemas numéricos y códigos Orden temático 6.1 notación posicional. 6.2 sistemas numéricos de uso común. 6.3 aritmética binaria. 6.4 aritmética hexadecimal. 6.5 métodos de conversión. 6.6 algoritmos generales de conversión. 6.7 conversión entre la base a y la base b cuando b = ak. 6.8 números con magnitud y signo. 6.9 sistemas numéricos complementarios. 6.10 códigos numéricos. 6.11 códigos de caracteres y otros signos. 6.12 códigos para la detección y corrección de errores. Fundamentos del álgebra booleana Orden temático 7.1 postulados básicos. 7.2 diagramas de venn para los postulados (2). 7.3 dualidad. 7.4 teoremas fundamentales del álgebra booleana. 7.5 tablas de verdad. 7.6 formas álgebraicas de las funciones de conmutación. 7.7 deducción de formas canónicas. 7.8 funciones con especificación incompleta. 7.9 compuertas lógicas electrónicas. 7.10 componentes funcionales básicos. 7.11 redes and-or y nand. 7.12 redes or-and y nor. 7.13 circuitos de dos niveles. 7.14 circuitos and-or inversor. Metodologı́a se expondrá el material en el laboratorio de electrónica dejándole al alumno el desarrollo de cinco prácticas ası́ como dos exámenes escritos sobre los conceptos principales del curso. habrá un examen final oral-práctico para ver si el alumno aprendió a utilizar el equipo electrónico. forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 40 % proyecto final 20 % 43 11. Cálculo III (Plan 91) Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha Cálculo III (plan-91) t91m5 Cálculo II teórica 5 horas/semana dra. Lilia del Riego, p. m. Jaime Vélazquez Pantoja y M. en. C. Carlos Ángulo ’aguila 11-09-97 Presentación el cálculo diferencial e integral es una de las más importantes y poderosas herramientas matemáticas desarrolladas. representa el estudio del ”movimiento como tal, ha sido aplicada, y se sigue utilizando en diferentes contextos. ahora bien, cuando pensamos en procesos reales, como son los procesos termodinámicos, éstos no pueden ser modelados por funciones de una sola variable real. de hecho, este proceso involucra principalmente tres variables: presión, temperatura y volumen. en este curso, se extenderá la herramienta desarrollada en los cursos de cálculo I y II a funciones de varias variables reales. el estudiante aprenderá conceptos y técnicas con las que pueden encontrar el Área de regiones mucho más generales que el Área de un polı́gono, ası́ como volúmenes de muchos objetos sólidos, también más generales que una caja. este curso sirve de base a cursos posteriores de todos los departamentos de la facultad, algunos de los cuales son: análisis matemático II , ecuaciones diferenciales parciales, geometrı́a diferencial, electricidad y magnetismo, termodinámica y mecánica estadı́stica I y II . 2 Objetivo general introducir al alumno a los métodos del cálculo de funciones reales de varias variables reales, dando una explicación detallada de la derivada y la integral en este caso. al final del curso, el estudiante debe ser capaz de reconocer que las operaciones del cálculo: derivada e integral proporcionan una manera de ”medir”. como parte importante de este curso, el estudiante también deberá desarrollar la habilidad de reconocer qué operaciones y/o propiedades requiere utilizar en diversas aplicaciones, ası́ como poder utilizar otros operadores diferenciables de funciones reales de dos variables reales, tales como gradiente, rotacional, etc.. Vectores y la geometrı́a analı́tica en el espacio Objetivo particular en esta unidad se presenta el concepto de vector y de recta, sobre curvas en el plano y en superficies en el espacio tridimensiónal, ası́ como operaciones entre vectores: cómo se definen, cómo se expresan en términos de diferentes sistemas coordenados. Orden temático 1.1 vectores en dos y tres dimensiónes y sus operaciones; rectas en el plano y en el espacio, planos en el espacio. 1.2 superficies cuadráticas. 1.3 sistemas de coordenadas polares, cilı́ndricas y esféricas. 44 Funciones vectoriales Objetivo particular en esta unidad se definen los conceptos básicos del cálculo diferencial e integral de funciones reales vectoriales de variable real. Orden temático 2.1 derivadas e integrales de funciones vectoriales. cambio de coordenadas dentro de la integral. 2.2 movimiento en el espacio: curvatura, componentes tangencial y normal de la aceleración, las leyes de kepler. Derivadas parciales Objetivo particular en esta unidad se presenta el concepto de derivación para funciones de varias variables, se discuten sus propiedades y se aplican a problemas de optimización. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 funciones de varias variables. lı́mites, continuidad y derivadas parciales. la regla de la Cadena, derivadas direccionales y el gradiente. planos tangentes y rectas normales a las superficies. extremos de las funciones de dos variables, multiplicadores de lagrange. Integrales multiples Objetivo particular en esta unidad se introduce el concepto de integral para funciones de varias variables reales. cuando integramos una función (integral definida), obtenemos un número al que le damos un significado, y entonces se analizan las propiedades que satisface el operador ”integral”para funciones de varias variables reales. el estudiante deberá reconocer la importancia de cambiar la variable dentro del operador integral; el propósito de cambiar de variable es transformar el problema propuesto a un problema más sencillo de resolver. Orden temático 4.1 integrales dobles y su evaluación. 4.2 Áreas y volúmenes. 4.3 integrales dobles en coordenadas polares. 4.4 integrales triples. 4.5 aplicaciones: momento y centro de masa. 4.6 integrales triples en coordenadas cilı́ndricas y esféricas. 4.7 transformaciones generales de coordenadas y cambio de variables en integrales dobles y triples (sin rigor, intuitivamente). 4.8 el Área de una superficie. Introducción al cálculo vectorial Objetivo particular introducir algunos elementos del cálculo vectorial que resultan de importancia en aplicaciones a la fı́sica. 45 Orden temático 5.1 Campos vectoriales. 5.2 integrales de lı́nea; independencia de la trayectoria. 5.3 el teorema de green, intuitivo. 5.4 divergencia y rotacional. 5.5 integrales de superficie. 5.6 el teorema de la divergencia. 5.7 el teorema de stokes, intuitivo. técnicas y Métodos didacticos se recomienda que además de presentar la teorı́a, el maestro resuelva problemas en clase. sin embargo, resulta de más provecho que el maestro preasigne problemas que los alumnos deberán resolver, y que el maestro resuelva sólo los que les causen mayor dificultad. recomendamos especialmente que los alumnos lean la introducción del libro de stein mencionado más abajo. Evaluación se sugiere hacer cuando menos 5 exámenes parciales, y contar como parte de la calificación las tareas ya sea resueltas en el pizarrón, o entregadas. Bibliografı́a texto: cálculo con geometrı́a analı́tica, e. swokowski, wadsworth international. introducción al cálculo y al análisis matemática; r. courant y f. john, vols I y II , editorial limusa. what are intinitesimals and why they cannot be seen, roman kossak, american mathematical montly 103 no. 10 (1996) 846-853. cálculo con geometrı́a analı́tica, sherman stein, ed. macgraw hill. reading the master: newton and the birth of celestial mechanics, bruce porciaux, american mathematical montly 104 no. 1 (1987) 1-19. 46 12. Circuitos eléctricos I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha teorı́a de circuitos e0119 cálculo II y fı́sica II teórica 5 horas/semana básica M.C. isaac Campos cantón 3-septiembre-2002 Presentación todas las ramas de la ingenierı́a eléctrica tales como la electrónica, los sistemas de potencia, los sistemas de comunicación, las máquinas rotatorias, etc., se basan en la teorı́a de circuitos. ası́ pues, no se exagera al decir que el primer curso de teorı́a de circuitos básicos para un estudiante de la carrera de ingeniero electrónico, es el curso más importante hasta el momento de su carrera. Objetivo general que el estudiante conozca las diversas técnicas de análisis de circuitos, además de conocer las respuestas natural y completa debidas a la excitación con corriente directa de los circuitos rl, rc, rlc. Unidades, leyes experimentales y circuitos simples. Objetivo particular presentar conceptos fundamentales en el análisis de circuitos, tales como carga, corriente, voltaje y potencia. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 introducción a la ingenierı́a eléctrica. sistema internacional de unidades. voltaje, corriente, potencia y energı́a. fuentes de voltaje y de corriente. ley de ohm. leyes de kirchoff. resistencias en serie y en paralelo. el divisor de voltaje y de corriente. Técnicas para el análisis de circuitos. Objetivo particular aplicar métodos para la simplificación de circuitos y desarrollar en el estudiante la habilidad para escoger el método de análisis más conveniente para un circuito determinado. 47 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 análisis por medio de nodos. análisis por medio de mallas. circuitos lineales y teorema de superposición. transformación de fuentes. teoremas de thévenin y norton. teorema de máxima transferencia de potencia. análisis de redes utilizando pspice como herramienta de simulación. Inductancia y capacitancia Objetivo particular analizar dos nuevos elementos: el inductor y el capacitor. presentar sus caracterı́sticas y ecuaciones básicas. ası́ como el análisis de arreglos sencillos de inductores y capacitores. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 el inductor. relaciones integrales para el inductor. el capacitor. combinaciones en serie y paralelo de inductores y capacitores. Circuitos rl y rc sin fuentes Objetivo particular encontrar soluciones analı́ticas para circuitos que contienen sólo resistores e inductores (rl), o sólo resistores y capacitores (rc), y que además no contengan ninguna fuente. Orden temático 4.1 la respuesta natural de un circuito rl. 4.2 la respuesta natural de un circuito rc. 4.3 la respuesta de los circuitos rl y rc a un escalón. El circuito rlc Objetivo particular en base al estudio detallado que se ha hecho en los capı́tulos anteriores acerca de los circuitos rl y rc se obtendrá la respuesta completa al conectar resistencias, inductores y capacitores en el mismo circuito. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 respuesta natural de un circuito rlc en paralelo. formas de la respuesta natural de un circuito rlc en paralelo. la respuesta a un escalón de un circuito rlc en paralelo. la respuesta natural y el escalón de un circuito rlc en serie. 48 Metodologı́a es recomendable dedicar una sesión por semana para la resolución de algunos problemas seleccionados de cada tema. ası́ como sesiones regulares en el centro de computo para utilizar pspice en la simulación de circuitos. Evaluación se propone realizar cuando menos un examen escrito por unidad considerando una parte de teorı́a y otra de problemas. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a libro de texto. análisis de circuitos de ingenierı́a w. h. hayt, jr. y l.e. kemmerly 5◦ edición., ed. mc. graw hill, 1995. libros de consulta. circuitos eléctricos j. w. nilsson. ed. addison wesley iberoamericana. análisis básico de circuitos eléctricos d.e. jonson, j.l. hilburn y j.r. johnson. ed. Prentice Hall. 49 13. Programación numérica Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha programación numerica programación teórica - práctica 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena septiembre de 2002 Presentación el curso de programación II es un curso clásico de métodos numéricos, el cual comprende métodos para álgebra lineal, diferenciación e integración numérica, e interpolación. todo el contenido se presenta en forma de algoritmos que pueden ser implementados inmediatamente en un lenguaje de programación. Objetivo general al final del curso, el alumno será capaz de implementar los distintos métodos numéricos que se presenten en un lenguaje de programación, preferiblemente en forma de librerı́as que puedan ser utilizadas posteriormente dentro de otros programas. Introducción Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 errores de punto flotante en las computadoras. truncamiento y redondeo ejemplos de programas para realizar cálculos de punto flotante. algoritmos acumulación del error y estabilidad de un algoritmo. implementación de librerı́as de funciones en c/c++. manejo de archivos en c++. Solucion de ecuaciones no-lineales Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 método de bisección. iteración de punto fijo. método de newton-raphson. ceros de polinomios. Interpolacion Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.3 manejo de polinomios. interpolación polinomial de lagrange. diferencias divididas. interpolación de hermite. 50 3.4 splines cúbicos. Diferenciacion e integracion numerica Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 diferenciación numérica. método del punto medio para integración numérica. regla del trapecio. regla de simpson. método de extrapolación de richardson. método de romberg. Solucion de sistemas de ecuaciones lineales Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 sistemas lineales de ecuaciones y su representación matricial. eliminación de gauss-jordan. inversión de matrices. determinante de una matriz. factorización de matrices. Métodos de álgebra lineal Orden temático 6.1 normas de vectores y matrices. 6.2 vectores y valores caracterı́sticos. 6.3 métodos iterativos para resolver sistemas lineales. Manejo de archivos Orden temático 7.1 creación de un archivo secuencial. 7.2 lectura de un archivo secuencial. 7.3 funciones de búsqueda y localización en archivos. evaluación. se recomienda calificar en base a prácticas (una por unidad) que consistan en la implementación de uno o más métodos de la unidad correspondiente, en un lenguaje de programación. preferiblemente, los métodos se implementarán en una librerı́a la cual se utilizará en programas que ejemplifiquen dichos métodos. alternativamente, el profesor puede proponer proyectos de aplicaciones más especı́ficas para distintos métodos numéricos. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % 51 Bibliografı́a análisis numérico., richard l. burden, j. douglas faires. , thompson editores. como programar c++, deitel, deitel. , Prentice Hall. 52 14. Diseño lógico Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha diseño lógico instrumentación teórica - práctica 5 horas/semana L.E.I. José Luis Ortega Moreno 30 de abril de 2003 Objetivo general los alumnos obtendrán los conocimientos necesarios para el diseño de sistemas digitales. esto será posible por medio de técnicas de simplificación, uso de memorias, dispositivos programables, análisis por medio de software y realizando prácticas de laboratorio. Simplificacion de funciones Lógicas Orden temático 1.1 expresiones booleanas y tabla de verdad 1.2 el método del mapa o tabla de karnaugh 1.3 simplificación para mapas de dos y tres variables 1.4 mapa de cuatro variables 1.5 mapas de cinco y seis variables 1.6 simplificación de un producto de sumas mediante tabla de karnaugh 1.7 simplificación de una suma de productos mediante tabla de karnaugh 1.8 lógica combinaciones usando puertas nand y nor 1.9 otras implementaciones con dos niveles 1.10 condiciones de no-definición en los sistemas 1.11 diseño de aplicación Lógica combinacional Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 introducción procedimiento de diseño sumadores y restadores básicos conversares de códigos procedimiento de análisis circuitos nand multinivel circuitos nor multinivel funciones y puertas or-exclusiva y nor-exclusiva diseño de aplicación Lógica combinacional con circuitos msi Orden temático 3.1 introducción 3.2 sumadores paralelos binarios con acarreo serie 53 3.3 sumadores paralelos binarios con generador de propagación de acarreo 3.4 sumador bcd 3.5 comparadores de magnitud 3.6 decodificadores 3.7 codificadores 3.8 multiplexores 3.9 demultiplexores 3.10 diseño de aplicación 3.11 principios básicos de workbench Lógica secuencial asincrona/sincrona Orden temático 4.1 introducción 4.2 latches 4.3 flip-flops disparados por flanco 4.4 flip-flops maestro esclavo 4.5 tablas de excitación de los flip-flops 4.6 análisis de procedimiento de diseño de sistemas secuenciales temporizados 4.7 reducción y asignación de estados 4.8 ecuaciones de estado 4.9 contadores y registros 4.10 funcionamiento del contador ası́ncrono o de rizado 4.11 diseño de contadores sı́ncrono 4.12 funcionamiento del contador sı́ncrono 4.13 contador sı́ncrono ascendente/descendente 4.14 contadores en cascada 4.15 diseño de aplicación Memoria Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 memoria de solo lectura rom arquitectura de la rom tipos de rom memoria ram arquitectura de la ram sram, dram diseño de aplicación Dispositivos de Lógica programable Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 el gal 16v8a 716 programación de los pld compilador universal para lógica programable diseño de aplicación 54 Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón para luego tener sesiones de resolución de problemas donde el alumno pueda participar. Evaluación la evaluación consistirá en 3 exámenes escritos y 6 prácticas de laboratorio. forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 30 % Bibliografı́a sistemas digitales principios y aplicaciones ronald j. tocci Prentice Hall análisis y diseño de circuitos lógicos digitales ed. Prentice Hall hispanoamericana lógica digital y diseño de computadoras m. morris mano ed. Prentice Hall hispanoamericana 55 15. Ecuaciones diferenciales ordinarias I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha ecuaciones diferenciales ordinarias I m0102 cálculo I, II teórica 5 horas/semana academia de electrónica febrero de 1997 Presentación el programa del curso esta constituido por seis unidades, empezando por definiciones básicas y terminologı́a, siguiendo con los métodos de solución de ecuaciones diferenciales de primer orden y sus aplicaciones, y concluye con soluciones y aplicaciones de las ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden con coeficientes constantes. las aplicaciones son tanto a la mecánica clásica como a los circuitos eléctricos incluyendo el fenómeno de resonancia. finalmente se plantea una introducción a las transformadas de laplace. Objetivo general el objetivo del curso es enseñar al alumno a resolver ecuaciones diferenciales ordinarias y sus aplicaciones en matemáticas, en fı́sica y en ingenierı́a. en él se hace énfasis en el planteamiento de las ecuaciones e interpretación de sus soluciones, dejando a iniciativa del alumno las demostraciones matemáticas de la teorı́a. Ecuaciones diferenciales y sus soluciones Objetivo particular en esta unidad se le explica al estudiante el concepto de ecuación diferencial y se le ilustra con algunos ejemplos sencillos. Orden temático 1.1 clasificación de las ecuaciones diferenciales: su origen y aplicación. 1.2 soluciones. 1.3 problemas de valor inicial, problemas de valores en la frontera y existencia de soluciones. Ecuaciones de primer orden para las que se obtienen soluciones exactas Objetivo particular aquı́ se tratan las ecuaciones diferenciales de primer orden y los métodos para resolver aquellas sujetas a soluciones exactas. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 ecuaciones diferenciales exactas y factores de integración. ecuaciones de variables separables y ecuaciones que se reducen a esta forma. ecuaciones lineales y ecuaciones de bernoulli, ricatti y clairant. métodos de sustitución y de picard. 56 Aplicaciones de las ecuaciones de primer orden Objetivo particular aquı́ se presentan aplicaciones a problemas de geometrı́a, mecánica clásica y fisicoquı́mica que pueden expresarse en forma de ecuaciones de primer orden. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 trayectorias ortogonales y oblicuas. problemas de mecánica. problemas de razón de cambio. aplicaciones de ecuaciones no lineales. Métodos explicitos de resolucion de ecuaciones diferenciales lineales de orden superior Objetivo particular se le enseña al estudiante a resolver ecuaciones diferenciales de orden mayor con énfasis en las de segundo orden. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 teorı́a de las ecuaciones diferenciales lineales. la ecuación lineal homogénea con coeficientes constantes. el método de los coeficientes indeterminados. variación de parámetros. la ecuación de cauchy-euler. Aplicaciones de las ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden con coeficientes constantes Objetivo particular se ilustra la solución de ecuaciones diferenciales de orden mayor con ejemplos de mecánica clásica y circuitos eléctricos, incluyendo el fenómeno de resonancia. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 la ecuación diferencial de las vibraciones de una masa unida a un resorte. movimiento libre no-amortiguado. movimiento libre amortiguado. movimiento forzado. fenómeno de resonancia. problemas de circuitos eléctricos. Transformada de laplace Objetivo particular se introduce al estudiante al tema de transformadas de laplace, el cual es extremadamente útil en solución de ecuaciones diferenciales con valores inicial. 57 Orden temático 6.1 definición, existencia y propiedades básicas de la transformada de laplace. 6.2 la transformada inversa y la convolusión. 6.3 resolución de las ecuaciones diferenciales lineales con coeficientes constantes mediante transformadas de laplace. Metodologı́a se dan sesiones de teorı́a intercaladas con sesiones de problemas y asesorı́as individuales. semanalmente se le deja al estudiante series de ejercicios. Evaluación se recomienda un examen por cada unidad. forma de calificar: exámenes parciales 80 % examen final 20 % Bibliografı́a introducción a las ecuaciones diferenciales shepley l. ross, editorial interamericana 1987 libro de texto. ecuaciones diferenciales con aplicaciones dennis g. zill, grupo editorial iberoamericano, 1988. ecuaciones diferenciales frank ayres jr., serie schaum, mc. graw hill, 1989. 58 16. Sistemas lineales I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha sistemas lineales I m0502 cálculo I y cálculo II teórica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Presentación el curso se divide en una serie de unidades orientadas a proporcionar al alumno los conocimientos básicos referentes a los principales sistemas coordenados, los operadores más importantes del cálculo vectorial diferencial y los teoremas fundamentales del cálculo integral, ası́ como la herramienta básica que nos proporciona la variable compleja. Objetivo general capacitar al estudiante para comprender el uso que se hace de estos métodos en cursos de nivel superior, ası́ como para hacer del cálculo vectorial y de la variable compleja una herramienta poderosa en el planteamiento y solución de muchos problemas de diversas Áreas que van desde la óptica hasta la astronomı́a. Dos sistemas coordenados Objetivo particular el objetivo de esta unidad es capacitar al estudiante para manejar transformaciones entre distintos sistemas de coordenadas, plantear problemas en estos sistemas y transformar diversas ecuaciones de un sistema a otro. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 el sistema de coordenadas cilı́ndricas el sistema de coordenadas esféricas diversas aplicaciones, desigualdad de cauchy transformación de la ecuación de laplace a coordenadas esféricas. Cálculo diferencial vectorial Objetivo particular el estudiante deberá aprender a derivar cualquier vector que se le presente, comprender los conceptos matemáticos de gradiente, divergencia, rotacional, laplaciano, ası́ como sus respectivas interpretaciones fı́sicas. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 diferenciación de vectores reglas de diferenciación el gradiente concepto diferencial de divergencia el rotacional álgebra de operadores 59 Coordenadas generalizadas Objetivo particular el alumno aprenderá a conocer las ventajas del sistema de coordenadas generalizadas, en particular de las ortogonales y como se aplican en algunos casos concretos. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 coordenadas curvilı́neas generales coordenadas curvilı́neas ortogonales uso de los coeficientes métricos y de los factores de escala gradiente y divergencia en c. c. ortogonales el rotacional y el laplaciano en c.c. ortogonales Integracion de funciones vectoriales Objetivo particular el estudiante deberá comprender las definiciones de los teoremas que se estudian en el presente capı́tulo, ası́ como sus varias interpretaciones y su aplicación y utilidad en varias ramas de la fı́sica. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 conceptos de trabajo e integral de lı́nea desde el punto de vista vectorial integral de superficie integral de volumen teorema de la divergencia teorema de stokes identidades y teorema de green Funciones analı́ticas Objetivo particular después de estudiar esta unidad el estudiante deberá comprender que la teorı́a de funciones de una variable compleja extiende los conceptos del cálculo al plano complejo. de esta manera el estudiante deberá ser capaz de utilizar la naturaleza bidimensiónal del plano complejo para plantear y resolver problemas. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 la estructura álgebraica y geométrica del sistema de números complejos. funciones complejas. (continuidad) condiciones necesarias y suficientes para la analiticidad. exponencial compleja. las funciones trigonométricas e hiperbólicas complejas. las funciones logaritmo compleja y potencia compleja. funciones armónicas. aplicaciones fı́sicas de las funciones armónicas. 60 Series infinitas Objetivo particular después de estudiar esta unidad el estudiante deberá ser capaz de: 1. probar que toda función analı́tica puede expresarse como una serie de taylor convergente. 2. probar que los ceros de una función analı́tica no constantes son aislados. 3. probar que si dos funciones analı́ticas en una región g, coinciden en un subconjunto de g, entonces coinciden en todos los puntos de g. 4. encontrar el radio de convergencia de una serie dada. 5. desarrollar funciones en series de potencia centradas en cero y encontrar su radio de convergencia, sin usar el teorema de taylor. 6. utilizar una serie de maclaurin para resolver una ecuación diferencial y una ecuación funcional. 7. probar que una función analı́tica en el anillo r ? ? z - zo ? ? r puede desarrollarse de manera única en una serie de laurent. 8. encontrar y clasificar las singularidades de una función dada. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 series de taylor. convergencia uniforme de series. series de laurent. singularidades aisladas. Metodologı́a se dan sesiones de teorı́a intercaladas con sesiones de problemas y asesorı́as individuales semanalmente se le deja al estudiante una serie de ejercicios. Evaluación se recomienda hacer cuando menos tres exámenes. para evaluar el curso se toma en cuenta los resultados de los exámenes y las tareas entregadas. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % prácticas 0 % proyecto final 0 % Bibliografı́a vector and tensor analysis harry lass variable complejas y sus aplicaciones 2a. edición. churchill - brown - verhey mc graw - hill, 1978 61 17. Circuitos Eléctricos II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha circuitos eléctricos II circuitos eléctricos I teórica - práctica 5 horas/semana Daniel U. Campos Delgado 3 de septiembre de 2002 Presentación dentro de las aplicaciones industriales, las cargas se pueden modelar como elementos reactivos y resistivos en serie (rl, rc o rlc). ahora, las alimentaciones generales para estas cargas provienen de fuentes sinusoidales: monofásicas o trifásicas generalmente. por lo que es importante que el estudiante aprenda a analizar circuitos rlc en régimen sinusoidales. Objetivo general presentar a los alumnos el análisis de circuitos eléctricos bajo alimentaciones sinusoidales. introducir los conceptos más importantes relacionados con la potencia y caracterı́sticas de operación de transformadores. Numeros complejos Objetivo particular brevemente revisar las propiedades y caracterı́sticas más importantes del álgebra de números complejos. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 el número complejo. la identidad de euler. la forma exponencial. la forma polar. Concepto de fasor Objetivo particular desarrollar el conocimiento de los alumnos hacia el manejo de cargas inductivas, capacitivas y resistivas en el régimen sinusoidal a través del concepto de fasores. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 caracterı́sticas de las señales senosoidales. respuesta forzada a las excitaciones senoidales. función de excitación compleja. el fasor. relaciones fasoriales para r, l y c. impedancia. admitancia. 62 Respuesta de estado senoidal permanente Objetivo particular que el estudiante aprenda a utilizar las técnicas más comunes del análisis de circuitos con alimentaciones sinusoidales. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 análisis de nodos, mallas y lazos. superposición, transformaciones de fuentes y el teorema de thévenin. diagramas fasoriales. la respuesta como función de la frecuencia. Potencia promedio y valores rms Objetivo particular presentar a los alumnos de los diferentes conceptos de potencia utilizados comúnmente, ası́ como el término de factor de potencia para definir eficiencia en el uso y transmisión de energı́a. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 potencia instantánea. potencia promedio. valores efectivos de la corriente y el voltaje. potencia aparente y factor de potencia. potencia compleja. Circuitos polifasicos Objetivo particular presentar las propiedades básicas de los circuitos polifásicos y sus conexiones elementales. Orden temático 5.1 sistemas monofásicos de tres conductores. 5.2 conexión trifásica y-y. 5.3 conexión delta ?. Circuitos acoplados magneticamente Objetivo particular introducir las propiedades y caracterı́sticas básicas del uso de transformadores en circuitos eléctricos. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 inductancia mutua. consideraciones de energı́a. el transformador lineal. el transformador ideal. 63 Metodologı́a es recomendable dedicar una sesión por semana para la resolución de algunos problemas seleccionados de cada tema. ası́ como sesiones regulares en el centro de cómputo para utilizar pspice en la simulación de circuitos. Evaluación se propone realizar por lo menos un examen escrito por unidad considerando una parte de teorı́a y otra de problemas. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a análisis de circuitos de ingenierı́a. w.h. hayt, jr. y j.e. kemmerly. 5o edición, ed. mc. graw hill, 1995. libro de texto libros de consulta circuitos eléctricos. j.w. nilsson. ed. addison wesley iberoamericana. análisis básico de circuitos eléctricos. d.e. johnson, j.l. hilburn y j.r. johnson. ed. Prentice Hall. 64 18. Electrónica I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electrónica I e0106 circuitos eléctricos I teórica-práctica 5 horas/semana M.C. isaac Campos cantón / Dr. Daniel Campos Delgado Enero 2003 Presentación el curso está formado por 8 unidades, empezando con una breve introducción a la electrónica hasta la aplicación de ésta en modelos de potencia. el curso muestra de una forma clara el funcionamiento de diversos componentes, analizando los fundamentos teóricos y prácticos. Objetivo general que el alumno reconozca los principios básicos de operación de los dispositivos semiconductores para el análisis de circuitos electrónicos y sus aplicaciones. Introducción Objetivo particular que el alumno comprenda la importancia de la electrónica y conozca las posibilidades de desarrollo ası́ como las Áreas de aplicación. Orden temático 1.1 conceptos generales 1.2 Campos de aplicación de la electrónica Conceptos de fı́sica de semiconductores Objetivo particular revisar las bases de fı́sica de semiconductores para comprender sus propiedades y funcionamiento. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 bandas de energı́a campo eléctrico y energı́a potencial. niveles de energı́a en el átomo teorı́a de bandas de energı́a de los cristales aislantes, semiconductores y conductores semiconductores intrı́nsecos y extrı́nsecos 65 El diodo semiconductor y sus aplicaciones Objetivo particular utilizar la fı́sica para analizar el comportamiento de dispositivos semiconductores de dos terminales. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 circuitos de diodos recortadores de 1 y 2 niveles circuitos rectificadores de media onda y onda completa configuraciones de diodos diodo zener multiplicadores diversas aplicaciones Transistor bipolar de union Objetivo particular diseño de amplificaciones basado en transistor, prediciendo por métodos analı́ticos el comportamiento del amplificador: Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 el transistor bipolar y sus curvas caracterı́sticas circuitos de polarización del transistor bipolar configuraciones básicas amplificadoras aplicaciones diversas técnicas de polarización redes de conmutación de transistores estabilización de la polarización El transitor de efecto de campo Objetivo particular explicar al alumno el diseño de amplificadores basados en componentes fet. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 el transistor de efecto de campo y sus curvas caracterı́sticas polarización del fet configuraciones básicas de amplificadores el mosfet aplicaciones vmos y cmos diversas configuraciones de polarización del fet diseño y redes combinadas 66 Modelo de transistores bipolares Objetivo particular que el alumno analice y comprenda el funcionamiento de los diferentes modelos en transistores Orden temático 6.1 modelos de transistores bjt 6.2 parámetros importantes 6.3 variación de los parámetros de los transistores análisis de pequeña señal del bjt Objetivo particular el alumno podrá estudiar la importancia de las diversas configuraciones a señal pequeña del bjt Orden temático 7.1 polarización fija y de divisor de voltaje 7.2 configuración e-c, emisor-seguidor, base común 7.3 circuito equivalente hı́brido análisis de pequeña señal del fet Objetivo particular el alumno podrá estudiar la importancia de las diversas configuraciones a señal pequeña del fet Orden temático 8.1 diversas polarizaciones del fet, jfet, emosfet 8.2 configuración fuente-seguidor, drenaje común y compuerta común 8.3 redes de amplificación fet Metodologı́a retroproyector de acetatos, rotafolio y pizarrón. se hará uso de acetatos para ayudar a clarificar los conceptos, principalmente en la unidad l. mediante prácticas pueden comprobarse los resultados teóricos obtenidos. se sugiere el uso de simuladores para exposiciones grupales por medio de una computadora. Evaluación se sugieren por lo menos, cuatro exámenes. el aprendizaje debe reforzarse con prácticas de los lemas vistos en clase. realizar un proyecto final de todo lo que se vio en el curso. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % 67 Bibliografı́a integrated electronics fundamentos de electrónica millman and halkias. e. norman lurch. editorial McGraw Hill editorial cecsa. (1989) dispositivos electronicos y amplificacion de señales sedra, k. c. smith. editorial McGraw Hill 68 19. Arquitectura de computadoras Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha arquitectura de computadoras diseño lógico teórica-práctica 5 horas/semana Fı́s. Alejandro Ochoa Cardiel mayo 2003 Objetivo general el alumno entenderá la arquitectura de las computadoras actuales, ası́ como el desarrollo y diseñó de una unidad sencilla para comprender su funcionamiento. Historia de las computadoras Orden temático 1.1 máquinas de turing 1.2 primeras máquinas mecánicas 1.3 primeras máquinas electrónicas Arquitectura de computadoras Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 primeros intentos de máquinas de turing estructura de vonn newmann programa almacenado en memoria diversas arquitecturas (pdp-11, illiac, apple, etc.) Diseño del procesador Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 operaciones básicas transferencias algoritmos de operaciones fundamentales proceso y sincronización de operaciones o algoritmos Unidad de memoria Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 registros y arreglo de registros memorias estáticas memorias dinámicas arreglos de páginas de memoria direccionamiento de memoria en bloques grandes 69 Dispositivos de entrada y salida Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 registros de entrada y salida (multiplexaje) direccionamiento de puertos de entrada y salida manejo de teclados puertos en serie y en paralelo Diseño de la unidad de control Orden temático 6.1 diseño de unidad de control alambrada 6.2 diseño de unidad de control microprogramada 6.3 arquitecturas microprogramadas Multiprocesadores y procesamiento en paralelo Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 ¿qué es múltiples procesos? arreglo de procesadores transputers arquitecturas actuales Evaluación forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 30 % Bibliografı́a organización de computadoras, un enfoque estructurado andrew s. tanenbaum. editorial Prentice Hall tercera edición 1992 m. morris mano arquitectura de computadoras, Prentice Hall. 70 20. Electromagnetismo aplicado Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electromagnetismo aplicado sistemas lineales I teórica 5 horas/semana Dr. Raul Balderas Navarro abril 2003 Objetivo general: proveer al estudiante con las herramientas necesarias de teorı́a electromagnética para su aplicación en diferentes aplicaciones en electrónica y comunicaciones. Introducción Orden temático 1.1 repaso de cálculo vectorial 1.2 ley de la inducción y ley de lenz 1.3 ecuaciones de maxwell en forma integral y diferencial: caso macroscópico y microscópico: introducción Campos eléctricos y magneticos Orden temático 2.1 carga y campo eléctrico: trabajo y energı́a 2.2 sistemas conservativos 2.3 potencial eléctrico. 2.4 ley de gauss 2.5 corrientes eléctricas: ecuación de continuidad 2.6 ley de ohm. potencia y ley de joule 2.7 potencial y fem 2.8 Campos magnéticos de corrientes eléctricas 2.9 fuerza de lorentz 2.10 ley de la inducción de faraday: experimento 2.11 las ecuaciones de maxwell Materiales magneticos y dieléctricos Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 introducción. permitividad y permeabilidad dipolos eléctricos polarización energı́a almacenada en un dieléctrico dipolos magnéticos y polarización: curvas de magnetización e histéresis comportamiento de la corriente alterna en materiales ferromagnéticos circuitos magnéticos entrehierro 71 Lı́neas de transmisión Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 introducción teorı́a de circuitos energı́a, potencia y el vector de poynting razón de voltaje de onda estacionaria (vswr) la carta de smith análisis de pulsos transitorios el transformador ?/4 Propagacion de ondas, polarizacion y reflexion Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 la ecuación de onda ondas en conductores y dieléctricos ondas en interfaces: condiciones de frontera velocidad de grupo y relaciones de potencia y energı́a polarización lineal, circular y elı́ptica la elipse de polarización y la esfera de poincaré Radiaci’on Electrodinámica Guias de onda y cavidades resonantes Aplicaciones Orden temático 9.1 bioelectromagnetismo 9.2 antenas 9.3 materiales Metodologı́a enseñanza de la teorı́a frente a grupo en pizarrón. resolución exhaustiva de problemas relacionados con la teorı́a vista en clase. exámenes parciales por cada capı́tulo visto en clase. sesiones experimentales de los conceptos fundamentales más importantes en el laboratorio de electromagnetismo. modelación de algunos conceptos usando la computadora personal. Evaluación - un examen escrito por unidad. - calificación final: promedio de los parciales (70 %) un examen oral (20 %) problemas encomendados durante todo el curso (10 %) 72 Bibliografı́a electromagnetismo con aplicaciones, fundamentos de electromagnetismo para ingenierı́a, kraus-fleisch; david k. cheng. macgraw hill, adison-wesley. 5a . ed. 73 21. Sistemas lineales II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha sistemas lineales II sistemas lineales I teórica 5 horas/semana especial de comunicaciones M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Presentación el material de este curso está enfocado hacia los estudiantes de ingenierı́a electrónica que deseen realizar estudios de posgrado. se abordan temas del tratamiento de señales en los sistemas lineales. el curso consta de cinco unidades. en la primera de ellas se estudian las bases de los sistemas lineales (linealidad, invarianza, globalidad). en la unidad dos se tratan las ecuaciones de diferencia, la convolusión y ejemplos de la aplicación de ecuaciones diferenciales a circuitos electrónicos. en la unidad tres se ve la aplicación de la transformada de laplace, de la transformada z y de la transformada de fourier en el análisis de sistemas de tiempo continuo y de sistemas de tiempo discreto. el capı́tulo cuarto aborda las aplicaciones de las señales de tiempo continuo y de las señales de tiempo discreto. finalmente, en el capı́tulo cinco se tratan temas sobre la estabilidad de circuitos electrónicos. Objetivo general el propósito de este curso es proporcionarle al alumno los conocimientos matemáticos necesarios para comprender los cursos de maestrı́a en las Áreas de control, comunicaciones, circuitos electrónicos, diseño de filtros y procesamiento digital de señales. Sistemas y señales Objetivo particular explicar los principios básicos de los sistemas lineales. Orden temático 1.1 los métodos empı́rico y analı́tico 1.2 sistemas y señales 1.3 elementos de la fı́sica en sistemas 1.4 sistemas con y sin memoria 1.5 el concepto de estado y globalidad 1.6 linealidad 1.7 respuesta de estado cero y respuesta de entrada cero 1.8 invarianza en tiempo 1.9 respuesta de estado cero en sistemas lineales invariantes al tiempo (lti) 1.10 señales de prueba 1.11 señales de tiempo discreto y señales de tiempo continuo 1.12 linealidad, invarianza en tiempo y globalidad en sistemas de tiempo discreto 74 Convolusión y ecuaciones de diferencia Objetivo particular que el alumno conozca la forma de plantear un problema para obtener una ecuación de diferencia. Orden temático 2.1 sistemas lti con memoria 2.2 convolusión en sistemas de tiempo discreto 2.3 el impulso 2.4 respuesta al impulso 2.5 respuesta de escalón 2.6 convolusión en sistemas de tiempo continuo 2.7 computación de convolusiónes discretas 2.8 sistemas de tiempo discreto fir e II r 2.9 ejemplos de cómo obtener las ecuaciones de diferencia 2.10 ejemplos de cómo obtener las ecuaciones diferenciales Transformada de laplace Objetivo particular explicar las diversas transformaciones que existen del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 la transformada de laplace solución de ecuaciones diferenciales con la transformada de laplace convolusión; el teorema de parseval la transformada inversa de laplace aplicaciones La transformada z Objetivo particular explicar una transformación que va del tiempo continuo al tiempo discreto. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 determinación de la transformada z propiedades, teoremas, y ejemplos inversión de la transformada z ejemplos de aplicación y uso de las tablas solución de ecuaciones de diferencias funciones de transferencia de tiempo discreto Series y transformada de fourier Objetivo particular exponer la teorı́a de fourier 75 Orden temático 5.1 introducción : el movimiento armónico simple y las funciones periódicas 5.2 valor promedio de una función 5.3 coeficientes de fourier 5.4 condiciones de dirichlet 5.5 forma compleja de las series fourier 5.6 el paso de unos a otros intervalos 5.7 funciones pares e impares 5.8 aplicaciones (al sonido, etc.) 5.9 el teorema de parseval 5.10 transformada de fourier 5.11 transformada discreta de fourier 512 principios básicos de matlab ó de mlissa Metodologı́a en cada una de las unidades se expondrá la teorı́a acompañada de varios ejemplos en las ramas de electrónica, matemáticas, fı́sica, economı́a y biologı́a. al final del curso en una sola clase se verá toda la teorı́a aplicada en el mundo real observando como trabaja el programa mlssa. Evaluación consistirá de un examen por unidad y de tareas que tendrán un valor determinado por el profesor. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % prácticas 0 % proyecto final 0 % Bibliografı́a libro de texto: system and signal analysis, por chi-tsong chen. editorial saunders college señales y sistemas, por meade y dillon. editorial addison wesley análisis de señales, por hwei hsu. editorial adisson - wesley 76 22. Electrónica II Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electrónica II e0107 electrónica I teórica-práctica 5 horas/semana M.C. isaac Campos cantón / Dr. Daniel Campos Delgado Enero 2003 Presentación el programa del curso dividido en cuatro unidades, comenzando con conceptos básicos de diseño de amplificadores hasta el diseño y análisis de osciladores. el curso ofrece un claro concepto de la respuesta en frecuencia y efectos de la retroalimentación en amplificadores. Objetivo general el alumno será capaz de analizar y diseñar osciladores y amplificadores utilizando componentes discretas. Aproximacion a los sistemas Objetivo particular el alumno analizará las caracterı́sticas de los sistemas de dos puertos, el efecto de las impedancias y las diferentes redes. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 sistemas de dos puertos efecto de las impedancias de carga, fuente y ambas diferentes tipos de redes sistemas en cascada Respuesta en frecuencia de bjt y jfet Objetivo particular el alumno analizará algunas de las caracterı́sticas de los amplificadores como son la respuesta en frecuencia, el efecto de las capacitancias y con diferentes tipos de señales de entrada. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 logaritmos y decibeles análisis en frecuencia y gráficas de bode respuesta en alta y baja frecuencia efecto de las capacitancias efecto de la frecuencia en multietapa prueba de onda cuadrada 77 Configuraciones compuestas Objetivo particular el alumno estudiará los diferentes tipos de configuraciones y su análisis Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 conexiones en cascada, cascode y darlington par retroalimentado circuito cmos, de fuente de corriente, amplificador diferencial espejo de corriente circuito de amplificador diferencial bifet, bimos y cmos Amplificadores operacionales y sus aplicaciones Objetivo particular que el alumno analice y comprenda el funcionamiento de un amplificador operacional, ası́ como el empleo del mismo. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 operación en modo diferencial y en modo común circuitos básicos con amplificadores operacionales básicos especificaciones de parámetros de desvı́o, de parámetros de frecuencia especificaciones para una unidad de amplificador operacional configuraciones básicas: multiplicador, sumador, seguidor, etc. fuentes controladas y circuitos de instrumentación filtros activos Metodologı́a el maestro explicará con ayuda de acetatos y de ser posible auxiliándose de simuladores con presentaciones grupales por computadora. Evaluación se recomienda hacer cuando menos un examen por unidad. el examen tendrá una parte teórica y deben incluirse las sesiones de prácticas para laboratorio. debe contemplarse un proyecto final. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a integrated electronics millman and halkias. editorial McGraw Hill fundamentos de electrónica e. norman lurch. editorial cecsa. (1989) 78 23. Probabilidad Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha probabilidad sistemas lineales I teórica 5 horas/semana M.C. Ulises Pineda Rico / M.C. Enrique Stevens Navarro mayo 2003 Presentación el curso constituye una introducción a la teorı́a de probabilidad como herramienta muy importante. Objetivo general proporcionar al alumno los conocimientos necesarios sobre probabilidad y las variables aleatorias más utilizadas en la ingenierı́a para la solución y modelación de problemas prácticos. Introducción Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 modelos matemáticos como herramienta. modelos determinı́sticos. modelos probabilı́sticos. regularidad estadı́stica. frecuencia relativa. enfoque axiomático de la probabilidad. Conceptos básicos de probabilidad Orden temático 2.1 experimentos aleatorios. 2.1.1 espacio muestral y éxitos. 2.1.2 espacio muestral discreto y espacio muestral contı́nuo. 2.1.3 eventos 2.2 operaciones con conjuntos. 2.3 los axiomas de la probabilidad. 2.3.1 teoremas elementales. 2.4 probabilidad condicional. 2.5 teorema de la probabilidad total. 2.6 regla de bayes. 2.7 métodos de conteo. 2.8 eventos independientes. Variables aleatorias parte i Orden temático 3.1 concepto de variable aleatoria. 79 3.2 función de distribución acumulada. 3.3 clasificación de variables aleatorias. 3.3.1 variable aleatoria discreta. 3.3.2 variable aleatoria contı́nua. 3.3.3 variable aleatoria mixta. 3.4 función de densidad de probabilidad. Variables aleatorias continuas. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 bernoulli. binomial. geométrica. negativa binomial. poisson. uniforme discreta. Variables aleatorias continuas. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 uniforme. gausiana. exponencial. cauchy. laplace. gamma. erlang, weibull y chi-cuadrada. Variables aleatorias parte II . Orden temático 6.1 transformaciones de una variable aleatoria. 6.2 momentos de una variable aleatoria. 6.2.1 valor esperado, varianza y desviación estándar. 6.2.2 momentos de alto grado. 6.3 tasas de confiabilidad y de fallas. 6.4 desigualdades de cola. 6.4.1 desigualdad de markov. 6.4.2 desigualdad de chevyshev. Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. 80 Evaluación se recomienda un examen parcial por cada dos unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % prácticas 0 % proyecto final 0 % Bibliografı́a probability and random processes for electrical engineers, viniotis, yannis, wcb McGraw Hill, 1998. probability and random processes for electrical engineering, leon-garcia, alberto, second edition, adison wesley, 1994. probabilidad y estadı́stica aplicaciones y métodos, canavos, george c., McGraw Hill., 1998. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 81 24. Microprocesadores Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha microprocesadores e0116 arquitectura de computadoras teórico-práctica 5 horas/semana básica Fı́s. Alejandro Ochoa Cardiel mayo 2003 Presentación debido a su pequeño tamaño y bajo costo, los microprocesadores han revolucionado la tecnologı́a de diseño de los sistemas computadores digitales, dándole al diseñador la capacidad para crear estructuras que eran previamente antieconómicas. los microprocesadores son utilizados en un amplio rango de aplicaciones. ellos funcionan como una cpu en un computador de propósito general o como una unidad procesadora en un sistema dedicado de propósito especial. las aplicaciones de los microprocesadores se extienden a una amplia lı́nea de productos, tales como computadores personales para la casa, control de tráfico, instrumentación, el control del sistema de encendido de los automóviles, y numerosas aplicaciones en los negocios. Objetivo general al terminar el curso, el estudiante deberá ser capaz de construir sistemas basados en microprocesadores de 8 bits y programarlos para alguna función especı́fica. Conceptos generales Objetivo particular reconocer y comprender la organización de un sistema de computadora. Orden temático 1.1 historia de los microprocesadores 1.2 arquitectura generalizada de una computadora 1.3 componentes de una computadora El microprocesador como un integrado Objetivo particular explicar la arquitectura interna de un microprocesador. Orden temático 2.1 diagrama a bloques o arquitectura 2.2 modelo de programación 2.3 partes internas (alu, acumulador, registros, pc, sp, etc.) 82 Microprocesadores z-80 Objetivo particular conocer el microprocesador z80. Orden temático 3.1 arquitectura interna 3.2 señales de interface 3.3 ciclos de máquina 3.4 menú de instrucciones - modos de direccionamiento - tipos de instrucciones La unidad de memoria y su conexion al z80 Objetivo particular comprender el concepto de direccionamiento. Orden temático 4.1 conceptos de memoria 4.2 decodificación de direcciones Dispositivos de entrada / salida Objetivo particular conocer la implementación de circuitos periféricos al z80 Orden temático 5.1 el ppi 8255, el timer 8253 y 8254, el uart 8250, convertidores a/d y d/a 5.2 modos de operación y su programación 5.3 conexión con el z80 Programación del z80 Objetivo particular analizar un sistema mı́nimo basado en el microprocesador z80. Orden temático 6.1 el ensamblador avmacz80 6.2 el simulador avsimz80 6.3 implementación de un sistema basado en el z80 6.4 menú de instrucciones 6.4.1 modos de direccionamiento 6.4.2 tipos de instrucciones 83 Metodologı́a retroproyector de acetatos, rotafolio y pizarrón. Evaluación se recomienda hacer cuando menos un examen por cada dos unidades. el examen tendrá una parte teórica y deben incluirse las sesiones de prácticas para laboratorio. forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 30 % Bibliografı́a arquitectura de computadoras, m. morris mano, Prentice Hall. 84 25. Sistemas de control I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Teórica - práctica Carga horaria Elaboró Fecha sistemas de control I e0209 sistemas lineales II 5 horas/semana Daniel U. Campos Delgado 13-junio-2002 Presentación este curso tiene como propósito introducir a los alumnos a la teorı́a de control de sistemas dinámicos, en especial a los sistemas lineales. el material a cubrir esta dividido en 7 unidades. dentro de este curso se utilizará el conocimiento ya adquirido en las materias de ecuaciones diferenciales y sistemas lineales para el modelado de sistemas y el análisis de su respuesta dinámica. ası́ como la sintonı́a de controladores pid y el análisis de respuesta en frecuencia. Objetivo general en este primer curso de sistemas de control se busca analizar diversos tipos de sistemas para obtener el modelo matemático de los mismos. caracterizar y entender las diferencias básicas entre la respuesta transitoria y respuesta de estado estable. analizar las propiedades de los controladores pid y su sintonización. diferenciar y comprender los métodos clásicos para el diseño de controladores: lugar de las raı́ces y respuesta en frecuencia Introducción Objetivo particular describir los conceptos de un sistema de control y las bases matemáticas utilizadas en ellos. Orden temático 1.1 introducción 1.2 ejemplos de sistemas de control 1.3 control en lazo cerrado en comparación con el control en lazo abierto La transformada de laplace Objetivo particular repasar las propiedades y caracterı́sticas principales de la transformada de laplace. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 transformada de laplace teoremas de la transformada de laplace transformada inversa de laplace soluciones de ecuaciones diferenciales lineales e invariantes con el tiempo 85 unidad 3: modelado matematico de sistemas lineales Objetivo particular obtener las relaciones matemáticas que obedecen las variables representantes del fenómeno fı́sico. Orden temático 3.1 sistemas mecánicos 3.2 sistemas eléctricos 3.3 sistemas electromecánicos Respuesta dinámica de sistemas Objetivo particular analizar la respuesta transitoria y de estado estable de un sistema lineal. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 diagramas de bloques diagramas de flujo y ley de mason respuesta en tiempo y ubicación de polos especificaciones de desempeño en tiempo error de estado estable criterio de estabilidad de routh Controladores pid Objetivo particular identificar las acciones básicas de control y sintetizar controladores pid. Orden temático 5.1 control proporcional, derivativo e integral 5.2 efectos de las acciones de control en el comportamiento del sistema 5.3 sintonización en base a las reglas empı́ricas de ziegler-nichols Lugar de las raices Objetivo particular comprender y utilizar el método del lugar de las raı́ces para el diseño de controladores. Orden temático 6.1 gráficas del lugar de las raı́ces 6.2 reglas generales para construir el lugar de las raı́ces 6.3 diseño a través del lugar de las raı́ces 86 Repuesta en frecuencia Objetivo particular entender las reglas generales para determinar la respuesta en frecuencia de un sistema lineal. Orden temático 7.1 gráficas de respuesta en frecuencia 7.2 diagramas de bode 7.3 medición experimental de la respuesta en frecuencia Metodologı́a retroproyector de acetatos, rotafolio y pizarrón. Evaluación un examen y una práctica por cada dos unidades, ası́ como el proyecto final le permitirá al profesor establecer la evaluación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a ingenierı́a de control moderna k. ogata Prentice Hall, 3a. edición sistemas modernos de control r.c. dorf addison wisley 1989 dynamic control system s. kelton addison wisley 1988 87 26. Electrónica III Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electrónica II i e0108 electrónica II teórica/práctica 5 horas/semana M.C. isaac Campos cantón / Dr. Daniel Campos Delgado Enero 2003 Presentación el programa del curso dividido en cinco unidades, empezando sobre los conceptos de amplificadores de potencia, circuitos con retroalimentación y osciladores, reguladores de voltaje, dispositivos de dos terminales y finalmente dispositivos pnpn. Objetivo general el alumno será capaz de analizar y diseñar osciladores y amplificadores de potencia, ası́ como fuentes de alimentación y el uso de dispositivos de cuatro capas Amplificadores de potencia Objetivo particular el alumno analizará las diferentes clases de los amplificadores de potencia clase a, b, c y d. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 amplificador clase a alimentado en serie y acoplado con transformador operación y circuito de amplificación clase b distorsión y disipación de potencia de los amplificadores amplificadores clase c y d disipación de calor del transistor de potencia Circuitos con retroalimentacion y osciladores Objetivo particular comprenderá la utilidad y efecto de la retroalimentación, ası́ como, el diseñar y comprobar osciladores con componentes discretas Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 conceptos de retroalimentación tipos de conexión y circuitos prácticos con retroalimentación amplificadores retroalimentado: consideraciones de fase y frecuencia operación del oscilador oscilador de cambio de fase y de Puente de wien, circuito de oscilador sintonizado oscilador a cristal y monounión 88 Fuentes de alimentacion (reguladores de voltaje) Objetivo particular el alumno estudiará la regulación del voltaje con ci y componentes discretos, ası́ como las técnicas de filtrado Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 consideraciones generales de filtros filtro capacitor y filtro rc regulación de voltaje con transistores discretos reguladores de voltaje con circuitos integrados Otros dispositivos de dos terminales Objetivo particular el alumno estudiará diferentes tipos de diodos, fotodiodos, celdas fotoconductoras, celdas solares y termistores. con el fin de aplicar estos dispositivos en la vida diaria. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 diodos de barrera schottkly, varactores, de potencia y túnel fotodiodos y celdas fotoconductoras emisores de ir y pantallas de cristal lı́quido celdas solares termistores Dispositivos pnpn Objetivo particular el alumno será capaz de entender el funcionamiento de los dispositivos de cuatro capas y su importancia de aplicación en el ámbito industrial. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 rectificador controlado de silicio operación básica, caracterı́stica y valores nominales del scr construcción e identificación de terminales y aplicaciones del scr scr activado por luz interruptor controlado de silicio e interruptor controlado por compuerta diodo shockley diac y triac transistor monounión, fototransistores y optoaisladores transistor monounión programable Metodologı́a el maestro explicará con ayuda de acetatos y de ser posible auxiliándose de simuladores con presentaciones grupales por computadora. 89 Evaluación se recomienda hacer cuando menos un examen por unidad. el examen tendrá una parte teórica y deben incluirse las sesiones de prácticas para laboratorio. debe contemplarse un proyecto final. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a integrated electronics millman and halkias. editorial McGraw Hill fundamentos de electrónica e. norman lurch. editorial cecsa. (1989) 90 27. Sistemas de comunicación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha sistemas de comunicación e0401 probabilidad teórico-práctica 5 horas/semana especial de comunicaciones M.C. José Gustavo Pérez mayo 2003 Presentación estudio de los sistemas de comunicaciones de comunicación desde un punto de vista teórico - práctico. Objetivo general que el estudiante sea capaz de conocer los principios fundamentales de los sistemas de comunicación para que sea capaz de diseñar, operar y dar mantenimiento a los mismos. Introducción Objetivo particular mediante una introducción histórica iniciar al estudiante en el campo de los sistemas de comunicación. ası́ mismo mediante un diagrama de bloques general se describirán los funciones principales de los diferentes componentes del sistema. Orden temático 1.1. elementos de un sistema de comunicación 1.2. espectro electromagnético Señales deterministicas Objetivo particular que el estudiante se familiarice con el concepto de una señal y su manejo matemático. Orden temático 2.1. señales periódicas 2.2. series de fourier 2.1.1. series de fourier, forma trigonométrica 2.1.2. series de fourier, forma exponencial 2.3. espectro de coeficientes de fourier 2.4. la transformada de fourier tf 2.4.1. desarrollo de la TF y de la TF inversa 2.4.2. condiciones para la existencia de la tf 2.4.3. propiedades de la tf 2.5. función impulso 91 2.5.1. definición matemática y propiedades 2.5.2. interpretación fı́sica, aproximación de señales 2.6. TF útiles involucrando función impulso 2.6.1. TF de las funciones trigonométricas seno y coseno 2.6.2. TF de la función impulso, de la función escalón, etc. 2.7. espectro de señales periódicas y no periódicas Transferencia de señales a traves de redes Objetivo particular analizar el paso de una señal a través de un sistema de comunicación lineal en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. Orden temático 3.1. respuesta de un sistema de comunicación lineal en el dominio de la frecuencia 3.2. respuesta de redes por análisis temporal 3.3. sistemas especiales 3.3.1. sistemas sin distorsión 3.3.2. filtros ideales 3.3.3. definiciones de ancho de banda Conceptos estadisticos, descripcion de señales aleatorias y ruido Objetivo particular que el estudiante analice los sistemas de comunicación en un ambiente ruidos, basándose en señales aleatorias. Orden temático 4.1. concepto de probabilidad 4.2. teorı́a de conjuntos 4.3. variables aleatorias 4.4. operaciones con variables aleatorias 4.5. densidad y distribuciones de probabilidad 4.5.1. binominal 4.5.2. uniforme 4.5.3. exponencial 4.5.4. gaussiana 4.5.5. de raleigh 4.5.6. rice 4.6. procesos aleatorios 4.6.1. caracterı́sticas espectrales de procesos aleatorios 4.6.2. transmisión a través de redes 4.7. definiciones de ruido 4.7.1. ruido blanco 4.7.2. ruido de colores 4.7.3. respuesta al ruido de un dispositivo producto 4.8. filtros acoplados 4.8.1. filtro para ruido blanco 92 4.8.2. filtro para ruido de colores Modulación en amplitud Objetivo particular que el estudiante entienda los conceptos básicos de la modulación analógica Orden temático 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. introducción modulación en amplitud con portadora de potencia modulación en amplitud con portadora suprimida modulación en amplitud de banda lateral única modulación en amplitud de banda lateral vestigial demodulación coherente de señales am demodulación de envolvente comportamiento ante el ruido de los sistemas am Modulación angular Objetivo particular que el estudiante entienda los conceptos básicos de la modulación en frecuencia y en fase. Orden temático 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.8. introducción modulación en frecuencia y en fase modulación angular banda angosta modulación en frecuencia banda ancha con señales sinusoidales modulación en frecuencia banda ancha con señales arbitrarias métodos de demodulación comportamiento ante el ruido de los sistemas fm Metodologı́a clases teóricas de una hora diaria, proyectos de laboratorio, exámenes, tareas para casa y visitas a empresas de la localidad relacionadas con sistemas de comunicación. Evaluación exámenes en clase, proyectos de laboratorio y tareas para casa. forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % 93 Bibliografı́a signals systems and communication systems b.p. lathi peyton z. peebles john wiley & sons, inc. john wiley & sons, inc. 94 28. Desarrollo del aprendizaje Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha desarrollo del aprendizaje ninguno teórica - práctica 5 horas/semana Ana Maria Mena Manriquez 12 de agosto de 2002 Presentación el presente programa se inserta en el área de materias complementarias que llevan a darle a la formación del alumno un sentido humanı́stico a su formación profesional y personal al reflexionar en los aspectos sociales que lo llevan al desarrollo integral como persona, principal atención de toda esta Área. en este sentido el desarrollo del aprendizaje pretende realizar un análisis de los elementos de la personalidad y de la comunicación que influyen en las relaciones humanas. aunque su estudio no logra ser exhaustivo, sı́ pretende presentar un panorama general al estudiante para que en un futuro, si es su interés, realice el estudio individual de aquellos aspectos que más le interesen o modifique los que puedan interferir en su desenvolvimiento personal; finalmente, ofrece algunas herramientas de estudio dirigido para un mejor desempeño como estudiante. Objetivo general que el alumno sea capaz de reconocer de, los aspectos de comunicación, autoconcepto, aprendizaje y técnicas de investigación que se revisen; aquellos que más influyen en su desempeño académico para que con bases pueda modifiCarlos o reforzarlos a lo largo del curso. Aprendizaje Objetivo particular que el alumno valore la importancia de utilizar estrategias para lograr un aprendizaje significativo al reconocer las caracterı́sticas de diferentes tipos de aprendizaje escolar y las motivaciones personales para el estudio. contenido tematico 1.1 1.2 1.3 1.4 aprendizaje memorı́stico. aprendizaje significativo-crı́tico. motivación. estrategias de aprendizaje: lectura activa, mapas mentales y conceptuales. Comunicacion Objetivo particular que el alumno determine la importancia de la comunicación en las relaciones humanas a través del estudio de los modelos de comunicación social. 95 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 comunicación. el circuito del habla. elementos de la comunicación. modelos de comunicación. Autoestima Objetivo particular que el alumno sea capaz de reconocer como el autoconcepto y la autoestima intervienen de manera importante en la disposición para el aprendizaje escolar y en las relaciones humanas. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 personalidad: autoconcepto, autoimagen, autoestima. formación del autoconcepto en el niño, en el adolescente y el adulto. influencia escolar, familiar y grupo de pares. formación de la autoestima. proceso dinámico de dar y recibir. Investigacion documental Objetivo particular que el alumno reconozca la importancia de la investigación documental en su actividad académica revisando los pasos y elaborando una investigación. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 tipos de investigación. metodologı́a de la investigación documental. caracterı́sticas de la investigación. elaboración de una investigación documental. estrategia metodológica. introducción del profesor del tema y desarrollo de los temas que ası́ lo requieran. se utilizarán dinámicas de grupo donde los alumnos participen durante la clase, para lo que se requiere de la investigación de los temas que se soliciten para revisarlos durante la sesión; lectura activa del material; elaboración de resúmenes y mapas que reúnan la información leı́da y analizada en clase. elaboración de un trabajo, en la última parte de la materia, de investigación individual del tema que le interese de manera particular conocer a mayor profundidad y pueda compartir con el resto del grupo, apoyado de la asesorı́a del profesor. Evaluación 1. la evaluación será continua, incluye: reportes, mapas conceptuales y mentales, exposiciones, y participación continua en clase. 2. se dividirá en tres calificaciones parciales, un examen final y un proyecto final. 96 3. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 10 % prácticas 0 % proyecto final 20 % Bibliografı́a relaciones humanas en el nucleo familiar. satir, virginia. ed. pax-mex. psicologı́a de la excelencia personal. González, Luis jorge. ed. font. estrategias de aprendizaje acelerado. centro de desarrollo gerencial. estrategias de aprendizaje. pozo, juan ignacio. la aventura del trabajo Intelectual zubizarreta, armando. addison wesley iberoamericana. 97 29. Procesamiento digital de señales Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha procesamiento digital de señales sistemas de control I teórica-práctica 5 horas/semana Dr. Raul Balderas Navarro. abril 2003 Objetivo general dar las bases de las herramientas necesarias para el procesamiento digital enfocándose a la simulación de señales y sistemas usando matlab. Sistemas y señales en tiempo discreto Orden temático 1.1 representación de sistemas discretos. 1.2 convolución y correlación. 1.3 ecuaciones de diferencias. análisis de fourier en tiempo discreto Orden temático 2.1 la transformada discreta de fourier (dtft) y sus propiedades. 2.2 representación de sistemas lineales invariantes en el tiempo en el dominio de la frecuencia. 2.3 técnicas de muestreo y reconstrucción de señales analógicas. La transfomada z Orden temático 3.1 la transformada z-bilateral. 3.2 la transformada inversa de fourier. 3.3 representación de sistemas en el dominio z. La transformada discreta de fourier Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 muestreo y reconstrucción en el dominio z. la transformada discreta de fourier (dft). convolución lineal y circular mediante la dft. algoritmos de la transformada rápida de fourier (fft). implementación de la convolución y correlación con fft. 98 Estructuras de filtros digitales Orden temático 5.1 filtros de fase lineal y con respuesta finita al impulso (fir). 5.2 filtros con respuesta no-finita al impulso (iir). Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón para luego tener sesiones de resolución de problemas donde el alumno pueda participar. Evaluación 4 exámenes, correspondientes a los capı́tulos 1 al 4, respectivamente. 1 proyecto final con relación al capitulo 5 y a la implementación de la fft. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 10 % Bibliografı́a digital signal processing using matlab vinay k. ingle y johng. proakis books/cole thomson learning, ed. 2000 signals and systems alan v. oppenheim. wiley & sons (1995) digital signal processing: a computer-based approach s. mitra (ed. 2002) macgraw hill. 99 30. La empresa y su medio Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha la empresa y su medio ninguno teórica 5 horas/semana Susana González Mercado / Olivia Villalba Moreno julio 2002 Objetivo general proporcionar a los estudiantes conocimientos básicos acerca de los elementos que forman un negocio que le ayudarán a comprender la importancia de las organizaciones en el contexto económico nacional, desde una perspectiva administrativa, contable y legal. Introducción a las organizaciones Objetivo particular identificar los elementos que definen a las organizaciones y las caracterı́sticas que las distinguen, ası́ como reconocer los factores que constituyen su ambiente, además de describir las diferentes opciones para constituirse como sociedad. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 concepto de organización. sistema empresarial. tipos de empresas. entorno de las organizaciones. elementos que lo constituyen. formas legales para constituir una organización. sociedades. Administración de los negocios Objetivo particular distinguir las funciones que un administrador realiza en una organización e identificar las actividades que se llevan a cabo en las diversas Áreas funcionales. Orden temático 2.1 funciones del administrador. 2.1.1 toma de decisiones. 2.1.2 planeación. 2.1.3 organización. 2.1.4 dirección. 2.1.5 control. 2.2 administración de Mercadotecnia. 2.2.1 Mercado. 2.2.2 estrategia de Mercadotecnia. 2.2.3 los productos y su distribución. 2.2.4 promoción y fijación de precios. 2.3 administración de operaciones. 2.3.1 producción y productividad. 100 2.3.2 planeación de la producción. 2.3.3 calidad en los procesos. 2.4 administración de los recursos humanos. 2.4.1 dotación de personal en la organización. 2.4.2 aspectos legales de los recursos humanos. 2.5 administración financiera. 2.5.1 planeación y control financiero. 2.5.2 decisiones de inversión. 2.5.3 decisiones de financiamiento. 2.5.4 Mercados financieros. Contabilidad y estados financieros Objetivo particular identificar los propósitos fundamentales de un sistema de contabilidad y conocer los procedimientos contables necesarios para la elaboración de los estados financieros básicos, resaltando la importancia de la estandarización de los procedimientos contables desde una perspectiva legal. Orden temático 3.1 principios básicos de la contabilidad. 3.2 estados financieros básicos. 3.2.1 balance general. 3.2.2 estado de resultados. 3.2.3 flujo de efectivo. 3.3 aspecto legal. Contabilidad de costos. Objetivo particular identificar los elementos que integran el costo de un producto y los supuestos que se utilizan en la estimación de los mismos; conocer los métodos que se aplican para su asignación y su efecto en el análisis costo-beneficio. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 clasificación de los costos. identificación de los costos de acuerdo a su comportamiento. manejo de los costos directos e indirectos. análisis costo-beneficio. Marco legal para la creacion de un negocio. Objetivo particular conocer el marco legal para la constitución formal de un negocio, diferenciando entre la regulación federal, estatal y municipal. 101 Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 regulación federal, estatal y municipal. aspectos laborales. aspectos fiscales. aspectos particulares de acuerdo al giro. Ingenierı́a y sociedad Etica profesional en la ingenierı́a Ingenierı́a y ecologı́a Ingenierı́a y el medio ambiente sugerencias didácticas se sugiere para el desarrollo del curso el diseño de casos para cada unidad, con el fin de cubrir el objetivo señalado en la misma. Evaluación forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % Bibliografı́a apuntes de administración. la empresa y su medio. Villalba Moreno Olivia; gonzález Mercado, Susana. glos, raymond; steade, richard; lowry, FCA, UASLP. 1997 contabilidad financiera. guajardo, gerardo. mc. graw hill. 102 31. Evaluación de proyectos de inversión Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha evaluación de proyectos de inversión la empresa y su medio teórica 5 horas/semana fac. contadurı́a y administración julio 2002 Objetivo general al término del curso, el alumno será capaz de: 1. identificar diferentes alternativas de inversión, analizando aspectos de Mercado, técnicos y financieros para evaluar la viabilidad de un proyecto. 2. conocer los criterios financieros que fundamentan la evaluación y selección de los proyectos de inversión. Elementos conceptuales y preparacion de un proyecto de inversión. Objetivo particular comprender la importancia de la evaluación de los proyectos de inversión e identificar sus partes y objetivos. Orden temático 1.1 importancia de evaluar proyectos de inversión. 1.2 conceptos. 1.3 decisión sobre un proyecto. 1.4 proceso de preparación y evaluación de proyectos. 1.5 la evaluación de proyectos como un proceso y sus alcances en la organización. actividades sugeridas: * exposición del marco conceptual en el aula. * identificación de oportunidades de inversión en su lugar de trabajo y en la ciudad. número de sesiones 5 Aspectos de Mercado de un estudio de inversión. Objetivo particular conocer, comprender y aplicar una metodologı́a para realizar un estudio de Mercado enfocado a la evaluación de proyectos. Orden temático 2.1 definición de estudio de Mercado. 2.2 puntos que integran el estudio de Mercado. 2.3 identificación del producto. 2.4 análisis del consumidor. 2.5 análisis de la competencia. 2.6 previsión de la demanda. 2.7 plan de comercialización. actividades sugeridas: 103 * exposición teórica en el aula. * análisis de un caso sobre el estudio de Mercado, identificando deficiencias y proponiendo mejoras. número de sesiones 10 Aspectos técnicos de un proyecto de inversión. objetivo particular conocer, aprender y aplicar las partes y técnicas que se emplean al realizar un estudio técnico de la evaluación de proyectos. Orden temático 3.1 definición de estudio técnico. 3.2 puntos que integran el estudio técnico. 3.3 determinación del tamaño óptimo de la planta. 3.4 localización óptima del proyecto. 3.5 estudio de materias primas y de la máquinaria. 3.6 distribución de la planta. 3.7 procesos de producción. 3.8 organigrama de la empresa. 3.9 análisis de la estructura de costos. 3.10 apalancamiento operativo. actividades sugeridas: * exposición teórica en el aula. * análisis de un caso sobre el estudio técnico, identificando deficiencias y proponiendo mejoras. número de sesiones 10 Aspectos financieros de la evaluación de proyectos. Objetivo particular comprender cuáles son los elementos y la información necesarios para llevar a cabo un análisis económico y apliCarlos. Orden temático 4.1 modelo integral de planeación financiera. 4.2 costos de capital de las fuentes de financiamiento. 4.3 inversión inicial fija y diferida. 4.4 cronograma de inversiónes. 4.5 determinación de los flujos del proyecto. 4.6 estados financieros pro-forma. actividades sugeridas: * ejercicios aplicables sobre el costo de capital. * ejercicio integrador de presupuestos. * aplicación de la simulación para el análisis de alternativas. número de sesiones 20 104 evaluación económica del proyecto Objetivo particular aplicar las técnicas de evaluación económica y financiera comúnmente usadas en los estudios de factibilidad de proyectos de inversión. Orden temático 5.1 valor presente neto. 5.2 tasa interna de rendimiento. 5.3 evaluación económica en caso de reemplazo de equipo. 5.4 flujo anual uniforme equivalente y razón costo-beneficio. actividades sugeridas: * aplicación de ejercicios prácticos. * desarrollo de un caso, analizando su costo-beneficio y la factibilidad del proyecto mediante la aplicación de las técnicas de evaluación de proyectos. número de sesiones 15 análisis y administración del riesgo Objetivo particular aplicar los conceptos de análisis de riesgo en proyectos de inversión. contenido tematico 6.1 generalidades de análisis y administración del riesgo. 6.2 medidas de evaluación incorporando el factor inflacionario. 6.3 medición del riesgo de Mercado. 6.4 riesgo tecnológico. 6.5 riesgo financiero. 6.6 otros enfoques para el análisis del riesgo. actividades sugeridas: * integración de un proyecto de inversión en su Área de trabajo, incorporando todos os estudios necesarios y el análisis financiero correspondiente. número de sesiones 15 Programa emprendedor desarrollo del curso se sugiere para el desarrollo del curso el diseño de casos para cada unidad, con el fin de cubrir el objetivo señalado en la misma. al final, el alumno integrará un proyecto de inversión el cual deberá desarrollar a partir de una experiencia profesional. habilidades deseadas capacidad de análisis. manejo de herramientas computaciónales. 105 investigación. análisis de información. Evaluación forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % Bibliografı́a texto: evaluación de proyectos. baca urbina, gabriel. mc. graw hill, 4a . edición 2000. México. matemáticas financieras. dı́az mata, alfredo y aguilera gómez vı́ctor manuel. mc. graw hill. 1a . edición. 1998. México. consulta: evaluación de proyectos de inversión. garcı́a mendoza, alberto. mc. graw hill. 1a . edición. 1998. México. formulacion y evaluación de proyectos de inversión. gallardo cervantes, juan. mc. graw hill. 1a . edición. 1998. México. 106 32. Automatización I Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha automatizacion I microprocesadores teórica-práctica 5 horas/semana Jesús Espinosa Ahumada 7 mayo 2003 Presentación los controladores programables están fuertemente ligados a los sistemas de control industrial de tipo discreto gracias a sus salidas y entradas de condición abierto / cerrado. igualmente los mecanismos neumáticos que responden a estas condiciones van de la mano con los mismos, formalizando el control robusto industrial de tipo discreto. Objetivo general este curso busca introducir a los estudiantes en el uso de los controladores lógicos programables y los sistemas electro neumáticos, aprendiendo las técnicas de diseño en ambos sistemas y en conjunto para desarrollar sistemas de control complejos. Introducción al control industrial Objetivo particular familiarizarse con los conceptos utilizados en sistemas de control, y tener un primer contacto con los programadores programables. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado automatismos analógicos y digitales automatismos cableados y programables control combinacional y secuencial El autómata programable Objetivo particular conocer y programar plc de tipo compacto, bajo costo y bajo rendimiento. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 arquitectura interna del autómata programable configuración y funcionamiento el relevador y los diagramas de escalera programación de plc compactos 107 Introducción a la neumatica Objetivo particular conocer de primera mano los elementos relacionados con el control neumático, su manejo, las conexiones, consideraciones, implicaciones y alcance de la neumática. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 introducción manejo de aire comprimido elementos neumáticos circuitos básicos uso de simuladores Diseño de circuitos electro neumaticos Objetivo particular elaborar, simular y armar circuitos electro neumáticos utilizando sistemas modulares para su control. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 módulos auxiliares de control (relevadores, temporizadores, contadores) sensores y actuadores on / off diagramas de secuencia métodos de diseño de sistemas neumáticos aplicaciones simuladas aplicaciones reales en banco de trabajo neumático Programación de plc modulares Objetivo particular conocer las diferentes marcas de plc ası́ como la forma de conectarlos, configurarlos y programarlos. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 manejo de compiladores simulación y descarga de programas configuración de parámetros aplicaciones con funciones básicas Programación avanzada Objetivo particular incursionar en el uso de funciones especiales del plc y realizar aplicaciones. 108 Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 transferencia de datos módulos análogos de entrada / salida contadores rápidos generadores de pulsos y pwm operaciones aritméticas visualizador de textos control pid control electro neumático plc Metodologı́a el maestro hará varios ejemplos sobre los temas expuestos y ellos mismos servirán para la realización de prácticas que reforzarán los conocimientos teóricos expuestos en clase. Evaluación el alumno desarrollará prácticas de neumática y aplicaciones con plc, que serán requisito para aprobar el curso. examen práctico final y desarrollo de un proyecto determinarán la calificación final. forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 30 % bibliografı́a manuales de festo manuales de siemens manuales de smc manuales de allen bradley 109 33. Automatización II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha automatización II automatización I teórica-práctica 5 horas/semana Jesús Espinosa Ahumada 7 mayo 2003 Presentación materia terminal que pretende involucrar al estudiante en la solución de sistemas de control avanzado y de tipo practico que lo enfrenten a situaciones reales, y lo obliguen a explotar al máximo los recursos existentes y los conocimientos necesarios para dar solución a los problemas propuestos. Objetivo general diseñar sistemas y lazos de control utilizando plc y controladores pid de tipo industrial. Proyecto de desarrollo 1 Objetivo particular aprender a utilizar las herramientas de simulación y análisis para el diseño de lazos de control. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 uso de lab view uso de automation studio uso de pspice uso de autocad uso de autocam aplicaciones Proyecto de desarrollo 2 Objetivo particular aprender a configurar y conectar en red el cpu s7-200. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 protocolos de comunicación componentes para la comunicación en redes comunicación vı́a cable pc / ppi comunicación vı́a tarjeta mpi o cp comunicación en redes de periferia descentralizada (dp) rendimiento de la red 110 Proyecto de desarrollo 3 Objetivo particular utilizar las herramientas del plc para diseñar lazos de control con pid. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 módulos de expansión de entrada / salida análogos lectura de señales análogas generación de señales análogas lazo de control pid en lab view lazo de control pid con plc Proyecto de desarrollo 4 Objetivo particular estudio de sistemas de control proporcional en procesos fı́sicos, con aplicaciones industriales. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 lazos de control 3-15 libras lazos de control 4-20 ma técnicas de censado de fenómenos fı́sicos configuración y calibración de elementos de control aplicaciones simuladas con lab view aplicaciones con banco de trabajo Metodologı́a el maestro hará varios ejemplos sobre los temas expuestos y ellos mismos servirán para la realización de prácticas que reforzarán los conocimientos teóricos expuestos en clase. Evaluación la calificación será únicamente en base al desarrollo de prácticas y proyectos, con exámenes también prácticos. forma de calificar: exámenes parciales 20 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 40 % Bibliografı́a manuales de festo manuales de siemens manuales de smc manuales de allen bradley 111 34. Electrónica de potencia II Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electrónica de potencia II 0602 electrónica de potencia I teórica-práctica 5 horas/semana Daniel U. Campos Delgado 14-junio-2002 Presentación el programa del curso presenta 4 unidades, las cuales son una continuación de lo visto en el primer curso de electrónica de potencia. por lo que al final de este curso todas las estrategias y topologı́as básicas de conversión de potencia habrı́an sido cubiertas: ca-cd, cd-cd, ca-ca y cd-ca.. Objetivo general exponer al estudiante al análisis de las diferentes estrategias de conversión de potencia de corriente alterna a corriente alterna (ca-ca) y de corriente directa a corriente alterna (cd-ca). ası́ como mostrarles como los dispositivos de potencia pueden ser utilizados como interruptores estáticos. Controladores de voltaje ca Objetivo particular analizar e identificar las estrategias de regulación de corriente alterna Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 introducción principio del control de abrir y cerrar principio del control de fase controladores bidireccionales monofásicos controladores trifásicos de media onda controladores trifásicos de onda completa cicloconvertidores controladores de voltaje de ca con control pwm diseño de circuitos de controladores de voltaje ca Inversores de modulación de ancho de pulso Objetivo particular estudiar el modo de operación de los convertidores cd-ca utilizando modulación de ancho de pulso. Orden temático 2.1 introducción 2.2 principio de operación 2.3 inversores monofásicos en Puente 112 2.4 2.5 2.6 2.7 inversores trifásicos control de voltaje de inversores monofásicos control de voltaje en inversores trifásicos diseño de circuitos inversores Convertidores de pulso resonante Objetivo particular definir e identificar las diferentes topologı́as de convertidores resonantes y sus modos de operación Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 introducción inversores resonantes en serie inversores resonantes en paralelo inversor resonante de clase e convertidores resonantes de conmutación Interruptores estáticos Objetivo particular aplicar el conocimiento de las caracterı́sticas de los dispositivos de potencia para utilizarlos como interruptores estáticos de potencia Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 introducción interruptores monofásicos de ca interruptores trifásicos de ca interruptores inversores trifásicos interruptores de cd diseño de interruptores estáticos Metodologı́a el maestro hará varios ejemplos sobre los temas expuestos y ellos mismos servirán para la realización de prácticas que reforzarán los conocimientos teóricos expuestos en clase. Evaluación se desarrollarán un mı́nimo de 4 exámenes. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 20 % proyecto final 20 % 113 Bibliografı́a electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. m.h. rashid segunda edición, Prentice Hall 1995. electrónica de potencia: teorı́a y aplicaciones. j.m. benavente garcı́a, a. abellán garcı́a, e. figueres amorós ed. alfaomega, 2000. 114 35. Microcontroladores Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha microcontroladores e0207 microprocesadores teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Carlos Canto Quintal 25-sep-97 Presentación es un curso teórico - práctico de un nivel intermedio, no introductorio, que se intenta cubrir con 9 unidades, que abarcan desde que es un microcontrolador hasta aplicaciones reales, para comprobar la operación del sistema construido y un proyecto final integrador de todo lo anterior. Objetivo general diseñar un sistema construido en base a un microcontrolador y aplicarlo en la solución de un problema real. Introducción Objetivo particular explicar la diferencia entre microprocesador, microcomputadora y microcontrolador. ası́ como describir los tipos existentes y aplicaciones genéricas de microcontroladores. Orden temático 1.1 microprocesador, microcomputadora y microcontrolador 1.2 algunos tipos de microcontroladores 1.3 ejemplos de aplicaciones de los microcontroladores Arquitectura de la familia 8051 Objetivo particular describir en forma general la arquitectura de la familia de microcontroladores 8051 de Intel. Orden temático 2.1 descripción de los miembros de la familia 8051 2.2 distribución de memoria a) memoria de programa b) memoria de datos 2.3 puertos paralelos 2.4 temporizadores/contadores 2.5 manejo de interrupciones 2.6 puerto serial 115 Implementacion de un sistema basado en el 8031 Objetivo particular que el alumno implemente su propio sistema basado en un microcontrolador 8031 y sea capaz de probar su funcionamiento. Orden temático 3.1 el reloj y ciclos de máquina 3.2 memoria interna a) de programa b) de datos 3.3 expansión de memoria a) de programa b) de datos 3.4 el manejo de los puertos paralelos 3.5 expansión de puertos paralelos El manejo de las interrupciones Objetivo particular manipular las interrupciones del 8051 y utilizarlas para resolver problemas de aplicaciones reales. Orden temático 4.1 interrupciones internas 4.2 interrupciones externas 4.3 aplicaciones Temporizadores/contadores Objetivo particular prácticará la arquitectura de los contadores/temporizadores del 8051, sus modos de operación y su programación para aplicaciones. Orden temático 5.1 arquitectura de los temporizadores/contadores 5.2 modos de programación 5.3 aplicaciones Puerto serial Objetivo particular que el alumno use el 8031 en aplicaciones de comunicación serial. 116 Orden temático 6.1 arquitectura del puerto serie 6.2 modos de programación 6.3 ejemplos de comunicación serial Programación Objetivo particular el estudiante usará el ensamblador y el simulador de la familia 8051. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 descripción del menú de instrucciones modos de direccionamiento ensamblador y simulador (avmac51 y avsim51) ejemplos Aplicaciones Objetivo particular el estudiante resolverá problemas de control usando su sistema basado en el 8051. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 teclado de matriz display de cristal lı́quido control de motores de paso otros Proyecto final Objetivo particular que el alumno integre todo lo aprendido en el curso para resolver un problema (tema libre) real usando su sistema en el microcontrolador 8031. Metodologı́a el profesor se auxiliará de acetatos para explicar la arquitectura del microcontrolador, dirigirá a los alumnos en la elaboración de sus sistema basado en el 8051. enseñará, en una o varias sesiones, en el centro de cómputo el manejo del ensamblador, simulador y sistema de desarrollo para el 8051. Evaluación se recomienda realizar cuando menos 2 exámenes escritos, un examen en el centro de cómputo para el manejo del ensamblador, simulador y tomar en cuenta el proyecto final como un porcentaje importante en la calificación final. 117 Bibliografı́a introducción a los microcontroladores hardware, software, aplicaciones José adolfo gonzález vázquez mcgraw hill apuntes sobre microcontroladores M. en. C. Carlos Canto Quintal Facultad de Ciencias, UASLP. 8 bit embedded controller handbook, Intel 118 36. Sensores, transductores e interfaces Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha sensores, transductores e interfaces e0204 electrónica II teórica - práctica 5 horas/semana Daniel U. Campos Delgado 18 de septiembre de 2002 Presentación los sensores y transductores son elementos indispensables en los sistemas de control de lazo cerrado. el conocimiento de sus caracterı́sticas de respuesta, ası́ como sus limitaciones, es esencial para los ingenieros de control en implementaciones en tiempo real. ahora, la pc ha surgido como un elemento primordial para la visualización y procesamiento de señales. por lo cual, es también importante poder diseñar circuitos de interface con los equipos de computo para procesar las señales provenientes de los sensores y transductores. Objetivo general al concluir este curso, el alumno contará con los criterios necesarios para seleccionar los sensores y transductores aplicados al diseño y construcción de equipos electrónicos de detección aplicados a la instrumentación. ası́ como desarrollar elementos de interface con la pc para la visualización y procesamiento de señales. Introducción Objetivo particular el estudiante entenderá la importancia de los sensores y transductores en los sistemas de control e identificará los pasos a seguir en el proceso de sus señales. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 elementos de un sistema de control. ejemplos de sistemas de control. sensores. transductores. circuitos de acondicionamiento. conversión digital-analógica. interface. Circuitos con amplificadores operacionales. Objetivo particular presentar un repaso general sobre las aplicaciones de los amplificadores operacionales en circuitos de acondicionamiento. 119 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 caracterı́sticas de operación. configuración inversora. amplificador sumador. configuración no-inversora. circuito de ganancia-offset. Puente wheatstone. Sensores de temperatura. Objetivo particular introducir los sensores de temperatura más comunes, ası́ como sus caracterı́sticas de operación y uso. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 definición de temperatura. escalas de medición. termistor. rtd. termopares. sensores integrados de temperatura. Sensores ópticos. Objetivo particular presentar las caracterı́sticas de operación y uso de los sensores ópticos. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 concepto de luz y escalas de medición. fotodiodo. fototransistor. diodo emisor de luz (led). Sensores de desplazamiento y proximidad Objetivo particular exponer a los estudiantes los diferentes sensores para medir desplazamiento y detectar proximidad. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 conceptos de desplazamiento y proximidad. potenciómetro. transductores de desplazamiento capacitivos. transformador diferencial lineal variable (lvdt). transductores de desplazamiento codificados. switch reed. sensor de proximidad de efecto-hall. transductor de reluctancia magnética. 120 Sensores de fuerza, presion y estres. Objetivo particular el estudiante conocerá los diferentes transductores para medición de fuerza, presión y estrés. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 concepto de estrés. transductor de estrés. concepto de fuerza. transductores de fuerza con desplazamiento pequeño. transductores de fuerza con desplazamiento grande. cristales piezoeléctricos. concepto de presión. transductores de presión con desplazamiento pequeño. transductores de presión con desplazamiento grande. Sensores de flujo. Objetivo particular analizar las caracterı́sticas más importantes de los sensores de flujo. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 concepto de flujo. sensores de rotación. medidores de flujo por obstrucción. otros sensores de flujo. Circuitos de interface con la pc. Objetivo particular aprender a diseñar circuitos de interface con la pc para transmisión de datos. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 convertidores analógico-digital. transmisión por medio del puerto paralelo. transmisión por medio del puerto serial. lectura de datos a través de lenguajes de alto nivel. lectura de datos por medio de lenguajes especializados. sistemas dedicados para la captura y procesado de señales. Metodologı́a Presentación Evaluación la elaboración de un paquete de prácticas por unidad define la calificación. se definirá a lo largo del semestre un proyecto final en el cual los estudiantes aplicarán los conocimientos adquiridos durante el curso. 121 forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 30 % bibliografı́a electrónica industrial: dispositivos y sistemas. t.j. maloney. Prentice Hall, 1993. amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales. r.f. coughlin y f.k. driscoll. prentice-hall. digital instrument course, phillips. digital electronics for scientists. malmstadt. humidity and moisture, reinhold publication, new york, n.y. fundamentals of instrumentation. 122 37. Sistemas de control II Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha sistemas de control II e0210 sistemas de control I teórica 5 horas/semana especial de intrumentación y control Daniel U. Campos Delgado 13-junio-2002 Presentación el diseño de compensadores para el mejoramiento de las caracterı́sticas de desempeño es una de las tareas básicas en el Área de control. existen dos enfoques clásicos: tiempo y frecuencia. el primero se basa en el método del lugar de las raı́ces y el segundo en los diagramas de bode. ahora más allá de las estrategias clásicas, el análisis de sistemas en espacio de estados presenta caracterı́sticas idóneas para el manejo de sistemas de entradas y salidas múltiples. por lo que es deseable que los estudiantes aprendan las herramientas básicas de estos métodos y las sepan aplicar a problemas especı́ficos. Objetivo general este curso pretende que los estudiantes aprendan y utilicen las técnicas básicas en el dominio del tiempo y de la frecuencia para el diseño de compensadores. de la misma manera se busca introducirlos a las técnicas modernas de control en el espacio de estados. Estabilidad en el dominio de la frecuencia Objetivo particular analizar los métodos básicos para la determinación de estabilidad en el dominio de la frecuencia. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 mapas de contorno en el plano complejo criterio de nyquist estabilidad relativa y el criterio de nyquist especificaciones de desempeño en el dominio de la frecuencia ancho de banda de un sistema estabilidad de sistemas de control con retrasos Diseño de compensadores en el dominio de la frecuencia Objetivo particular diseño de compensadores, redes de adelanto y retraso, mediante diagramas de bode. 123 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 introducción compensación de adelanto compensación de atraso compensación de atraso-adelanto Diseño de compensadores mediante el lugar de las raices Objetivo particular diseño de compensadores, redes de adelanto y retraso, mediante el lugar de las raı́ces. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 introducción consideraciones preliminares de diseño compensación de adelanto compensación de atraso compensación de atraso-adelanto análisis de sistemas de control en el espacio de estados Objetivo particular analizar los sistemas de control desde la perspectiva del espacio de estados. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 elementos básicos de álgebra matricial representación en el espacio de estados de los sistemas basados en funciones de transferencia solución de la ecuación de estado lineal e invariante con el tiempo controlabilidad observabilidad Diseño de sistemas de control en el espacio de estados Objetivo particular diseño de sistemas de control utilizando retroalimentación de estados y observadores. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 ubicación de polos diseño de sistemas del tipo regulador mediante la ubicación de polos observadores de estados diseño de sistemas de seguimiento Metodologı́a retroproyector de acetatos, rotafolio y pizarrón. 124 Evaluación un examen y una práctica por cada unidad, ası́ como el proyecto final le permitirá al profesor establecer la evaluación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a ingenierı́a de control moderna k. ogata Prentice Hall, 3a. edición sistemas modernos de control r.c. dorf addison wisley 1989 modern control theory w.l. brogan prentice-hall 1991. 125 38. Tópicos en instrumentación Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Fecha tópicos en instrumentación ninguno teórica 5 horas/semana especial de instrumentación y control mayo 2003 Presentación tanto en el ámbito industrial como en el entorno cientı́fico es importante para el ingeniero en electrónica estar actualizado acerca de las nuevas técnicas que se desarrollan continuamente en las Áreas de instrumentación y control. ası́ mismo, es importante que los profesores transmitan a los alumnos conocimientos basados en su experiencia profesional, los cuales no están necesariamente contemplados en los programas de otros cursos. Objetivo general discutir temas de actualidad y el estado del arte en diversas ramas de instrumentación y control. complementar los conocimientos adquiridos en la carrera con la experiencia profesional del profesor o profesores. Metodologı́a el curso podrá impartirse de forma tradicional, en un salón de clase o laboratorio, o bien utilizando el material y la metodologı́a que más se adecuen a los temas a tratar. idealmente, el profesor deberá contar con experiencia profesional relacionada con el curso y proponer la bibliografı́a adecuada. Evaluación dependerá del material que se vea en el curso. forma de calificar: se considera variable de acuerdo a los temas que se traten en el curso. 126 39. Antenas y propagación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha antenas y propagación f0217 sistemas lineales I teórica 5 horas/semana especial comunicaciones r. Joaquı́n Sada Anaya / Dr. Raul Balderas Navarro mayo 2003 Presentación este curso está orientado a cubrir las necesidades de aquellos que estarán relacionados con, o piensen dedicarse a la ingenierı́a eléctrica y a las comunicaciones (transmisión y recepción de señales) y deberá llevarse en el séptimo u octavo semestre, por lo cual requiere de al menos un curso de electromagnetismo intermedio que incluya las ecuaciones de maxwell, y otro de métodos matemáticos. Objetivo general introducir al estudiante en la teorı́a fundamental de antenas, con cierto énfasis en los proceso fı́sicos de radiación, seguido por el estudio de los parámetros fundamentales de antenas. finalmente, se provee al estudiante con la capacidad de diseñar, con ayuda de software, las antenas básicas. Introducción Orden temático 1.1 importancia de las antenas en los sistemas de comunicación inalámbrica 1.2 introducción de los tipos de antenas para comunicación inalámbrica 1.3 estado del arte de los sistemas de comunicación personal y la justificación del dominio en el conocimiento de los parámetros de antenas. Antenas Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 tipos de antenas y un repaso de las ecuaciones de maxwell el mecanismo de radiación distribuciones de corrientes en metales debido a corrientes alternas introducción al análisis de elementos finitos en matlab Parametros fundamentales de antenas Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 patrones de radiación, densidad e intensidad de potencia directividad algunas técnicas numéricas eficiencia de una antena ancho de haz 127 3.6 polarización 3.7 impedancia de entrada 3.8 eficiencia de radiación 3.9 apertura efectiva de una antena 3.10 ecuación de friis 3.11 sección eficaz del radar 3.12 apertura de una antena Antenas lineales Orden temático 4.1 dipolos 4.2 efectos de tierra 4.3 impedancia mutua Antenas de lazo Orden temático 5.1 lazos rectangulares y circulares. antenas con elementos de ferritas 5.2 efectos de tierra Arreglos de antenas Orden temático 6.1 arreglo hansen-woodyard y arreglos lineales uniformes 6.2 arreglo lineal de dolph-tschebyscheff 6.3 acoplamiento mutuo Técnicas de acoplamiento por impedancia Orden temático 7.1 antena bicónica 7.2 técnicas de acoplamiento. carta de smith Antenas de banda ancha Orden temático 8.1 antena rómbica 8.2 antena de hélica 8.3 arreglo yagi-uda (incluyendo diseño en matlab) Antenas para comunicación inalambrica Orden temático 9.1 dipolos 9.2 lazos 9.3 antenas de parche en miniatura 128 Medición de parametros Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 cálculo de bandas Campos cercanos y lejanos medición del patrón de radiación ganancia y directividad eficiencia impedancia polarización Metodologı́a exposición de la teorı́a en pizarrón. serie de problemas por capı́tulo. dos exámenes parciales y un proyecto de diseño final. en lo posible, se buscará que los estudiantes realicen mediciónes de parámetros de antenas en alguna compañı́a privada de telefonı́a celular. Evaluación se harán al menos dos exámenes parciales más un trabajo individual o por equipo forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a antenna theory: analysis and design, c. balanis. john wiley & sons; 2nd edition (may 29, 1996). antenna and em modelling with matlab. s. makarov. john wiley & sons. 2002 129 40. Graficación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha graficación eo310 ninguno teórico-práctica 5 horas/semana Fı́s. Hector Eduardo Medellı́n Anaya abril 2003 Presentación el programa consta de 13 unidades. se estudian los conceptos básicos de la generación de gráficos por computadora. se hace énfasis en los gráficos en dos dimensiónes. se analizan los dispositivos más comunes de los sistemas gráficos. se presentan los conceptos básicos de la generación de gráficos en 3 dimensiónes y los modelos más simples de iluminación y sombreado. Objetivo general exponer las técnicas básicas de la graficación por computadora en 2d y 3d. Panorama general Objetivo particular conocer las aplicaciones más comunes de los gráficos por computadora. Orden temático 1.1 ejemplos de uso de gráficas por computadoras Sistemas gráficos Objetivo particular conocer las caracterı́sticas de los dispositivos más comunes en la generación de gráficos por computadora. Orden temático 2.1 dispositivos de despliegue 2.1.1 tubos de rayos catódicos 2.1.2 monitores de rastreo al azar 2.1.3 monitores de color 2.1.4 tubos de almacenamiento con vista directa 2.1.5 otros dispositivos de despliegue: lcd, plasma, etc. 2.2 dispositivos de copia dura: impresoras, graficadores, etc. 2.3 caracterı́sticas generales de los sistemas gráficos 130 Primitivas de salida Objetivo particular estudiar los algoritmos básicos para la generación de primitivas: lı́neas, cı́rculos, elipses y caracteres. Orden temático 3.1 puntos y lı́neas 3.2 algoritmos de trazo de lı́neas: algoritmo dda, algoritmo de bresenham 3.3 comandos de lı́neas 3.4 algoritmos para trazo de circunferencia: ecuación de la circunferencia, algoritmo de bresenham para trazo de circunferencia 3.5 algoritmos para generar elipses 3.6 algoritmos para generar otras curvas 3.7 generación de caracteres Atributos de las primitivas de salida Objetivo particular conocer los atributos más comunes que se aplican a las primitivas de salida. estudiar las técnicas de generación de atributos para las primitivas de salida. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 estilos de lı́neas: tipo, anchura, color llenado de Áreas: algoritmo de lı́nea de rastreo, algoritmo para llenar fronteras, comandos de llenado de Áreas atributos de caracteres: fuente, justificación, tamaño funciones de indagación Transformacion bidimensiónal Objetivo particular implementar las operaciones de transformación utilizando la representación matricial. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 transformaciones básicas: traslación, escalamiento, rotación representación matricial transformaciones compuestas otras transformaciones: reflexión, corte comandos de transformación Colocacion de ventanas y recorte Objetivo particular explicar las técnicas de colocación de ventanas y recorte de lı́neas y polı́gonos. 131 Orden temático 6.1 conceptos de colocación de ventanas 6.2 algoritmos de corte 6.3 transformación de ventana a puerto de visión Métodos de entrada interactiva Objetivo particular que el estudiante conozca las técnicas de interacción más comunes en el diseño de aplicaciones gráficas en 2 dimensiónes. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 dispositivos de entrada clasificación lógica de los dispositivos de entrada técnicas interactivas de construcción de figuras ejemplo de un programa de dibujo interactivo Conceptos tridimensiónales Objetivo particular que el estudiante conozca los conceptos básicos de los gráficos en 3 dimensiónes. conocer las diferentes formas de proyección de objetos tridimensiónales. Orden temático 8.1 sistema de coordenadas tridimensiónales 8.2 técnicas de despliegue tridimensiónal Representaciones tridimensiónales Objetivo particular que el estudiante conozca las técnicas de representación de objetos tridimensiónales. Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 superficies poligonales superficies curvas: superficie de besier, superficies spline, métodos de generación de superficies métodos de geometrı́a fractal métodos de la geometrı́a constructiva de sólidos Transformaciones tridimensiónales Objetivo particular implementar las operaciones de transformación utilizando la representación matricial. 132 Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 transformaciones básicas: traslación, escalamiento, rotación representación matricial transformaciones compuestas: rotación alrededor de un eje arbitrario operaciones vectoriales otras transformaciones: reflexión, corte, transformación de sistemas coordenados comandos de transformación Vistas tridimensiónales Objetivo particular explicar los pasos necesarios para llevar a cabo la proyección de objetos tridimensiónales. Orden temático 11.1 proyecciones 11.2 transformación de visión 11.3 programación de vistas tridimensiónales Supresion de superficies y lı́neas ocultas Objetivo particular exponer las técnicas básicas de eliminación de partes ocultas Orden temático 12.1 12.2 12.3 12.4 clasificación de algoritmos supresión de la cara oculta método del buffer con profundidad otros métodos Modelos de sombreado y color Objetivo particular dar a conocer los modelos básicos para la obtención de iluminación y sombreado. Orden temático 13.1 13.2 13.3 13.4 modelado de intensidades de luz despliegue de intensidades de luz método de sombreado de superficies modelos de color Metodologı́a el profesor expondrá el material en la computadora y se le dejará al alumno prácticas donde implemente las técnicas aprendidas. 133 Evaluación el curso incluirá la realización de proyectos, éstos podrı́an incluir temas como: implementación de primitivas (lı́nea recta, cı́rculo, etc.), transformaciones bidimensiónales y mapeo a puerto de visión, transformaciones tridimensiónales, recorte en 2d, sombreado. se recomienda la realización de un examen parcial por cada tres unidades. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a * gráficas por computadora donald hearn, m. pauline baker Prentice Hall computer graphics principles an practice (second eddition), foley, j. d. and a. van dam addison - wesley, 1990 graficación por computadora con pascal marc berger addison wesley iberoamericana mathematical methods in computer aided geometric disign tom lyche and larry 1 schumaker academic press advanced graphics programing in turbo pascal roger t. Stevens and christoper d. watkins power graphics using turbo pascal 6 keith weiskamp and loren heiny wiley 134 41. Inteligencia artificial Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha Inteligencia artificial e0315 introducción a la computación teórica-práctica 5 horas/semana especial de sistemas digitales academia de electrónica 27-sep-97 Presentación el programa del curso está constituido por 7 unidades, empezando con la teorı́a y práctica de la Inteligencia artificial clásica y finalizando con tres temas avanzados, como son algoritmos genéticos. lógica difusa y redes neuronales, cabe hacer notar que estos últimos son solamente introductorios. Objetivo general exponer al alumno la teorı́a de los diferentes temas básicos de Inteligencia artificial con los cuales podrán realizar algunas aplicaciones computaciónales, como también lo concerniente a nuevas tecnologı́as de punta que no son parte de la Inteligencia artificial clásica. Introducción a la Inteligencia artificial Objetivo particular explicar al alumno las causas que originaron la creación de una nueva disciplina como la Inteligencia artificial, ası́ como su diferencia con la computación tradicional. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 ¿qué es la Inteligencia artificial ? los problemas de la ia las suposiciones subyacentes ¿qué es una técnica de ia ? Campos de aplicación El lenguaje lisp Objetivo particular describir al alumno la forma de programar y codificar algoritmos utilizando el lenguaje lisp. Orden temático 2.1 ¿qué es el lenguaje lisp ? 2.2 ¿caracterı́sticas principales ? 2.3 primitivas y ejemplos de aplicación 135 Problemas, espacios problemas y busquedas Objetivo particular explicar al alumno los problemas caracterı́sticos que atañen a la ia, ası́ como las diferentes técnicas y algoritmos que los resuelven. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 definición de un problema mediante una búsqueda dentro de un espacio de estados. los sistemas de producción caracterı́sticas del problema prácticas Técnicas de busquedas euristicas Objetivo particular explicar al alumno como algunas técnicas de ia, llamadas heurı́sticas, pueden reducir la complejidad y el tiempo en la búsqueda de soluciones de problemas tratables por la ia. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 generación y prueba escalada búsqueda el primero mejor reducción de problemas verificación de restricciones prácticas Una introducción a los algoritmos gen’eticoss Objetivo particular exponer al alumno una nueva técnica de búsqueda de soluciones de problemas np - complejos que reduce el tiempo y la cantidad de almacenamiento de información en forma considerada. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 introducción a los algoritmos genéticos componentes principales de los ag resolución de un ejemplo práctica Introducción a la Lógica difusa Objetivo particular describir al alumno a la lógica difusa, poniendo especial énfasis en su utilización en control digital. 136 Orden temático 6.1 una introducción a la lógica difusa 6.2 conjuntos concisos y conjuntos difusos 6.3 conceptos básicos 6.4 funciones de membresı́a 6.5 funciones lógicas de los conjuntos difusos 6.6 elementos básicos de un sistema difuso clásico 6.7 fusificación 6.8 reglas difusas 6.9 defusificación 6.10 aplicaciones 6.11 práctica Una introducción a las redes neuronales Objetivo particular describir al alumno la diferencia entre la teorı́a clásica de ia y los métodos conexionistas, dentro de los cuales se encuentra la teorı́a de las redes neuronales. resaltar la diferencia de este nuevo enfoque de procesamiento numéRico, realizando una aplicación básica en reconocimiento de patrones. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 introducción neuronas naturales reconocimiento de patrones neurona artificial básica multicapa de neuronas aplicación práctica Metodologı́a en cada una de las unidades se expondrá el marco teórico correspondiente, ejemplificándolos con aplicaciones computaciónales y dejando tareas. Evaluación debido a que el fin principal de la materia es mostrar la aplicabilidad de la Inteligencia artificial, el método de evaluación se realizará por medio de proyectos y tareas correspondientes a cada unidad. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a Inteligencia artificial, elaine rich y kevin knigth (segunda edición), mc graw hill pisp, winston y horn (tercera edición), addison wesley 137 artı́culos coleccionados por el profesor. 138 42. Microcontroladores Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha microcontroladores e0207 microprocesadores teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Carlos Canto Quintal 25-sep-97 Presentación es un curso teórico - práctico de un nivel intermedio, no introductorio, que se intenta cubrir con 9 unidades, que abarcan desde que es un microcontrolador hasta aplicaciones reales, para comprobar la operación del sistema construido y un proyecto final integrador de todo lo anterior. Objetivo general diseñar un sistema construido en base a un microcontrolador y aplicarlo en la solución de un problema real. Introducción Objetivo particular explicar la diferencia entre microprocesador, microcomputadora y microcontrolador. ası́ como describir los tipos existentes y aplicaciones genéricas de microcontroladores. Orden temático 1.1 microprocesador, microcomputadora y microcontrolador 1.2 algunos tipos de microcontroladores 1.3 ejemplos de aplicaciones de los microcontroladores Arquitectura de la familia 8051 Objetivo particular describir en forma general la arquitectura de la familia de microcontroladores 8051 de Intel. Orden temático 2.1 descripción de los miembros de la familia 8051 2.2 distribución de memoria a) memoria de programa b) memoria de datos 2.3 puertos paralelos 2.4 temporizadores/contadores 2.5 manejo de interrupciones 2.6 puerto serial 139 Implementacion de un sistema basado en el 8031 Objetivo particular que el alumno implemente su propio sistema basado en un microcontrolador 8031 y sea capaz de probar su funcionamiento. Orden temático 3.1 el reloj y ciclos de máquina 3.2 memoria interna a) de programa b) de datos 3.3 expansión de memoria a) de programa b) de datos 3.4 el manejo de los puertos paralelos 3.5 expansión de puertos paralelos El manejo de las interrupciones Objetivo particular manipular las interrupciones del 8051 y utilizarlas para resolver problemas de aplicaciones reales. Orden temático 4.1 interrupciones internas 4.2 interrupciones externas 4.3 aplicaciones Temporizadores/contadores Objetivo particular prácticará la arquitectura de los contadores/temporizadores del 8051, sus modos de operación y su programación para aplicaciones. Orden temático 5.1 arquitectura de los temporizadores/contadores 5.2 modos de programación 5.3 aplicaciones Puerto serial Objetivo particular que el alumno use el 8031 en aplicaciones de comunicación serial. 140 Orden temático 6.1 arquitectura del puerto serie 6.2 modos de programación 6.3 ejemplos de comunicación serial Programación Objetivo particular el estudiante usará el ensamblador y el simulador de la familia 8051. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 descripción del menú de instrucciones modos de direccionamiento ensamblador y simulador (avmac51 y avsim51) ejemplos Aplicaciones Objetivo particular el estudiante resolverá problemas de control usando su sistema basado en el 8051. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 teclado de matriz display de cristal lı́quido control de motores de paso otros Proyecto final Objetivo particular que el alumno integre todo lo aprendido en el curso para resolver un problema (tema libre) real usando su sistema en el microcontrolador 8031. Metodologı́a el profesor se auxiliará de acetatos para explicar la arquitectura del microcontrolador, dirigirá a los alumnos en la elaboración de sus sistema basado en el 8051. enseñará, en una o varias sesiones, en el centro de cómputo el manejo del ensamblador, simulador y sistema de desarrollo para el 8051. Evaluación se recomienda realizar cuando menos 2 exámenes escritos, un examen en el centro de cómputo para el manejo del ensamblador, simulador y tomar en cuenta el proyecto final como un porcentaje importante en la calificación final. 141 Bibliografı́a introducción a los microcontroladores, hardware, software, aplicaciones, José adolfo gonzález vázquez, mcgraw hill apuntes sobre microcontroladores, M. en. C. Carlos Canto Quintal, Facultad de Ciencias, UASLP bit embedded controller handbook, Intel 142 43. Procesamiento de imágenes Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha procesamiento de imagenes procesamiento digital de señales teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena mayo 2003 Presentación el procesamiento de imágenes se refiere a la manipulación de las mismas, vistas como señales digitales, ya sea con la intención de mejorar o modificar las imágenes en sı́, o bien para extraer información útil a partir de ellas. esto tiene múltiples aplicaciones en las Áreas de visión computaciónal, fı́sica experimental, y otras; además de estar relacionado con las Áreas de graficación, Inteligencia artificial, y procesamiento digital de señales. Objetivo general estudiar y aplicar los principios básicos del procesamiento de imágenes. conocer distintos tipos de filtrado y sus aplicaciones. aprender técnicas de suavizado y realzado de imágenes, ası́ como extracción de bordes y regiones. conocer las aplicaciones principales del procesamiento de imágenes. Transformada de fourier en dos dimensiónes Objetivo particular comprender el significado de la transformada de fourier en dos dimensiónes. estudiar diversos tipos de filtros y sus aplicaciones. saber cómo diseñar y aplicar un filtro a una imagen, tanto en el dominio espacial como el de la frecuencia. Orden temático 1.1 imágenes como señales digitales 1.2 la transformada de fourier 1.3 filtrado de imágenes en el dominio espacial 1.4 transformada de fourier y convolución discretas 1.5 propiedades de la transformada de fourier 1.6 filtrado de imágenes en el dominio de la frecuencia 1.7 otras transformadas 1.7.1 transformada coseno 1.7.2 transformada de haar 1.7.3 transformada de wavelets Procesamiento básico de señales Objetivo particular estudiar e implementar las operaciones básicas sobre imágenes. 143 Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 operaciones operaciones operaciones operaciones de pı́xeles individuales de vecindad lógicas geométricas con interpolación Suavidad y realzado Objetivo particular estudiar e implementar filtros de suavizado y realzado de imágenes. conocer sus aplicaciones. Orden temático 3.1 suavizado mediante el promedio de entorno 3.2 preservación de bordes 3.3 suavizado de imágenes binarias 3.4 histograma 3.5 brillo y contraste 3.6 corrección gamma 3.7 contracción y expansión del histograma 3.8 desplazamiento del histograma 3.9 ecualización del histograma 3.10 énfasis de alta frecuencia Extraccion de bordes Objetivo particular comprender la utilidad de los procesos de extracción de bordes. estudiar diversos tipos de operadores para extracción de bordes y esquinas. discutir las aplicaciones. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 utilidad de la derivada en la extracción de bordes operadores de primera derivada eliminación de ruido operadores de segunda derivada extracción de esquinas Extraccion de regiones Objetivo particular estudiar las técnicas de extracción de regiones y segmentación de una imagen. discutir sus aplicaciones. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 binarización de una imagen selección del umbral de binarización etiquetado de componentes conexas segmentación mediante crecimiento de regiones 144 Modelos de color Objetivo particular conocer los diversos modelos de color utilizados en las principales aplicaciones y las conversiones entre distintos modelos. estudiar la manera de aplicar las técnicas vistas en las unidades anteriores a imágenes de color. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 fundamentos de los modelos de colores modelo rgb modelo cmy modelo yiq modelo hsi transformación de imágenes a color Metodologı́a la teorı́a se expondrá en el salón de clase mencionando ejemplos de aplicación siempre que sea posible. se sugiere presentar ejemplos utilizando una computadora y un proyector debido a la importancia de los ejemplos visuales en este curso. Evaluación los exámenes pueden consistir en implementaciones de las técnicas repasadas en cualquier lenguaje de programación, o en la resolución de un problema especı́fico. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a visión por computador (imágenes digitales y aplicaciones) gonzalo pájares, jesús m. de la cruz alfaomega ra-ma 145 44. Bases de datos Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha bases de datos programación II teórico-práctica 5 horas/semana Fı́s. Hector Eduardo Medellı́n Anaya 8 de mayo de 2003 Presentación el desarrollo de las bases de datos ha permitido automatizar muchos procesos administrativos. en la actualidad su aplicación se ha extendido a todas las actividades humanas. este curso pretende que los alumnos adquieran conocimientos teóricos y prácticos sobre bases de datos. al final del mismo podrán construir y manejar una base de datos aplicada a un problema de la vida real. Objetivo general conocer las bases de datos relacionales. aplicar las bases de datos relacionales en la solución de problemas del mundo real. analizar el álgebra relacional. utilizar herramientas para diseño e implementación de bases de datos. conocer y utilizar el lenguaje de consultas sql. conocer las bases de datos orientadas a objetos. utilizar lenguajes de propósito general como c++ o pascal para manipular bases de datos. Introducción Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 propósito de los sistemas de bases de datos visión de los datos modelos de datos lenguajes de bases de datos gestión de transacciones gestión de almacenamiento administrador de la base de datos usuarios de bases de datos estructura del sistema completo Modelos entidad-relacion Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 conceptos básicos cuestiones de diseño ligaduras de correspondencia claves diagrama entidad-relación conjuntos de entidades débiles caracterı́sticas del modelo e-r extendido diseño de un esquema de base de datos e-r reducción de un esquema e-r a tablas 146 El modelo relacional Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 la estructura de la base de datos relaciónales el álgebra relacional el cálculo relacional de tuplas el cálculo relacional de dominios operaciones del álgebra relacional extendida modificación de la base de datos Sql Orden temático 4.1 introducción 4.2 estructura básica 4.3 operaciones sobre conjuntos 4.4 funciones de agregación 4.5 valores nulos 4.6 subconsultas anidadas 4.7 relaciones derivadas 4.8 vistas 4.9 modificación de la base de datos 4.10 reunión de relaciones 4.11 lenguaje de definición de datos 4.12 sql incorporado 4.13 otras caracterı́sticas de sql Otros lenguajes relacionales ..1 Orden temático 5.1 query-by-example 5.2 quel Ligaduras de integridad Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 ligaduras de los dominios integridad referencial asertos disparadores dependencias funcionales Diseño de bases de datos relacionales Orden temático 7.1 dificultades en el diseño de base de datos relaciónales 7.2 descomposición 7.3 normalización usando dependencias funcionales 147 7.4 normalización usando dependencias multivaloradas 7.5 normalización con dependencias de reunión 7.6 forma normal de clave de dominios Bases de datos orientadas a objetos Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 nuevas aplicaciones de la base de datos el modelo orientado a objetos lenguajes orientados a objetos lenguajes de programación persistentes sistemas c++ persistentes Bases de datos relacionales orientadas a objetos Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 relaciones anidadas los tipos complejos y la programación orientada a objetos consultas con tipos complejos creación de valores y de objetos complejos comparación entre las bases de datos orientadas a objetos y las bases de datos relaciónales orientadas a objetos Almacenamiento y estructura de archivos Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 visión general de los medios fı́sicos de almacenamiento discos magnéticos raid almacenamiento terciario acceso al almacenamiento organización de los archivos organización de los registros en archivos almacenamiento con diccionarios de datos estructuras de almacenamiento para las bases de datos orientadas a objetos Indexacion y asociacion Orden temático 11.1 11.2 11.3 11.4 conceptos básicos ı́ndices ordenados archivos de ı́ndices de árbol b+ archivos de ı́ndices de árbol Procesamiento de consultas Orden temático 12.1 visión general 12.2 medidas del costo de una consulta 148 12.3 operación selección 12.4 ordenación 12.5 operación reunión Transacciones Orden temático 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 concepto de transacción estados de una transacción implementación de la atomicidad y la durabilidad ejecuciones concurrentes secuencialidad recuperabilidad implementación del aislamiento definición de transacciones en sql comprobación de la secuencialidad Metodologı́a el curso requiere que el alumno haga mucho trabajo práctico. deberá conocer access y utilizará herramientas para generar consultas sql. deberá conocer otras herramientas para construcción y manejo de bases de datos. Evaluación deberá desarrollarse un proyecto final basado en un problema de la vida real. para este proyecto escribirá una aplicación en c++, vbasic, delphi o java. el proyecto deberá contar por lo menos un 40 % de la calificación. forma de calificar: exámenes parciales 20 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 40 % Bibliografı́a conceptos de bases de datos, abraham silberschatz, henry f. korth, s. sudarshan, 4a edición. McGraw Hill. 149 45. Sistemas operativos Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha sistemas operativos programación II teórico-práctica 5 horas/semana especial de sistemas digitales M.C. Alfonso Alba Cadena mayo 2003 Presentación el curso consta de cinco unidades, en la primera unidad se hace una introducción a los sistemas operativos, y en las restantes unidades se estudian cada uno de las partes que forma todo sistema operativo. Objetivo general al final del curso los alumnos tendrán conocimiento profundo sobre el funcionamiento interno de un sistema operativo. Conceptos fundamentales Objetivo particular en esta unidad se explica un panorama general de los sistemas operativos. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 introducción historia de los sistemas operativos que es un sistema operativo servicios llamadas al sistema Control de procesos Objetivo particular en esta unidad se estudian los aspectos relacionados con el control de procesos, se revisan algunos problemas tı́picos de la comunicación entre procesos. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 introducción paralelismo comunicación y sincronización hilos (threads) 150 Memoria Objetivo particular en esta unidad se estudia la administración de la memoria. se estudia la forma de implementación de memoria virtual y se revisan algunos algoritmos tı́picos de sustitución de páginas. Orden temático 3.1 introducción 3.2 administración de memoria 3.3 intercambio de memoria 3.4 memoria virtual 3.5 segmentación 3.6 administración de memoria en procesador real. se recomienda analizar la administración de memoria de bajo nivel del procesador que esté en más uso en el momento de impartir el curso. es ha criterio del profesor. al momento de escribir este teMario del curso, recomendamos pentium. Entrada salida Objetivo particular esta unidad estudia a los mecanismos usados para entrada salida, ası́ como los métodos para hacerlos eficientes. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 introducción dispositivos hardware e / s software e / s ejemplos de dispositivos Sistemas de archivo Objetivo particular esta unidad estudia la implementación del sistema de archivos, se conocerán los detalles de implementación del sistema de archivos dos y unix. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 introducción archivos directorios mecanismos de protección implementación del sistema de archivos Tendencias en sistemas operativos Objetivo particular esta unidad estudia las tendencias que hay en sistemas operativos. haciendo énfasis en las investigaciones más recientes. la información se obtendrá a partir de artı́culos publicados en revistas y congresos de alto prestigio. 151 Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 kernel monolı́tico estructura en capas microkernel exokernel sistemas operativos orientados a objetos Metodologı́a el curso incluirá teorı́a y prácticas de programación. Evaluación se recomienda la realización de un examen de cada dos unidades. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % prácticas 0 % proyecto final 0 % Bibliografı́a sistemas operativos, diseño e implementación. andrew s. tanenbaum, Prentice Hall, 1998. sistemas operativos, stuart e. madnick y john j. donovan, ed. dina. introducción al unix sistema v., rachel morgan y henry mcgilton, mcgraw hill. unix sistema v versión 4, kenneth h. rosen, richard r. rosisnski james m. farber , mc graw hill. 152 46. Tópicos en sistemas digitales Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha tópicos en sistemas digitales e0302 ninguno teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena mayo 2003 Presentación tanto en el ámbito industrial como en el entorno cientı́fico es importante para el ingeniero en electrónica estar actualizado acerca de las nuevas técnicas que se desarrollan continuamente en las Áreas de sistemas digitales y computación. ası́ mismo, es importante que los profesores transmitan a los alumnos conocimientos basados en su experiencia profesional, los cuales no están necesariamente contemplados en los programas de otros cursos. Objetivo general discutir temas de actualidad y el estado del arte en diversas ramas de sistemas digitales y computación. complementar los conocimientos adquiridos en la carrera con la experiencia profesional del profesor o profesores. Metodologı́a el curso podrá impartirse de forma tradicional, en un salón de clase o laboratorio, o bien utilizando el material y la metodologı́a que más se adecuen a los temas a tratar. idealmente, el profesor deberá contar con experiencia profesional relacionada con el curso y proponer la bibliografı́a adecuada. Evaluación dependerá de los temas tratados en el curso. forma de calificar: se considera variable de acuerdo a los temas que se traten en el curso. 153 47. Programación orientada a objetos Materia Antecedentes sugeridos Carga horaria Elaboró Fecha programación orientada a objetos estructura de datos 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena, Fı́s. Hector Medellı́n Anaya mayo 2003 Presentación en la actualidad, es imprescindible para el desarrollo de software altamente funcional y competitivo tener conocimientos y experiencia en programación orientada a objetos e ingenierı́a de software. estas técnicas son ampliamente utilizadas en los lenguajes de desarrollo visuales y de aplicación especı́fica, como base de datos, matemáticas, diseño y multimedia. Objetivo general estudiar y aplicar la programación orientada a objetos, desde el simple diseño de clases utilizando constructores, destructores, sobrecarga, herencia y polimorfismo, hasta el diseño de plantillas y el manejo de excepciones. aprender los conceptos básicos de ingenierı́a de software y apliCarlos en la construcción de aplicaciones robustas. Clases Objetivo particular entender el paradigma de la programación orientada a objetos con respecto a la programación estructurada. aprender a diseñar y utilizar clases dentro de un programa. utilizar constructores y destructores. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 clases como estructuras de datos acceso a los miembros de una clase métodos tipos de acceso privado y público métodos de acceso a miembros constructores y destructores separación de interface y la implementación en archivos distintos Clases II Objetivo particular conocer y utilizar elementos más avanzados de las clases como el apuntador a un mismo objeto, los miembros estáticos, la asignación dinámica de memoria. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 objetos como miembros de una clase el apuntador this asignación dinámica de memoria para objetos miembros estáticos 154 Sobrecarga de operadores Objetivo particular aplicar la funcionalidad de sobrecarga de operadores de c++ en el desarrollo del software que sea más fácil de mantener y depurar. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 fundamentos de la sobrecarga de operadores operadores de inserción y extracción de flujo sobrecarga de operadores unarios sobrecarga de operadores binarios sobrecarga de operadores de conversión de tipos (typecasting) restricciones de sobrecarga de operadores Herencia Objetivo particular conocer la manera en que una clase puede heredar sus propiedades desde otra clase y agregar nueva funcionalidad. entender la relación entre clases base y sus clases derivadas y aprender a diseñar programas que tomen ventaja de la herencia. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 clases base y clases derivadas conversión entre apuntadores a clases base y apuntadores a clases derivadas tipo de acceso protegido sobrepaso de los métodos de una clase base en una clase derivada constructores y destructores de las clases derivadas diseño de software con herencia Funciones virtuales y polimorfismo Objetivo particular Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 funciones virtuales clases base abstractas polimorfismo destructores virtuales Plantillas Objetivo particular conocer y aplicar las plantillas de función y clase para escribir código más flexible y reutilizable. 155 Orden temático 6.1 plantillas de función 6.2 plantillas de clase 6.3 parámetros constantes Manejo de excepciones Objetivo particular aprender el manejo de excepciones para la construcción de programas más robustos, especialmente en sistemas operativos multiÁrea. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 ¿qué es el manejo de excepciones y cuándo debe utilizarse? manejo básico de excepciones lanzamiento y atrapado de excepciones especificación de excepciones manejo de excepciones en constructores y destructores Introducción a la ingenierı́a de software Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 ciclo de vida del software prototipos diseño de aplicaciones con objetos introducción a herramientas case Metodologı́a se expondrá el material en el salón de clase con múltiples ejemplos funcionales en cada capı́tulo. Evaluación se recomienda evaluar mediante prácticas y proyectos, aunque es posible realizar uno o dos exámenes escritos sobre los conceptos principales del curso. idealmente, se propondrá un proyecto final a realizar en equipos y en el que se apliquen todas las técnicas vistas. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a cómo programar c++, 2a edición deitel y deitel Prentice Hall, 1999 156 48. Redes de datos II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha redes de datos II redes de datos I teórico / práctica 5 horas/semana Fı́s. Alejandro Ochoa Cardiel / M.C. Enrique Stevens Navarro / M.C. Ulises Pineda Rico mayo 2003 Presentación las redes actuales están constituidas por niveles o capas (modelo osi), el presente curso pretende mostrar al alumno los diversos servicios que puede ofrecer una red, ası́ como las prestaciones que la misma puede brindar. Objetivo general mostrar al alumno un enfoque práctico de las herramientas analı́ticas utilizadas en las redes de datos. Introducción Orden temático 1.1 uso de las redes de computadoras 1.2 hardware de red 1.2.1 redes de Área local (lan) 1.2.2 redes de Área metropolitana (man) 1.2.3 redes de Área amplia (wan) 1.2.4 redes inalámbricas 1.2.5 otras redes 1.3 software de red 1.3.1 jerarquı́as de protocolos 1.3.2 servicios orientados a conexión y no orientados a conexión 1.3.3 relación de servicios a protocolos 1.4 modelos de referencia 1.4.1 el modelo de referencia osi 1.4.2 el modelo de referencia tcp / ip 1.4.3 comparación de los modelos de referencia osi y tcp / ip Capa fı́sica Orden temático 2.1 bases teóricas para comunicación de datos 2.1.1 análisis de fourier 2.1.2 señales limitadas en ancho de banda 2.1.3 tasa máxima de transferencia de datos en un canal 2.2 medios de transmisión guiados 2.2.1 medio magnético 2.2.2 par trenzado 2.2.3 cable coaxial 157 2.2.4 fibra óptica 2.3 transmisión inalámbrica 2.3.1 espectro electromagnético 2.3.2 transmisión por radio 2.3.3 transmisión por microondas 2.3.4 ondas infrarrojas y milimétricas 2.3.5 transmisión por ondas luminosas Capa de enlace de datos Orden temático 3.1 problemas de diseño de la capa de enlace de datos 3.1.1 servicios ofrecidos a la capa de red 3.1.2 entramado, control de error y control de flujo 3.2 protocolos elementales de enlace de datos 3.2.1 simplex sin restricciones, simplex para y espera y simplex para un canal ruidoso 3.3 protocolos de ventana deslizante 3.3.1 protocolo de un bit, protocolo con retorno a n y protocolo con repetición selectiva Subcapa de control de acceso al medio Orden temático 4.1 problema de asignación de canal 4.2 protocolos de acceso múltiple 4.2.1 protocolos aloha y csma 4.2.2 protocolos libres de colisión y limitados por contención 4.2.3 protocolos wdma 4.2.4 protocolos para redes de Área local inalámbricas 4.3 ethernet 4.4 conmutación en la capa de enlace de datos Capa de red Orden temático 5.1 problemas de diseño en la capa de red 5.2 algoritmos de encaminamiento básicos 5.3 algoritmos de control de congestión 5.4 calidad de servicio 5.5 capa de red en internet 5.5.1 el protocolo ip 5.5.2 direccionamiento ip 5.5.3 protocolos de control en internet 5.5.4 protocolos de encaminamiento rip, ospf y bgp 158 Capa de transporte Orden temático 6.1 servicios de transporte y elementos de los protocolos de transporte 6.2 protocolos de transporte de internet: udp 6.3 protocolos de transporte de internet: tcp Capa de aplicacion Orden temático 7.1 sistema de nombre de dominio (dns) 7.2 servicios de correo electrónico, www y multimedia Seguridad en redes Orden temático 8.1 introducción a la criptografı́a Tendencias en software para redes de Área local Orden temático 9.1 novell, nt y unix Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por dos unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 20 % prácticas 15 % proyecto final 15 % Bibliografı́a tanenbaum, andrew, computer networks, fourth edition, Prentice Hall, 2002. bertsekas, dimitri, gallager, robert, data networks, second edition,1992. prentice-hall, schwartz, mischa, telecommunication networks: protocols, modeling, and analysis, Addison-Wesley., 1988. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 159 49. Redes de datos III Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha redes de datos II redes de datos I teórico / práctica 5 horas/semana M.C. Enrique Stevens Navarro / Fı́s. Alejandro Ochoa Cardiel / M.C. Ulises Pineda Rico mayo 2003 Presentación en una constante búsqueda por mejorar el desempeño de las redes de datos actuales, no basta con tener un equipo de última generación, sino complementarlo con análisis más profundo, ası́ como mejorar las estrategias del manejo de tráfico. esto, solo podrá ser logrado con el uso correcto de herramientas analı́ticas, ası́ como el refinamiento o mejora de las mismas. Objetivo general mostrar al alumno la aplicación de herramientas analı́ticas en las redes de datos, ası́ como la capacidad de innovación existente en este rubro. asimismo hacer notar que con dichas herramientas el alumno será capaz de analizar, mejorar y corregir posibles errores en el desempeño de una red. Protocolos y enlaces punto a punto Orden temático 1.1 introducción 1.2 la capa fı́sica: canales y módems 1.2.1 multiplexación por división de frecuencia y tiempo 1.2.2 canales digitales 1.2.3 medios de propagación para canales fı́sicos 1.3 detección de errores 1.4 arq: estrategias de retransmisión 1.4.1 arq parar y esperar 1.4.2 arq regresar a n 1.4.3 arq repetición selectiva 1.4.4 arq arpanet 1.5 entramado 1.6 estándares dlc 1.7 iniciación y desconexión para protocolos arq 1.7.1 inicio en presencia de fallas de enlace 1.7.2 protocolo maestro - esclavo para inicio de enlace 1.8 protocolos punto a punto en la capa de red 1.8.1 direccionamiento e identificación de sesión 1.8.2 enumeramiento de paquetes, ventana de control de flujo y recuperación de error 1.8.3 estándar x.25 1.8.4 el protocolo internet 1.9 la capa de transporte 1.9.1 estándar 1.9.2 direccionamiento y multiplexaje en tcp/ip 160 1.9.3 control de flujo en tcp/ip 1.10 isdn de banda ancha y atm Modelos de retardo en redes de datos Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 introducción filas de colas, teorema de little fila de espera m / m / 1 m/m/m, m/m/?, m/m/m/m y otros sistemas de markov el sistema m / g / 1 redes de lı́neas de transmisión teorema de burke teorema de jackson Comunicacion por acceso multiple Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 introducción acceso múltiple ranurado y el sistema aloha aloha ranurado aloha ranurado estabilizado aloha sin ranurar Algorimtos de division Orden temático 4.1 algoritmos de árbol 4.2 algoritmos de división fcfs Sensado de portadora Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 aloha ranurado csma estabilización pseudo bayesiana para csma aloha csma aloha sin ranurar algoritmo de división fcfs para csma Reservaciones de acceso multiple Redes de radio de paquetes Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. 161 Evaluación se recomienda un examen parcial por cada dos unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 20 % prácticas 15 % proyecto final 15 % Bibliografı́a bertsekas, dimitri and gallager, robert, data networks, second edition,1992. Prentice Hall, león garcı́a, alberto and widjaja, indra, communcation networks, McGraw Hill science / engineering / math; 2nd edition, 2003. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2 162 50. Telefonı́a Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha telefonı́a ninguno teórico/práctica 5 horas/semana M.C. Enrique Stevens Navarro / M.C. José Gustavo Pérez / M.C. Ulises Pineda Rico mayo 2003 Presentación como consecuencia del lenguaje como un medio de comunicación interpersonal surge la telefonı́a. ya que ésta, nos permite estar en contacto a grandes distancias. ası́, los sistemas de comunicación telefónica constituyen uno de los principales sistemas de comunicación de uso cotidiano en nuestra sociedad, la cual cada vez exige más y más servicios incluidos dentro del mismo sistema, aparte de voz, demanda transferencias de datos (internet), buzones de voz, identificadores de llamadas, transferencias de llamadas, entre otros. sin embargo, detrás de todo esto existe un respaldo tecnológico y cientı́fico de años atrás, que se fortalece hoy, y que será pilar importante para las siguientes generaciones. Objetivo general mostrar y proporcionar al alumno los elementos suficientes en la operación, diseño, planeación y mantenimiento de sistemas de comunicación telefónica. ası́ como el uso adecuado de herramientas analı́ticas para mejorar el desempeño de tales sistemas Introducción a los sistemas telefonicos. Orden temático 1.1 el sistema telefónico (historia). 1.2 el aparato telefónico. 1.2.1 el aparato telefónico convencional. 1.2.2 circuitos electrónicos de voz. 1.2.3 circuitos electrónicos de marcado y repique. 1.2.4 electrónica en la oficina central. 1.3 jerarquı́a de la red analógica. 1.3.1 jerarquı́a del sistema bell. 1.3.2 sistemas de conmutación. 1.3.3 sistemas de transmisión. 1.3.4 multiplexaje fdm y modulación. 1.3.5 señalización. 1.3.6 interfaces analógicas. 1.4 la introducción de dı́gitos. 1.4.1 digitalización de la voz. 1.4.2 multiplexación por división de tiempo (tdm). 1.4.3 voz y datos. 1.4.4 conmutación digital. 1.4.5 evolución de la red digital. 163 unidad 2: digitalizacion de la voz. Orden temático 2.1 modulación por amplitud de pulso (pam). 2.1.1 la tasa de muestreo de nyquist. 2.1.2 distorsión. 2.2 modulación por codificación de pulso (pcm). 2.2.1 ruido de cuantificación. 2.2.2 ruido de canal en espera. 2.2.3 pcm uniformemente codificado. 2.3 principales códigos de transmisión utilizados en telefonı́a. 2.3.1 prz, ami, duobinario, manchester diferencial, miller, nrz-l, nrz-m, rz, bifase-l, bifase-m, bifase-s, etc. Conmutación Orden temático 3.1 funciones de la conmutación. 3.2 conmutación por división de espacio. 3.2.1 conmutación de etapas múltiples. 3.2.2 redes de clos. 3.3 conmutación por división de tiempo. 3.3.1 conmutación por división de tiempo. 3.3.2 conmutación temporal digital. 3.4 conmutación bidimensiónal. 3.4.1conmutación sts. 3.4.2 conmutación tst. Señalizacion Orden temático 4.1 el sistema ss7. Lı́neas de transmisión Orden temático 5.1 parámetros r, l, c y g de una lı́nea de transmisión. 5.2 impedancia caracterı́stica, constante de atenuación, constante de fase y velocidad de fase de una lı́nea de transmisión. Introducción al análisis de trafico Orden temático 6.1 modelos probabilı́sticos del tráfico. 6.2 filas de espera. 164 Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por cada dos unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a bellamy, john, digital telephony, third edition, 2000. wiley interscience, bigelow stephen j., carr Joséph j., winder steve, understanding telephone electronics, fourth edition, 2001. butterworth-heinemann, a study of non-blocking switching networks, clos, charles. the bell system technical journal, vol. 32, pages 406-424, march 1953. telecommunication networks: protocols, modeling, and analysis, schwartz, mischa, Addison-Wesley., 1988. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 165 51. Antenas y propagación Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha antenas y propagación f0217 sistemas lineales I teórica 5 horas/semana especial comunicaciones r. Joaquı́n Sada Anaya / Dr. Raul Balderas Navarro mayo 2003 Presentación este curso está orientado a cubrir las necesidades de aquellos que estarán relacionados con, o piensen dedicarse a la ingenierı́a eléctrica y a las comunicaciones (transmisión y recepción de señales) y deberá llevarse en el séptimo u octavo semestre, por lo cual requiere de al menos un curso de electromagnetismo intermedio que incluya las ecuaciones de maxwell, y otro de métodos matemáticos. Objetivo general introducir al estudiante en la teorı́a fundamental de antenas, con cierto énfasis en los proceso fı́sicos de radiación, seguido por el estudio de los parámetros fundamentales de antenas. finalmente, se provee al estudiante con la capacidad de diseñar, con ayuda de software, las antenas básicas. Introducción Orden temático 1.1 importancia de las antenas en los sistemas de comunicación inalámbrica 1.2 introducción de los tipos de antenas para comunicación inalámbrica 1.3 estado del arte de los sistemas de comunicación personal y la justificación del dominio en el conocimiento de los parámetros de antenas. Antenas Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 tipos de antenas y un repaso de las ecuaciones de maxwell el mecanismo de radiación distribuciones de corrientes en metales debido a corrientes alternas introducción al análisis de elementos finitos en matlab Parametros fundamentales de antenas Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 patrones de radiación, densidad e intensidad de potencia directividad algunas técnicas numéricas eficiencia de una antena ancho de haz 166 3.6 polarización 3.7 impedancia de entrada 3.8 eficiencia de radiación 3.9 apertura efectiva de una antena 3.10 ecuación de friis 3.11 sección eficaz del radar 3.12 apertura de una antena Antenas lineales Orden temático 4.1 dipolos 4.2 efectos de tierra 4.3 impedancia mutua Antenas de lazo Orden temático 5.1 lazos rectangulares y circulares. antenas con elementos de ferritas 5.2 efectos de tierra Arreglos de antenas Orden temático 6.1 arreglo hansen-woodyard y arreglos lineales uniformes 6.2 arreglo lineal de dolph-tschebyscheff 6.3 acoplamiento mutuo Técnicas de acoplamiento por impedancia Orden temático 7.1 antena bicónica 7.2 técnicas de acoplamiento. carta de smith Antenas de banda ancha Orden temático 8.1 antena rómbica 8.2 antena de hélica 8.3 arreglo yagi-uda (incluyendo diseño en matlab) Antenas para comunicación inalambrica Orden temático 9.1 dipolos 9.2 lazos 9.3 antenas de parche en miniatura 167 Medición de parametros Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 cálculo de bandas Campos cercanos y lejanos medición del patrón de radiación ganancia y directividad eficiencia impedancia polarización Metodologı́a exposición de la teorı́a en pizarrón. serie de problemas por capı́tulo. dos exámenes parciales y un proyecto de diseño final. en lo posible, se buscará que los estudiantes realicen mediciónes de parámetros de antenas en alguna compañı́a privada de telefonı́a celular. Evaluación se harán al menos dos exámenes parciales más un trabajo individual o por equipo forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a antenna theory: analysis and design, c. balanis. john wiley & sons; 2nd edition, 1996. antenna and em modelling with matlab. s. makarov. john wiley & sons. 2002 168 52. Tópicos en comunicaciones Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha tópicos en comunicaciones ninguno teórico-práctica 5 horas/semana M.C. José Gustavo Pérez mayo 2003 Presentación tanto en el ámbito industrial como en el entorno cientı́fico es importante para el ingeniero en electrónica estar actualizado acerca de las nuevas técnicas que se desarrollan continuamente en el Área de comunicaciones. ası́ mismo, es importante que los profesores transmitan a los alumnos conocimientos basados en su experiencia profesional, los cuales no están necesariamente contemplados en los programas de otros cursos. Objetivo general discutir temas de actualidad y el estado del arte en diversas ramas de comunicaciones. complementar los conocimientos adquiridos en la carrera con la experiencia profesional del profesor o profesores. Metodologı́a el curso podrá impartirse de forma tradicional, en un salón de clase o laboratorio, o bien utilizando el material y la metodologı́a que más se adecuen a los temas a tratar. idealmente, el profesor deberá contar con experiencia profesional relacionada con el curso y proponer la bibliografı́a adecuada. Evaluación se propondrá de acuerdo al contenido del curso. forma de calificar: se considera variable de acuerdo a los temas que se traten en el curso. 169 53. Fibras ópticas Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha fibras ópticas e0409 electrónica I teórica 5 horas/semana especial de comunicaciones e instrumentación y control M.C. José Gustavo Pérez mayo 2003 Presentación el programa del curso está constituido por 6 unidades, empezando por los conocimientos básicos relacionados a la propagación luminosa en forma de rayos hasta la forma en que influye la frecuencia y los efectos de dispersión para el cálculo del ancho de banda y velocidad de transmisión. Objetivo general explicar en forma detallada la propagación de luz en diferentes medios, su aplicación en comunicación y la importancia actual en los sistemas de comunicación. Introducción Objetivo particular en esta unidad se explica el uso de la fibra óptica (pequeñas pérdidas y gran capacidad para transmitir información). Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 fibras ópticas notas históricas desarrollos recientes aplicaciones fı́sica de la luz Objetivo particular en esta unidad se explican los principios fı́sicos relacionados a la propagación de la luz, el comportamiento de las ondas electromagnéticas y su espectro, siendo la luz parte de este espectro. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 ondas electromagnéticas rayos ópticos reflexión refracción difracción 170 Principios de fibras ópticas Objetivo particular el estudiante conocerá la reflexión interna total, como el principio básico en la propagación de fibras, incluyendo los modos de propagación, el ángulo de aceptación y la apertura numérica. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 propagación de la luz modos de propagación conversión modal ángulo de aceptación y apertura numérica velocidad de propagación Caracteristicas de las fibras Objetivo particular identificar las causas de pérdida y dispersión de energı́a y sus efectos sobre el desempeño en la fibra. Orden temático 4.1 pérdidas en las fibras 4.2 dispersión 4.3 ventanas de menor perdida (longitud de onda) Fibras ópticas Objetivo particular distinguir diferentes tipos de fibras y algunas de sus caracterı́sticas importantes: ı́ndice de escalón, ı́ndice gradiente, diferentes estructuras para fibras monomodo, fibras plásticas, etc. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 indice escalón indice gradiente fibras monomodo otras fibras Principios de comunicacion Objetivo particular se explicará la transmisión de datos analógicos en forma digital, la velocidad de datos, ancho de banda y dispersión, ası́ como la relación existente entre ellas. 171 Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 sistemas analógicos digitales transmisión analógica transmisión digital codificación digital velocidad de datos, ancho de banda y dispersión Metodologı́a el maestro hará varios ejemplos sobre los temas expuestos para complementarse con tareas y trabajos de investigación asignados en la materia. Evaluación para lograr el objetivo de enseñanza aprendizaje se desarrollar’an un mı́nimo de 3 exámenes que se complementarán con los trabajos asignados. forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a optoelectronics/fiber optics oplication manual. segunda edición, hewlett packard. mc graw hill. integrated circuits and semiconductor devices: theory and aplication. gordon j. deboo, clifford n. burrous. mc graw hill. 172 54. Sistemas vı́a satélite y microondas Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha sistemas vı́a satélite y microondas ninguno teórico / práctica 5 horas/semana M.C. José Gustavo Pérez / M.C. Enrique Stevens Navarro / M.C. Ulises Pineda Rico abril 2003 Presentación la tendencia humana a estar en contacto a pesar de las largas distancias, lo han orillado a buscar alternativas no costosas para lograr tal objetivo. con esta idea, sé dió origen al satélite; un dispositivo que actúa como receptor y transmisor en el cielo, utilizando microondas para atravesar la atmósfera. y de esta manera establecer enlaces punto a punto entre lugares remotos. el presente curso hace un estudio teórico / práctico de estos dispositivos, ası́ como un análisis a fondo del uso de las microondas como medio de transmisión inalámbRico. Objetivo general mostrar al alumno las herramientas analı́ticas existentes para poder llevar a cabo enlaces punto a punto utilizando esta tecnologı́a. asimismo mostrar las ventajas que mantienen a los satélites aún como un medio necesario de comunicación. Introducción. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 historia. desarrollo. organización de un sistema de comunicación satelital. tipos de órbita. evolución de las comunicaciones satelitales. desarrollo de servicios. análisis de enlace. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 parámetros de una antena. potencia emitida en una dirección dada. potencia de recepción. potencia de ruido en el receptor. razón portadora-ruido en el receptor. influencia del medio de propagación. compensación por los efectos del medio. restricciones. 173 Técnicas de transmisión. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 señales caracterı́sticas. enlace punto a punto. desempeño. disponibilidad. tiempo de propagación. transmisión analógica. transmisión digital. Acceso multiple. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 leyes de tráfico. encaminamiento. principio de acceso múltiple. acceso múltiple por división de frecuencia (fdma). acceso múltiple por división de tiempo (tdma). acceso múltiple por división de código (cdma). asignamiento fijo y por demanda. acceso aleatorio. Microondas. Orden temático 5.1 microondas punto a punto. 5.2 el enlace microondas punto a punto. 5.3 multicanalización en microondas. 5.4 el transmisor y receptor de un sistema microondas tı́pico. 5.5 cavidades resonantes. 5.6 parámetros distribuidos s. 5.7 microcintas. 5.8 guı́as de onda. 5.9 acoplamiento. 5.10 tubos activos de microondas. 5.11 diodos de microondas. Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por unidad o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: 174 exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a satellite communications systems: systems, techniques and technology, maral, g., bousquet, m., john wiley & sons, 2002. wireless communications: principles & practice, rappaport, theodore s., Prentice Hall inc., 2002. lı́neas de transmisión, neri vela, rodolfo, McGraw Hill, 1999. transmission line design handbook, wadell, brian c., artech house, 1991. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 175 55. Sistemas de comunicación personal Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha sistemas de comunicación personal probabilidad teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Ulises Pineda Rico / M.C. Enrique Stevens Navarro mayo 2003 Presentación el curso constituye un conjunto de conocimientos fundamentales acerca de conceptos prácticos y teóricos, que conforman las bases de las comunicaciones inalámbricas. Objetivo general mostrar al alumno las principales tecnologı́as de comunicación inalámbrica, ası́ como la integración le herramientas como probabilidad, electromagnetismo, teorı́a de comunicación, entre otras; hacia las mismas. Introducción Orden temático 1.1 introducción e historia de los sistemas móviles celulares. 1.2 descripción de fdma, tdma, cdma. 1.3 sistemas pcs y digital. Modelo de un canal móvil Orden temático 2.1 modelos de propagación. 2.2 modelos de pérdidas por trayectoria (pathloss). 2.3 modelos de desvanecimiento (fading). 2.3.1desvanecimiento a corto y largo plazo. 2.3.2 desvanecimiento lento y rápido. 2.3.3 concepto de frecuencia selectiva y desvanecimiento plano. 2.3.4 modelos simples de desvanecimiento por frecuencia selectiva. Diseño de enlace Orden temático 3.1 concepto de una celda. 3.1.1 clusters de celdas y cálculo de un radio de celda. 3.2 reuso de frecuencia y cci. 3.3 antenas omnidireccionales y de sector. 3.4 cobertura de celdas y microceldas. 176 Modulación y demodulación Orden temático 4.1 esquemas de modulación digital. 4.1.1us digital, jdc, gsm, qpsk, oqpsk, ?/4 qpsk, ?/4 dqpsk, msk y gmsk. 4.2 cálculo de ber. 4.3 receptores de correlación y cdma. 4.4 efecto del desvanecimiento en el desempeño de los sistemas. Diversidad en sistemas móviles Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 diversidad espacial. diversidad de polarización. diversidad por frecuencia. mejoras en el desempeño del ver. el receptor rake en cdma. tópicos varios Orden temático 6.1 concepto de erlangs. 6.2 grado de servicio. 6.3 cálculo erlang b. Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por cada dos unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % Bibliografı́a wireless communications: principles & practice rappaport, theodore s., Prentice Hall inc., 1996. project-based instruction in wireless communications at the junior level shankar p.m, eisenstein b.a. ieee transactions on education, vol. 43, no. 3, august 2000. 177 guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica consejo técnico del egel-ieo CENEVAL, 2000. 178 56. Audio I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha audio I e0411 electrónica II teórico/práctica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Objetivo general dar a conocer los principios básicos del sonido y las fuentes que lo reproducen ası́ como los sistemas reductores de ruido y los medidores de señales de audio. Parametros de señales y sistemas Orden temático 1.1 introducción 1.2 ancho de banda 1.3 razón de rechazo en modo común 1.4 cruce de información 1.5 factor de amortiguamiento 1.6 el decibel 1.7 distorsión 1.8 rango dinámico 1.9 respuesta en frecuencia 1.10 impedancia 1.11 ruido rosa 1.12 rudo blanco 1.13 la octava 1.14 medidores de pico 1.15 fase 1.16 potencia 1.17 sensitividad 1.18 razón de señal a ruido 1.19 medidores vu Microfonos Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 clasificación de los micrófonos caracterı́sticas técnicas de los micrófonos micrófonos omnidireccionales micrófonos bidireccionales micrófonos semidireccionales micrófonos unidireccionales micrófonos de alta impedancia 179 2.8 micrófonos de media impedancia 2.9 micrófonos de baja impedancia 2.10 micrófonos de carbón 2.11 micrófonos de cristal 2.12 micrófonos cerámicos 2.13 micrófonos dinámicos 2.14 micrófonos capacitivos 2.15 micrófonos electret 2.16 micrófonos de cinta Alambres y cables para audio Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 introducción cables para micrófono cable para nivel de lı́nea cables multipar cables para datos y control cables para comunicaciones cables para bafles cables de potencia Cabezas y cintas magneticas Orden temático 4.1 cabezas grabadoras 4.2 cabezas reproductoras 4.3 cabezas mixtas de grabación reproducción 4.4 cabeza de borrado 4.5 cabeza de campo cruzado 4.6 métodos de magnetización 4.7 cabezas magnéticas para grabación de estéreo 4.8 alineación de las cabezas magnéticas 4.9 desmagnetización y limpieza 4.10 curva de histéresis de una cinta magnética 4.11 registro de una cinta magnética 4.12 borrado de una cinta magnética 4.13 lectura de una cinta magnética 4.14 constitución de una cinta magnética 4.15 tipos de cintas magnéticas 4.16 caracterı́sticas técnicas de la cinta magnética Mecanismo de arrastre de la cinta en magnetófonos Orden temático 5.1 generalidades 5.2 mecanismos de arrastre de la cinta 5.3 sistema de arrastre con 3 motores 180 5.4 5.5 5.6 5.7 sistema de arrastre con 2 motores sistema de transmisión con un solo motor wow y flutter sistemas de arrastre para magnetófonos a cassette Oscilador de borrado y premagnetizacion en magnetófonos Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 introducción circuito oscilante lc circuitos osciladores lc utilizados en magnetófonos circuito de premagnetización circuito polarizador de la cabeza grabadora utilización de la cabeza grabadora como reproductor Control automático del nivel de grabación Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 introducción principio de funcionamiento de un control automático de nivel control automático de nivel con diodos control automático de nivel con transistores curvas caracterı́sticas del control automático de nivel control automático de nivel de grabación en aparatos estereofónicos Sistemas reductores de ruido Orden temático 8.1 generalidades 8.2 sistema reductor de ruido dnl 8.3 los sistemas dolby 8.4 el sistema dolby tipo a 8.5 el sistema dolby tipo b 8.6 el sistema dolby tipo c 8.7 el sistema dolby hx 8.8 reductor de ruido dbx 8.9 el sistema telcom c - 4 8.10 el sistema high com 8.11 sistema awrs y super awrs 8.12 sistema vnr VU-metros y medidores de pico Orden temático 9.1 9.2 9.3 9.4 generalidades el vúmetro medidores de pico vúmetro para alto nivel 181 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 vúmetro para bajo nivel medidor de pico de haz luminoso indicadores de balance vúmetros con leds vúmetros con displays fluorescentes Auriculares Orden temático 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 auriculares dinámicos auriculares piezoeléctricos auriculares electrostáticos auriculares abiertos auriculares cerrados auriculares semiabiertos caracterı́sticas técnicas de los auriculares Audio digital Orden temático 11.1 conversión analógica a digital 11.2 conversión digital a analógica 11.3 evaluación de sistemas de audio digital de alta calidad 11.4 grabación en cinta de audio digital 11.5 procesadores de efectos especiales en audio digital 11.6 sincronización 11.7 conversión en la frecuencia de muestreo 11.8 circuitos de muestreo y retención 11.9 modulación 11.10 creación de efectos especiales 11.11 reverberación 11.12 formato digital del disco compacto 11.13 corrección de errores y técnicas de control 11.14 métodos de modulación 11.15 subcódigos 11.16 requerimientos ópticos 11.17 servomecanismo 11.18 reproductor de discos compactos Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón y al final de cada tres capı́tulos el alumno desarrollará una práctica, también habrá sesiones de resolución de problemas. Evaluación un examen y una práctica por cada tres unidades permitirá obtener la calificación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % 182 examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a audio engineering handbook k. blair benson editorial mcgrawhill handbook for sound engineers glen ballou editorial sams alta fidelidad francisco ruiz vasallo editorial ceac manual de alta fidelidad y sonido profesional serie mundo electrónico editorial marcombo 183 57. Audio II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha audio II audio I teórico /práctica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Objetivo general entender el funcionamiento general de un sistema de sonido desde el micrófono pasando por el preamplificador o consola mezcladora, el amplificador de potencia y la reproducción final en los bafles. Principios de interconexion Orden temático 1.1 lı́neas balanceadas 1.2 lı́neas no balanceadas 1.3 impedancia alta y baja en micrófonos 1.4 nivel de circuitos alta y baja 1.5 lı́neas terminales y Puenteadas 1.6 polaridad y fase 1.7 modo diferencial ó común 1.8 circuitos acoplados en ac y dc 1.9 distribución de bafles de alta impedancia 1.10 interfaces de bafles de baja impedancia 1.11 salidas Puenteadas en amplificadores de potencia 1.12 interfaces digitales 1.13 fibras ópticas 1.14 lı́neas de transmisión Ruidos en sistemas de audio Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Campos electromagnéticos fuentes emi acoplamiento emi controlando el ruido emi formas de minimizar y controlar el ruido emi Preamplificadores Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 constitución general de un preamplificador el selector de entradas preamplificación con transistores preamplificación con operacionales 184 3.5 acoplamiento entre etapas preamplificadoras 3.6 ecualización 3.7 controles de tono 3.8 control de volumen 3.9 silenciador 3.10 balance 3.11 conmutador de modo Ecualizadores y mezcladoras Orden temático 4.1 tipos de ecualizadores 4.2 ecualizadores seleccionables 4.3 ecualizadores gráficos 4.4 ecualizadores paramétricos 4.5 respuesta en frecuencia de un ecualizador 4.6 forma de ecualizar 4.7 mezclador 4.8 mezclador potenciométrico 4.9 mezclador transistorizado 4.10 mezclador con circuito integrado Amplificadores de potencia Orden temático 5.1 introducción 5.2 etapa final simple 5.3 amplificadores finales en contra fase 5.4 amplificadores clase a 5.5 amplificadores clase b 5.6 amplificadores clase ab 5.7 inversores de fase transistorizados 5.8 amplificadores de potencia con transistores complementarios 5.9 amplificador final con circuito integrado 5.10 distorsiones en los amplificadores 5.11 retroalimentación en los amplificadores 5.12 circuitos retroalimentados en amplificadores con transistores 5.13 circuitos retroalimentados en amplificadores con circuitos integrados 5.14 radiadores de calor 5.15 cálculo de la resistencia térmica de un radiador 5.16 caracterı́sticas técnicas de los amplificadores de potencia Pantallas acústicas Orden temático 6.1 constitución de los altavoces 6.2 altavoces dinámicos 6.3 altavoces electrodinámicos 185 6.4 altavoces electrostáticos 6.5 altavoces piezoeléctricos 6.6 caracterı́sticas técnicas de un altavoz 6.7 altavoces para tonos graves 6.8 altavoces para tonos medios 6.9 altavoces para tonos agudos 6.10 conexiones de altavoces 6.11 cajas acústicas 6.12 bafle perfecto 6.13 bafle cerrado 6.14 bafle reflector de bajos 6.15 pantallas acústicas con radiador pasivo 6.16 trompetas Diseño de bafles Orden temático 7.1 parámetros thiele small 7.2 medición de parámetros thiele small usando el programa mlssa 7.3 ecuaciones de diseño para caja cerrada 7.4 ecuaciones de diseño para reflejo de bajos 7.5 programas leap 7.6 utilerı́as 7.7 librerı́as tsl 7.8 librerı́as ecl 7.9 librerı́as pwl 7.10 librerı́as afl 7.11 librerı́as dgl 7.12 gráficas obtenidas con leap 7.13 optimización del bafle Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón y al final de cada capı́tulo el alumno desarrollará una práctica, también habrá sesiones de resolución de problemas. Evaluación un examen y una práctica por cada dos unidades permitirá obtener la calificación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a audio engineering handbook k. blair benson editorial mcgrawhill handbook for sound engineers glen ballou editorial sams 186 alta fidelidad francisco ruiz vasallo editorial ceac manual de alta fidelidad y sonido profesional serie mundo electrónico editorial marcombo 187 58. Procesamiento de señales de audio Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha procesamiento de señales de audio sistemas lineales II teórico-practico 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Objetivo general conocer la forma en que se procesa una señal de audio para poder realizar pruebas de respuesta en frecuencia en bafles y en auditorios ası́ como la medición de los tiempos de reverberación y los ı́ndices de Intelegibilidad en una sala de escuchar. El espectro de audio Orden temático 1.1 introducción 1.2 energı́a y potencia de una señal 1.3 representación sinusoidal y fasorial 1.4 lı́neas espectrales 1.5 análisis de series de fourier 1.6 series discretas de fourier 1.7 densidad espectral y la transformada de fourier 1.8 señal impulso 1.9 espectro de potencia 1.10 señales analı́ticas 1.11 distorsión de señales 1.12 mediciónes sinusoidales de estado estacionario 1.13 respuesta en frecuencia 1.14 fase y retardo de grupo 1.15 fase lineal y fase mı́nima Prueba y mediciónes de audio Orden temático 2.1 propósito de las mediciónes de audio 2.2 técnica rms 2.3 mediciónes de respuesta promedio 2.4 mediciónes de respuesta pico 2.5 mediciónes de cruce de información 2.6 mediciónes de ruido 2.7 mediciónes de fase 2.8 mediciónes de respuesta en frecuencia 2.9 mediciónes fft 2.10 distorsión no lineal 2.11 mediciónes en el dominio del tiempo 188 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 mediciónes de impedancia wow y flutter mediciónes audiométricas medidores de nivel de sonido espectometrı́a Programa melissa Orden temático 3.1 comandos principales 3.2 menús en el dominio del tiempo 3.3 menús en el dominio de la frecuencia 3.4 respuesta al impulso 3.5 respuesta al escalón 3.6 gráfica de schröeder 3.7 curva de energı́a acumulativa 3.8 curvas de energı́a tiempo 3.9 ventanas de tiempo 3.10 curvas en 3 dimensiónes 3.11 retardo de grupo 3.12 gráfica de nyquist 3.13 gráfica de bode 3.14 gráficas de fase Pruebas para bafles Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 caracterı́sticas de la respuesta en frecuencia directividad eficiencia en potencia distorsión no lineal impedancia eléctrica capacidad de manejo de potencia respuesta de transientes Medidas de las propiedades acústicas de cuartos, estudios y auditorios Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 tiempo de reverberación reflexiones priMarias técnicas de correlación medición de la Intelegibilidad de la voz medición sti y rasti medición de parámetros acústicos Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón y al final de cada capı́tulo el alumno desarrollará una práctica, también habrá sesiones de resolución de problemas. 189 Evaluación un examen y una práctica por cada unidad permitirá obtener la calificación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a manual de referencia del programa mlssa versión 9.0 system and signal análisis audio engineering handbook chi-tsong chen k. blair benson saunders college mcgraw 190 59. Filtros activos Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Área Elaboró Fecha filtros activos e0504 sı́ntesis de circuitos teórica-práctica 5 horas/semana especial de comunicaciones e intrumentación y control M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Presentación la mayorı́a de los sistemas de audio utilizan filtros activos; dentro de estos sistemas podemos hablar de las mezcladoras, los ecualizadores, los preamplificadores y los separadores de frecuencia. debido a esto es muy importante que un ingeniero electrónico conozca como es que se diseñan este tipo de equipos. Objetivo general diseñar equipo de audio. Manejo de programas Objetivo particular que el estudiante conozca algunos programas de computación que pueden simular filtros. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 manejo manejo manejo manejo del del del del programa programa programa programa cao II filtro leap filter Filtros con ganancia finita Objetivo particular a partir de un diseño propio el alumno construirá filtros activos con ganancia finita. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 el filtro amplificador rc filtro pasabajos con ganancia finita filtro pasaaltos con ganancia finita filtro pasabanda con ganancia finita filtros de órdenes mayores a 2 filtros que realizan ceros complejos conjugados 191 Filtros con ganancia infinita Objetivo particular a partir de un diseño propio el alumno construirá filtros activos con ganancia infinita. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 filtro pasabajos con ganancia infinita filtro pasaaltos con ganancia infinita filtro pasabanda con ganancia infinita filtros con varios amplificadores el filtro activo universal integradores Métodos de simulacion de redes pasivas Objetivo particular aplicando los conocimientos adquiridos en el curso de sı́ntesis de circuitos diseñar filtros activos a partir de filtros pasivos. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 diseño de filtros activos mediante la simulación de inductancias (gic) resistores negativos dependientes de la frecuencia (fdnr) técnicas de salto de rana el bloque resonador priMario métodos de cascada en paralelo sensitividad en filtros activos Aplicaciones Objetivo particular aplicar los conocimientos adquiridos en las unidades anteriores para diseñar equipo de audio. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 filtros infrasónico y subsónico controles de tono osciladores filtros para la corrección riaa ponderación a y c con sonómetros ecualizadores separadores de frecuencia Metodologı́a en cada una de las unidades se expondrá la teorı́a acompañada de varios ejemplos; al final de cada unidad el alumno realizará una práctica en el laboratorio para corroborar la teorı́a presentada en clase; también se encargará un proyecto final al terminar de exponer toda la teorı́a. 192 Evaluación un examen y una práctica por cada unidad, ası́ como el proyecto final le permitirá al profesor establecer la evaluación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 30 % examen final 10 % prácticas 40 % proyecto final 20 % Bibliografı́a introduction to the theory and design of active filters, l.p. huelsman y p.e. allen. editorial mc graw hill active filter cookbook, don lancaster editorial sam complete guide to active filter design, op amps y passive components z. h. meiksin. editorial prentice - hall. 193 60. Ingenierı́a acústica II Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha ingenierı́a acústica II ingenierı́a acústica I teórica - práctica 5 horas/semana M. en. C. Mario Llanas Arana. mayo 2003 Objetivo general se desarrollan los conceptos básicos sobre las caracterı́sticas de la voz y de la audición, ası́ como los fundamentos y caracterı́sticas de los instrumentos musicales, las fuentes de ruido e ı́ndices de valoración ası́ como los principios básicos de la acústica arquitectónica con el propósito de que el alumno empiece a comprender donde es más utilizada la acústica. La voz y la audición Orden temático 1.1 introducción 1.2 el mecanismo de la voz: caracterı́sticas acústicas 1.3 el mecanismo de la voz: interferencia de la palabra 1.4 umbrales de la audición 1.5 tono de los sonidos 1.6 niveles de los sonidos 1.7 timbre de los sonidos 1.8 sonidos adicionales y diferenciales 1.9 efecto de enmascaramiento 1.10 audición binaural La musica (instrumentos y caracteristicas) Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 introducción escalas musicales instrumentos musicales instrumentos musicales de cuerda instrumentos musicales de viento instrumentos musicales de percusión configuración de los instrumentos musicales de una orquesta El ruido acústico Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 introducción tipos de ruidos fuentes de ruido ı́ndices de valoración de ruido 194 3.5 molestias causadas por el ruido Transductores electro-mecánico acústicos Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 introducción principios de los transductores transductores de bobina móvil transductores piezoeléctricos transductores electrostáticos transductores mecánico-acústicos caracterı́sticas de los ultrasonidos Acústica arquitectonica Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 introducción el campo sonoro en recintos materiales para acondicionamiento y aislamiento acústico aislamiento acústico acondicionamiento acústico Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón y al final de cada capı́tulo el alumno desarrollará una práctica, también habrá sesiones de resolución de problemas. Evaluación un examen y una práctica por cada unidad permitirá obtener la calificación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a ingenierı́a acústica manuel recuero editorial paraninfo acoustics leo l. beranek acoustical society of america acoustical measurements leo l. beranek acoustical society of america 195 61. Microcontroladores Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha microcontroladores e0207 microprocesadores teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Carlos Canto Quintal 25-sep-97 Presentación es un curso teórico - práctico de un nivel intermedio, no introductorio, que se intenta cubrir con 9 unidades, que abarcan desde que es un microcontrolador hasta aplicaciones reales, para comprobar la operación del sistema construido y un proyecto final integrador de todo lo anterior. Objetivo general diseñar un sistema construido en base a un microcontrolador y aplicarlo en la solución de un problema real. Introducción Objetivo particular explicar la diferencia entre microprocesador, microcomputadora y microcontrolador. ası́ como describir los tipos existentes y aplicaciones genéricas de microcontroladores. Orden temático 1.1 microprocesador, microcomputadora y microcontrolador 1.2 algunos tipos de microcontroladores 1.3 ejemplos de aplicaciones de los microcontroladores Arquitectura de la familia 8051 Objetivo particular describir en forma general la arquitectura de la familia de microcontroladores 8051 de Intel. Orden temático 2.1 descripción de los miembros de la familia 8051 2.2 distribución de memoria a) memoria de programa b) memoria de datos 2.3 puertos paralelos 2.4 temporizadores/contadores 2.5 manejo de interrupciones 2.6 puerto serial 196 Implementacion de un sistema basado en el 8031 Objetivo particular que el alumno implemente su propio sistema basado en un microcontrolador 8031 y sea capaz de probar su funcionamiento. Orden temático 3.1 el reloj y ciclos de máquina 3.2 memoria interna a) de programa b) de datos 3.3 expansión de memoria a) de programa b) de datos 3.4 el manejo de los puertos paralelos 3.5 expansión de puertos paralelos El manejo de las interrupciones Objetivo particular manipular las interrupciones del 8051 y utilizarlas para resolver problemas de aplicaciones reales. Orden temático 4.1 interrupciones internas 4.2 interrupciones externas 4.3 aplicaciones Temporizadores/contadores Objetivo particular prácticará la arquitectura de los contadores/temporizadores del 8051, sus modos de operación y su programación para aplicaciones. Orden temático 5.1 arquitectura de los temporizadores/contadores 5.2 modos de programación 5.3 aplicaciones Puerto serial Objetivo particular que el alumno use el 8031 en aplicaciones de comunicación serial. 197 Orden temático 6.1 arquitectura del puerto serie 6.2 modos de programación 6.3 ejemplos de comunicación serial Programación Objetivo particular el estudiante usará el ensamblador y el simulador de la familia 8051. Orden temático 7.1 7.2 7.3 7.4 descripción del menú de instrucciones modos de direccionamiento ensamblador y simulador (avmac51 y avsim51) ejemplos Aplicaciones Objetivo particular el estudiante resolverá problemas de control usando su sistema basado en el 8051. Orden temático 8.1 8.2 8.3 8.4 teclado de matriz display de cristal lı́quido control de motores de paso otros Proyecto final Objetivo particular que el alumno integre todo lo aprendido en el curso para resolver un problema (tema libre) real usando su sistema en el microcontrolador 8031. Metodologı́a el profesor se auxiliará de acetatos para explicar la arquitectura del microcontrolador, dirigirá a los alumnos en la elaboración de sus sistema basado en el 8051. enseñará, en una o varias sesiones, en el centro de cómputo el manejo del ensamblador, simulador y sistema de desarrollo para el 8051. Evaluación se recomienda realizar cuando menos 2 exámenes escritos, un examen en el centro de cómputo para el manejo del ensamblador, simulador y tomar en cuenta el proyecto final como un porcentaje importante en la calificación final. 198 Bibliografı́a introducción a los microcontroladores hardware, software, aplicaciones José adolfo gonzález vázquez mcgraw hill apuntes sobre microcontroladores M. en. C. Carlos Canto Quintal facultad de Ciencias uaslp 8 bit embedded controller handbook, Intel 199 62. Diseño de equipo de audio Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha diseño de equipo de audio filtros activos teórica-práctica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Objetivo general que el estudiante valiéndose de todos los conocimientos adquiridos en sus cursos anteriores aprenda las técnicas para diseñar equipo de audio. Diseño de sonometros Diseño de audiometros Diseño de separadores de frecuencia Diseño de ecualizadores Diseño de mezcladoras Diseño de generadores de tonos cortados Diseño de circuitos medidores de fase Diseño de circuitos medidores de impedancia Diseño de preamplificadores Diseño de amplificadores de potencia Metodologı́a exposición de cómo se han diseñado los equipos de audio que se encuentran en el laboratorio de acústica y desarrollo de algunas prácticas relacionadas con ellos. este curso solamente podrá ser recursado y no tiene examen a titulo o exámenes de regularización. Evaluación el alumno tendrá que diseñar al final del curso un equipo especı́fico de audio que podrı́a servirle también como proyecto de tesis. forma de calificar: exámenes parciales 0 % examen final 00 % prácticas 60 % proyecto final 40 % Bibliografı́a tesis que se han desarrollado como equipos en el laboratorio de acústica. 200 63. Tópicos en acústica Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha tópicos en acústica ninguno teórico-práctica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Presentación tanto en el ámbito industrial como en el entorno cientı́fico es importante para el ingeniero en electrónica estar actualizado acerca de las nuevas técnicas que se desarrollan continuamente en el Área de acústica. ası́ mismo, es importante que los profesores transmitan a los alumnos conocimientos basados en su experiencia profesional, los cuales no están necesariamente contemplados en los programas de otros cursos. Objetivo general discutir temas de actualidad y el estado del arte en diversas ramas de la acústica. complementar los conocimientos adquiridos en la carrera con la experiencia profesional del profesor o profesores. Metodologı́a el curso podrá impartirse de forma tradicional, en un salón de clase o laboratorio, o bien utilizando el material y la metodologı́a que más se adecuen a los temas a tratar. idealmente, el profesor deberá contar con experiencia profesional relacionada con el curso y proponer la bibliografı́a adecuada. Evaluación dependerá del contenido que se establezca en el curso. forma de calificar: se considera variable de acuerdo a los temas que se traten en el curso. 201 64. Estructuras de datos Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha estructuras de datos programación numerica teórica - práctica 5 horas/semana M.C. Alfonso Alba Cadena, Fı́s. Hector Medellı́n Anaya septiembre de 2002 Presentación el programa del curso incluye los conceptos básicos de información y sus estructuras, los elementos esenciales de estructura de datos dinámicas y recursión en computación ası́ como aplicaciones referentes a cada una de ellas. finalmente se explican algunos algoritmos de ordenamiento y búsqueda más utilizados en el campo de la programación. Objetivo general implementar en algún lenguaje de programación orientado a objetos los elementos de estructuras de datos dinámicas, recursión, ordenamiento y búsqueda. resolver diferentes problemas que involucren las técnicas estudiadas. Introducción a los apuntadores Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 organización de la memoria. apuntadores, arreglos, y estructuras estáticas. asignación dinámica de memoria. ejemplos. Recursion Orden temático 2.1 definición de recursión. 2.2 codificación y detención de funciones recursivas. 2.3 ejemplos de recursión. Estructuras dinámicas simples Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 definición de pila. representación e implementación de pilas estáticas. representación e implementación de pilas dinámicas. aplicaciones de la pila. definición de cola y su representación. listas ligadas. implementación de listas. listas circulares y doblemente ligadas. ejemplos y ejercicios. 202 Arboles Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 definición de árbol binario. representación de árboles binarios. operaciones con árboles binarios. aplicaciones de árboles binarios. árboles multiramificados. árboles doblemente ligados. ejemplos de aplicación y ejercicios. Ordenamiento Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 definiciones. ordenamiento ordenamiento ordenamiento ordenamiento por por por por intercambio directo. selección directa. partición. intercambio de base. Busqueda Orden temático 6.1 técnicas básicas de búsqueda (lineal y binaria). 6.2 tablas hash. Metodologı́a en cada una de las unidades se expondrá el marco teórico correspondiente, ejemplificándolos con aplicaciones computaciónales. evaluación la evaluación se realizará por lo menos con tres exámenes y/o proyectos, los cuales medirán principalmente la habilidad de aplicar cada uno de los elementos vistos en clase, codificando programas que resuelvan un problema particular, preferencialmente con un enfoque orientado a objetos. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 20 % prácticas 20 % proyecto final 20 % Bibliografı́a estructuras de datos en c o pascal. estructura de datos. aaron m. tenenbaum y moshe a. augenstein, cairó y guardati, Prentice Hall, mc graw hill algoritmos y estructuras de datos. nicklaus wirth, Prentice Hall. manuales de referencia o libros del lenguaje de programación a utilizar por el profesor. 203 65. Máquinas eléctricas Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha máquinas eléctricas electromagnetismo aplicado, circuitos eléctricos II teórica - práctica 5 horas/semana. M.C. isaac Campos cantón y Dr. Daniel U. Campos Delgado 29mayo2003 Presentación el curso está formado por 7 unidades, empezando con una breve introducción a las máquinas eléctricas hasta la aplicación de los motores en ca y cd. el curso muestra de una forma clara el funcionamiento de los diversos elementos, analizando los fundamentos teóricos y prácticos. Objetivo general que el alumno reconozca los principios básicos de operación de las máquinas eléctricas para el análisis de estas y comprenda sus caracterı́sticas de operación. Introducción Objetivo particular que el alumno comprenda las leyes básicas que rigen el funcionamiento de los motores eléctricos. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 máquinas eléctricas, transformadores y sus aplicaciones movimiento rotatorio, ley de newton y relaciones de potencia el campo magnético ley de faraday voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético Transformadores Objetivo particular revisar las bases de fı́sica de los transformadores, comprender sus propiedades y funcionamiento. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 tipos y construcción de transformadores el transformador ideal teorı́a de operación de transformadores monofásicos circuito equivalente de un transformador regulación de voltaje y eficiencia del transformador tomas (taps) y regulación de voltaje en el transformador el autotransformador transformadores trifásicos 204 Fundamentos de máquinas de corriente alterna Objetivo particular utilizar las bases fı́sicas para analizar el comportamiento fundamental de las máquinas de corriente alterna. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 espira sencilla en un campo magnético uniforme el campo magnético rotacional fuerza magnetomotriz y distribución de flujo en máquinas ca voltaje inducido en máquinas ca par inducido en una máquina ca aislamiento del devanado en una máquina de corriente alterna flujo de potencia y pérdidas en máquinas de corriente alterna regulación de voltaje y regulación de velocidad Motores sı́ncronos Objetivo particular operación básica de los motores sincrónicos y análisis del comportamiento de estos. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 principios básicos de operación de motores operación de estado estacionario del motor sincrónico arranque de motores sincrónicos generadores sincrónicos y motores sincrónicos valores nominales en los motores sincrónicos Motores de induccion Objetivo particular explicar al alumno el funcionamiento de un motor de inducción. Orden temático 5.1 construcción del motor de inducción 5.2 conceptos básicos sobre motores de inducción 5.3 circuito equivalente de un motor de inducción 5.4 potencia y par en los motores de inducción 5.5 caracterı́sticas par velocidad del motor de inducción 5.6 variaciones en las caracterı́sticas par velocidad del motor de inducción 5.7 tendencias en el diseño de motores de inducción 5.8 arranque de motores de inducción 5.9 control de velocidad en motores de inducción 5.10 controladores de estado sólido para motor de inducción 5.11 determinación de los parámetros del circuito equivalente 5.12 el generador de inducción 5.13 valores nominales en motores de inducción 205 Fundamentos de máquinas de corriente directa Objetivo particular que el alumno analice y comprenda el funcionamiento de máquinas de corriente directa Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 una espira sencilla que rota entre caras polares curvas conmutación en una máquina cd sencilla de cuatro espiras construcción del sistema de conmutación y del inducido en las máquinas cd reales problemas de conmutación en las máquinas reales ecuaciones de voltaje interno generado y par inducido en las máquinas cd reales construcción de las máquinas cd flujo de potencia y pérdidas en máquinas cd Motores cd Objetivo particular el alumno podrá estudiar la importancia de las diversas configuraciones de motores cd. Orden temático 7.1 introducción a los motores cd 7.2 circuito equivalente del motor cd 7.3 curva de magnetización de una máquina cd 7.4 motores cd con excitación separada y motores cd en derivación 7.5 motor cd de imán permanente 7.6 motor cd serie 7.7 motor cd compuesto 7.8 arrancadores para motores cd 7.9 sistema ward-leonard y controladores de velocidad de estado sólido 7.10 cálculos de eficiencia del motor cd Metodologı́a retroproyector de acetatos, rotafolio y pizarrón. se hará uso de acetatos para ayudar a clarificar los conceptos, principalmente en la unidad 1. mediante prácticas se busca comprobar los resultados teóricos vistos durante clase. se sugiere el uso de paquetes de simulación para exposiciones grupales por medio de computadora. Evaluación se sugieren por lo menos, cuatro exámenes. el aprendizaje debe reforzarse con prácticas de los temas vistos en clase. se busca realizar un proyecto final que abarcará todo el material visto en el curso. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % 206 Bibliografı́a máquinas eléctricas stephen j. chapman McGraw Hill power electronics and ac drives b. k. bose Prentice Hall analisis of electric machinery. krause ieee press 207 66. Sı́ntesis de circuitos Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha sı́ntesis de circuitos e0501 teorı́a de circuitos teórica 5 horas/semana M.C. Mario Llanas Arana mayo 2003 Presentación los filtros electrónicos están presentes en la tecnologı́a moderna de tal manera que es difı́cil encontrar algún sistema electrónico que no emplee un filtro en una u otra forma. por lo tanto, el estudio de la teorı́a de filtros es importante para los estudiantes de ingenierı́a electrónica que se están preparando para entrar a su profesión. Objetivo general el propósito de este curso es exponerle al alumno las bases de la teorı́a de filtros. Fundamentos de la sı́ntesis de redes Objetivo particular explicar los fundamentos del diseño de filtros analógicos. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 clasificación de filtros funciones de transferencia conexión de redes de dos puertos en serie y en paralelo teorema de tellegen inmitancias pasivas funciones positivas reales normalización Aproximaciones Objetivo particular explicar al alumno cómo se diseña un filtro en base a ciertas aproximaciones. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 la respuesta butterworth polos de la función butterworth la respuesta chebyshev polos de la función chebyshev la respuesta chebyshev invertida polos de la función chebyshev invertida la respuesta bessel - thomson 208 2.8 polos de la función bessel thomson 2.9 transformaciones a pasaaltos 2.10 transformaciones a pasabanda 2.11 transformaciones a rechazabanda Sı́ntesis de filtros pasivos Objetivo particular exponer al estudiante la forma en que de una función matemática (función de transferencia) se obtiene el circuito electrónico correspondiente. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 sı́ntesis sı́ntesis sı́ntesis sı́ntesis sı́ntesis sı́ntesis sı́ntesis de redes de un puerto lc de redes de un puerto rc por el método de foster por el método de cauer de redes de dos puertos en forma de escalera de funciones de transferencia con ceros en el origen de funciones de transferencia con ceros reales Sensitividad Objetivo particular diseñar un filtro utilizando la teorı́a de sensitividad para corroborar si funciona adecuadamente. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 función sensitividad sensitividad de la magnitud y la fase sensitividad de varios parámetros sensitividad de la ganancia sensitividad de las raı́ces sensitividad de funciones de transferencia Metodologı́a en cada una de las unidades se expondrá la teorı́a acompañada de varios ejemplos. Evaluación un examen por cada unidad le permitirá al profesor evaluar al alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % 209 Bibliografı́a passive and active filters, theory and implementations. wai-kai chen, john wiley network analysis and synhesis franklin f. kuo; john wiley theory and design of linear active networks sundaram natarajan, mc graw hill 210 67. Lı́neas de transmisión Materia Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha lı́neas de transmisión probabilidad teórica - práctica 5 horas/semana M.C. Ulises Pineda Rico / M.C. Enrique Stevens Navarro mayo 2003 Presentación las telecomunicaciones hoy en dı́a requieren cada vez más recursos para poder satisfacer las grandes demandas de transferencia de información. y esto solo será posible si hacemos un estudio a fondo de los diferentes medios de transmisión disponibles en la actualidad. Objetivo general mostrar al alumno los distintos medios de transmisión ası́ como las estrategias y herramientas analı́ticas para conocer las limitantes, ası́ como los beneficios y el cómo se le puede sacar más provecho a una lı́nea de transmisión. Introducción a las lı́neas de transmisión Orden temático 1.1 sistemas de comunicación alámbRicos e inalámbRicos. 1.2 tipos de lı́neas. Teorı́a de las lı́neas de dos conductores. Orden temático 2.1 conceptos generales y parámetros de una lı́nea. 2.2 ecuación general de una lı́nea. 2.3 propagación en lı́neas acopladas. 2.4 impedancia de entrada de una lı́nea terminada con una carga arbitraria. 2.5 impedancia de entrada de una lı́nea terminada en circuito abierto. 2.6 obtención de z0 y ? a partir de las impedancias de entrada medidas en lı́neas terminadas en corto circuito y circuito abierto. 2.7 reactancia de entrada y aplicaciones de lı́neas sin pérdidas terminadas en corto circuito y en circuito abierto. 2.8 lı́neas desacopladas y ondas estacionarias. 2.9 reflexiones en el generador. 2.10 la matriz de transmisión. 2.11 voltajes y corrientes en función de las variables de entrada. 2.12 la carta de smith. 2.13 pérdidas en una lı́nea y eficiencia de transmisión de potencia. 2.14 uso de la carta de smith para lı́neas con pérdidas. 2.15 acoplamiento de impedancias. 2.15.1 acoplamiento con una sección de ?/4. 2.15.2 uso de la carta de smith en su forma de admitancias. 2.15.3 acoplamiento con un equilibrador reactivo (”stub”). 211 2.15.4 acoplamiento con dos equilibradores reactivos (”stubs”). 2.15.5 resonancia, factor de calidad y cavidades resonantes. Aplicaciones de las lı́neas de dos conductores Orden temático 3.1 el cable bifiliar. 3.2 el cable multipar trenzado. 3.3 el cable coaxial. Aplicaciones de las lı́neas de transmisión Orden temático 4.1 microondas. 4.1.1 teorı́a de guı́as de onda. 4.1.2 componentes fundamentales de los sistemas de guı́as de ondas. 4.1.3 lı́neas de cinta y microcinta. 4.2 fibras ópticas. 4.2.1 teorı́a de fibras ópticas. 4.2.2 componentes y sistemas de fibras ópticas. Elementos a tomar en cuenta al realizar un enlace. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 pérdida a trayectoria libre. concepto de razón señal a ruido (s/n). concepto de razón portadora a ruido (c/n). concepto de figura de ruido. concepto de pérdida de trayectoria. modelos probabilı́sticos de ruido. Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por unidad o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 25 % examen final 30 % prácticas 20 % proyecto final 25 % 212 Bibliografı́a neri vela, rodolfo, lı́neas de transmisión, McGraw Hill, 1999. wadell, brian c., transmission line design handbook, artech house, 1991. rappaport, theodore s., wireless communications: principles & practice, Prentice Hall inc., 1996. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 213 68. Teorı́a del autómata Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha teorı́a del autómata e0305 programación II teórico/práctica 5 horas/semana Fı́s. Hector Eduardo Medellı́n Anaya 1 de abril de 2003 Presentación el curso introduce al alumno en la teorı́a de lenguajes formales y autómatas. se hace una breve revisión de la teorı́a de conjuntos. se analizan con detalles los lenguajes regulares y los autómatas finitos. se examinan las gramáticas independientes del contexto y máquinas de turing. se analizan los teoremas fundamentales de la teorı́a del autómata y lenguajes formales. Objetivo general explorar la teorı́a del autómata y lenguajes formales. analizar las caracterı́sticas de los lenguajes regulares y autómatas finitos. analizar las caracterı́sticas de las gramáticas independientes del contexto y los autómatas de pila. analizar las máquinas de turing y los lenguajes aceptados por ellas. discutir los teoremas fundamentales de la teorı́a de autómatas y lenguajes formales. Conceptos fundamentales Objetivo particular en esta unidad se revisan algunos conceptos básicos de la teorı́a de conjuntos. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 lógica conjuntos relaciones y funciones inducción cardinalidad Alfabetos y lenguajes Objetivo particular definir los conceptos de alfabeto y lenguaje. emplear las operaciones con Cadenas. Orden temático 2.1 alfabetos, palabras y lenguajes 2.2 operaciones 214 Lenguajes regulares Objetivo particular analizar los lenguajes regulares y los autómatas finitos. examinar las propiedades de los lenguajes regulares. usar los autómatas finitos como reconocedores de elementos léxicos. Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 lenguajes regulares y expresiones regulares autómata finito determinista afd y lenguajes autómata finito no determinista equivalencia ?- transiciones autómata finito y expresiones regulares propiedades de los lenguajes regulares Lenguajes independientes del contexto Objetivo particular analizar las gramáticas regulares. analizar las gramáticas independientes del contexto. examinar las propiedades de los lenguajes independientes del contexto. analizar los autómatas de pila. demostrar la potencia de las gramáticas independientes del contexto. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 gramáticas regulares gramáticas regulares y lenguajes regulares gramáticas independientes del contexto árboles de derivación simplificación de gramáticas independientes del contexto propiedades de los lenguajes independientes del contexto autómatas de pila autómatas de pila y lenguajes independientes del contexto forma normal de greibach Máquinas de turing Objetivo particular analizar las máquinas de turing y sus potencialidades. estimar los lı́mites de la capacidad de cómputo de las máquinas de turing. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 definición máquinas de construcción modificación máquinas de turing como aceptadores de lenguajes de máquinas de turing de las máquinas de turing turing universales 215 Máquinas de turing y lenguajes Objetivo particular analizar los lenguajes aceptados por las máquinas de turing. examinar la jerarquı́a de lenguajes formales de chomsky. Orden temático 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 lenguajes aceptados por máquinas de turing lenguajes regulares, independientes del contexto, recursivos y recursivamente enumerables lenguajes recursivos y recursivamente enumerables gramáticas no restringidas y lenguajes recursivamente enumerables lenguajes sensibles al contexto y a la jerarquı́a de chomsky Metodologı́a se recomienda que el alumno haya llevado algún curso de demostraciones matemáticas. el material será expuesto por el maestro. Evaluación se recomienda la realización de un examen por unidad. es deseable que los alumnos resuelvan una cantidad apreciable de problemas. ası́ mismo, es recomendable el uso de simuladores de autómatas finitos y/o máquinas de turing y la realización de proyectos de programación. forma de calificar: exámenes parciales 70 % examen final 30 % prácticas 0 % proyecto final 0 % Bibliografı́a teorı́a de autómata y lenguajes formales dean kelley Prentice Hall, 1995. estructuras de matemáticas discretas para la computación bernard kolman, robert c. busby Prentice Hall, 1986. algoritmos + estructuras de datos = programas niklaus wirth ediciones del castillo 1980. 216 69. Electrónica de potencia I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha electrónica de potencia I e0601 electrónica II I y sistemas lineales I teórica-práctica 5 horas/semana Daniel U. Campos Delgado 14-junio-2002 Presentación la electrónica de potencia ha tenido un gran desarrollo en las últimas décadas. debido a este desarrollo, nuevos dispositivos permiten hacer ahora una mejor y más eficiente conversión de potencia para múltiples aplicaciones. estas aplicaciones pueden variar desde: alimentaciones para equipo electrónico, control de motores, transporte de energı́a, calentamiento industrial, etc. por lo que es importante que el estudiante conozca estos nuevos dispositivos y reconozca las estructuras básicas de conversión de potencia. Objetivo general este curso busca introducir a los estudiantes a la electrónica de potencia. las técnicas básicas de conversión de potencia serán revisadas. en especial se analizarán los convertidores de corriente alterna a directa (ca-cd) y los convertidores de corriente directa a directa (cd-cd). aplicaciones generales serán analizadas. Introducción Objetivo particular definir e identificar los conceptos básicos empleados en electrónica de potencia y con qué otras disciplinas mantiene una estrecha relación. Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 aplicaciones de electrónica de potencia dispositivos semiconductores de potencia caracterı́sticas de control de los dispositivos de potencia tipos de circuitos de electrónica de potencia Elementos de electrónica de potencia Objetivo particular reconocer y entender las caracterı́sticas de los elementos de potencia más importantes. Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 diodos semiconductores tiristores transistores de unión bipolar mosfet de potencia igbt 217 Circuitos rectificadores Objetivo particular analizar el modo de operación de los Puentes rectificadores tanto monofásicos como trifásicos. Orden temático 3.1 introducción 3.2 diodos con cargas rc y rl 3.3 diodos con cargas lc y rlc 3.4 rectificadores monofásicos de media onda 3.5 rectificadores monofásicos de onda completa 3.6 rectificadores monofásicos de onda completa con carga rl 3.7 rectificador multifase de estrella 3.8 rectificador trifásico de Puente 3.9 rectificador trifásico con carga rl 3.10 diseño de circuitos rectificadores Rectificadores controlados Objetivo particular analizar el modo de operación de los Puentes rectificadores controlados utilizando tiristores como elementos de potencia. Orden temático 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 principio de operación del convertidor controlado por fase semiconvertidores monofásicos convertidores monofásicos completos convertidores monofásicos duales convertidores trifásicos de media onda semiconvertidores trifásicos convertidores trifásicos completos convertidores trifásicos duales diseño de circuitos convertidores Pulsadores de cd Objetivo particular analizar la estructura de las diferentes configuraciones de conversión de corriente directa a corriente directa. Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 introducción principio de la operación reductora pulsador reductor con carga rl principio de operación elevadora clasificación de pulsadores reguladores de modo conmutado diseño de un circuito pulsador 218 Metodologı́a el maestro hará varios ejemplos sobre los temas expuestos y ellos mismos servirán para la realización de prácticas que reforzarán los conocimientos teóricos expuestos en clase. Evaluación se desarrollarán un mı́nimo de 4 exámenes. forma de calificar: exámenes parciales 40 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 20 % Bibliografı́a electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. m.h. rashid segunda edición, 1995 prentice-hall. electrónica de potencia: teorı́a y aplicaciones. j.m. benavente garcı́a, a. abellán garcı́a, e. figueres amorós ed. alfaomega, 2000. 219 70. Ingenierı́a acústica I Materia Clave Antecedentes sugeridos Modalidad Carga horaria Elaboró Fecha ingenierı́a acústica I sı́ntesis de circuitos teórica 5 horas/semana M. en. C. Mario Llanas Arana. mayo 2003 Objetivo general se exponen de forma sencilla los principios básicos de la acústica-fı́sica y todos los fenómenos que se involucran como son reflexión, refracción y difracción, también se da una introducción de los transductores electro acústicos para que el alumno se inicie en el campo de la acústica. Movimientos oscilatorios Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 introducción histórica movimientos oscilatorios movimiento armónico simple energı́a de un movimiento armónico simple composición de movimientos oscilatorios análisis de movimientos oscilatorios compuestos Analogias electro mecánico acústicas Orden temático 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 movimiento armónico amortiguado oscilaciones forzadas energı́a en oscilaciones forzadas oscilaciones propias en fluidos resonador de helmholtz analogı́a entre los sistemas eléctricos, mecánicos y acústicos Ondas planas longitudinales Orden temático 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 introducción el medio fluido propagación de ondas planas, ecuación ecuación general y velocidad de las ondas planas longitudinales en un sólido ecuación general y velocidad de las ondas planas longitudinales en un fluido solución armónica de la ecuación de las ondas planas densidad de energı́a de las ondas planas intensidad acústica impedancia acústica especı́fica 220 3.10 variación de la velocidad de fase con grandes amplitudes, ondas de choque 3.11 variación de la velocidad de fase con la frecuencia, velocidad de grupo Ondas acústicas esfericas Orden temático 4.1 introducción 4.2 ecuación general de las ondas 4.3 ecuación de las ondas esféricas 4.4 ondas esféricas armónicas 4.5 impedancia acústica especı́fica 4.6 intensidad de las ondas esféricas 4.7 radiación esférica de una fuente simple 4.8 radiación de un pistón 4.9 distribución de presión e intensidad 4.10 impedancia de radiación Reflexion, transmisión y difraccion de las ondas sonoras Orden temático 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 introducción principio de huygens estudio analı́tico de la reflexión reflexión y transmisión de un medio fluido a otro reflexión en la superficie de un sólido para incidencia normal ondas estacionarias reflexión y refracción de ondas esféricas refracción debida a fenómenos atmosféricos difracción de las planas Metodologı́a se exponen los temas en el pizarrón para luego tener sesiones de resolución de problemas donde el alumno pueda participar. Evaluación un examen por cada unidad permitirá obtener la calificación del alumno. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 10 % prácticas 30 % proyecto final 10 % Bibliografı́a ingenierı́a acústica manuel recuero editorial paraninfo vibration and sound philip m. morse acoustical society of america 221 acoustics leo l. beranek acoustical society of america 222 71. Redes de datos I Materia Antecedentes sugeridos Carga horaria Elaboró Fecha redes de datos I probabilidad 5 horas/semana M.C. Ulises Pineda Rico / M.C. Enrique Stevens Navarro / Fı́s. Alejandro Ochoa Cardiel mayo 2003 Presentación dado que por naturaleza los seres humanos desean estar siempre en contacto, surge una estrategia para cumplir dicho fin; las redes de datos. el objetivo de tales redes es compartir información, cualesquiera que sea esta; voz, vı́deo, multimedia, videoconferencia, etc., que a fin de cuentas debido a los modernos sistemas de comunicación, son datos. el curso presenta un entendimiento fundamental de principios básicos que envuelven las redes de datos, ası́ como herramientas analı́ticas útiles en el diseño y análisis de las mismas.. Objetivo general hacer notar al alumno la relevancia del uso de herramientas analı́ticas en el diseño y análisis de redes, ası́ como motivarlo a hacer uso de las mismas. Introducción a las redes de datos Orden temático 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 respaldo tecnológico y económico tecnologı́a de las comunicaciones aplicación de las redes de datos conmutación de paquetes y circuitos arquitecturas de comunicación por niveles Arquitectura de una red por niveles Orden temático 2.1 el modelo osi 2.1.1 nivel fı́sico 2.1.2 nivel de control de enlace de datos 2.1.3 nivel de red 2.1.4 nivel de transporte 2.1.5 nivel de sesión 2.1.6 nivel de presentación 2.1.7 nivel de aplicación 2.2 protocolo x.25 2.3 arquitectura de red de sistemas (sna) Protocolos y enlaces punto a punto Orden temático 3.1 protocolo parar y esperar 223 3.2 protocolo regresar a n 3.3 control de enlace de datos de alto nivel (hdlc) Nivel de red Orden temático 4.1 protocolo x.25 (mecanismo de control de flujo) 4.2 control de trayectoria sna (encabezamiento de transmisión) Nivel de red Orden temático 5.1 encaminamiento de trayectoria más corta 5.2 encaminamientos en redes y arquitecturas 5.2.1 redes orientadas a circuitos virtuales 5.2.2 redes orientadas a datagramas 5.3 desempeño de algoritmos de encaminamiento distribuido 5.3.1 algoritmo distribuido b 5.3.2 algoritmo de predecesor 5.3.3 algoritmos de encaminamiento distribuido libres de lazos Nivel de transporte Orden temático 6.1 protocolo de transporte osi 6.1.1 introducción 6.1.2 servicios de transporte 6.1.3 mecanismos del protocolo Acceso en redes de datos Orden temático 7.1 acceso controlado 7.2 acceso aleatorio 7.3 acceso aleatorio mediante csma / cd Redes locales Orden temático 8.1 csma/cd y paso de señal en anillo 8.2 estándares de ieee para redes locales 8.2.1 ethernet (red local csma / cd) 8.2.2 paso de señal en anillo 224 Introducción a las filas de espera Orden temático 9.1 análisis del retardo y fórmula de little 9.1.1 definiciones de tasas de llegada y carga de tráfico 9.1.2 fórmula de little 9.2 modelos básicos de filas de espera 9.2.1 proceso de llegada 9.2.2.tiempos de servicio 9.2.3 clasificación de un sistema de fila de espera 9.3 el modelo m / m / 1 9.3.1 probabilidades de estado estable m / m / 1 y noción de estabilidad 9.3.2 efectos de escala en las prestaciones 9.3.3 retardo medio de paquetes en una red 9.4 modelo m / g / 1 9.4.1 variabilidad y retardo del tiempo de servicio 9.4.2 sistemas de filas de espera prioritarias 9.4.3 modelos de inactividad y prestaciones de multiplexores 9.5 fórmula b de erlang: el modelo m / m / c / c Metodologı́a exposición de temas por parte del profesor en el salón de clase apoyado con el equipo audiovisual que el profesor considere pertinente para un mejor entendimiento del tema, además de algunas sesiones de laboratorio y/o por computadora para vincular el conocimiento de la teorı́a con la práctica. Evaluación se recomienda un examen parcial por cada tres unidades o a criterio del profesor según la cantidad de material cubierto y un examen final del contenido total del curso. se sugiere un proyecto final sobre temas del estado del arte de la materia. forma de calificar: exámenes parciales 50 % examen final 20 % prácticas 15 % proyecto final 15 % Bibliografı́a telecomunication networks: protocols, modeling, and analysis, schwartz, mischa, Addison-Wesley, 1988. data networks, second edition, bertsekas, dimitri and gallager, robert, Prentice Hall, 1992. león-garcı́a, alberto and widjaja, indra, communication networks, McGraw Hill science / engineering / math; 2nd edition, 2003. consejo técnico del egel-ieo, guı́a del examen general para el egreso de la licenciatura en ingenierı́a electrónica, CENEVAL, 2000. 225