Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει τις βασικές γνώσεις για την κατανόηση της φυσικής λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων (physical layer). Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές -θα είναι εξοικειωμένοι με βασικές έννοιες από την κβαντική μηχανική, την κρυσταλλοδομή, και τη φυσική στερεάς κατάστασης, που συνδέονται με τις ιδιότητες των ημιαγωγών -θα είναι σε θέση να εξηγούν τη συμπεριφορά των επαφών μετάλλου-ημιαγωγού, ημιαγωγού-ημιαγωγού και μονωτή-ημιαγωγού, και να περιγράφουν τους φυσικούς μηχανισμούς για τη λειτουργία βασικών ημιαγωγικών διατάξεων (δίοδος, τρανζίστορ, κ.α.) 

- Τεχνολογικά, βιολογικά, κοινωνικά δίκτυα και δίκτυα πληροφορίας. - Έννοιες θεωρίας γραφημάτων, ακολουθίες βαθμών, κατευθυνόμενα γραφήματα με βάρη, δένδρα, συνεκτικότητα, δυικότητα, μονοπάτα, υπεργραφήματα, προσημασμένα γραφήματα. - Μετρικές κεντρικότητας κορυφών, κεντρικότητα βαθμών, PageRank, συνάφεια, αποστάσεις σε γραφήματα, διάμετρος, κόμβοι. - Δομικές ιδιότητες, δίκτυα μεγάλης κλίμακας, γιγάντιες συνιστώσες, κατανομές βαθμών, νόμος δύναμης και δίκτυα ελεύθερης κλίμακας, συντελεστής ομάδας. - Αλγόριθμοι σε δίκτυα, δομές δεδομένων για αναπαράστη δικτύων, συντομότερα μονοπάτια, ροές, διαμερισμός κορυφών και αναγνώριση κοινοτήτων. - Μοντέλα δικτύων, τυχαία γραφήματα, μοντέλο Erdos-Renyi, κατανομή βαθμών δύναμης, μοντέλο Barabasi-Albert σχηματισμού δικτύων, φαινόμενο μικρού κόσμου. - Ανελίξεις σε δίκτυα, διασπορά πληροφορίας και δυναμική δικτύων. - Αλγόριθμοι σχεδιασμού δικτύων, πρότυτα δομών αποθήκευσης δικτύων, υπολογιστικά πακέτα και βιβλιοθήκες για χειρισμό και επεξεργασία δικτύων. 

Η Θεωρια Εκτιμησης αποσκοπει στην αναπτυξη στατιστικων μεθοδων για τον υπολογισμο παραμετρων ενος φαινομενου επι τη βασει παρατηρησεων του φαινομενου αυτου. Η Θεωρια Ανιχνευσης (σηματος) αποσκοπει στην αναπτυξη στατιστικων μεθοδων για την διαφοροποιηση μεταξυ (α) σηματων τα οποια φερουν πληροφορια και (β) θορυβου.

Γενικά για το μάθημα:

Θεωρία διάχυσης νετρονίων. Εξίσωση διάχυσης μονοενεργειακών νετρονίων. Οριακά προβλήματα, υπολογισμοί κρισιμότητας, ανακλαστής. Δυναμική των αντιδραστήρων: Μοντέλο σημειακού αντιδραστήρα. Εξάρτηση από χώρο και χρόνο. Προσεγγιστικά μοντέλα. Φυσικοί μηχανισμοί ανάδρασης. Μεταβατικά φαινόμενα και ανάδραση. Συνάρτηση μεταφοράς. Δηλητήρια προϊόντα. Εξάντληση και διαχείριση καυσίμου. Μέθοδοι ελέγχου. Δυναμικά χαρακτηριστικά σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Το μάθημα είναι μια εισαγωγή στην Θεωρία Παιγνίων. Αφού παρουσιαστούν τα θεμελιώδη στοιχεία της θεωρίας, δίνεται έμφαση στις εφαρμογές σε προβλήματα ηλεκτρολόγου μηχανικού (τηλεπικοινωνίες, δίκτυα, πράκτορες, ρομποτική, ηλεκτρική ενέργεια). 

Βασικές έννοιες πιθανοτήτων, τυχαίες μεταβλητές, κατανομές. Περιγραφική στατιστική, εκτίμηση παραμέτρων, γραμμική παλινδρόμηση

Εντροπία, Αμοιβαία Πληροφορία, Μέγιστη κωδικοποίηση δεδομένων, Χωρητικότητα διαύλου τηλεπικοινωνίας

Σκέδαση και ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, εξίσωση radar, διατομές σκέδασης, αποπόλωση, πολαριμετρία, ολίσθηση Doppler και τυχαία διακύμανση. Εξισώσεις Maxwell, συνάρτηση Green, συναρτήσεις δυναμικού, εξισώσεις Stratton-Chu, οριακές σχέσεις, συνθήκη ακτινοβολίας, επίπεδο κύμα, ανάκλαση-διάθλαση σε επίπεδη επιφάνεια. Διέγερση και σκέδαση, αρχή Huygens, θεώρημα εξάλειψης, διατυπώσεις του γενικού προβλήματος σκέδασης, θεώρημα εμπροσθοσκέδασης, θεώρημα μοναδικότητας και θεώρημα αμοιβαιότητας. Σκέδαση από κύλινδρο απείρου μήκους, αδιαπέραστος και διαπερατός κύλινδρος. Σκέδαση από σφαίρα, θεωρία Lorenz-Mie, αδιαπέραστη και διαπερατή σφαίρα. Προσέγγιση γεωμετρικής οπτικής, προσέγγιση φυσικής οπτικής, προσεγγίσεις Rayleigh, Born και WKB

Σκοπός του μαθήματος:

  • 1. Η κατανόηση της δυνατότητας να κατατάξουμε το σύνολο των αλγορίθμων σε μια καλά ορισμένη ιεραρχία.
  • 2. Η μαθηματική μοντελοποίηση των αλγορίθμων ως υπολογιστικές μηχανές (αυτόματα, μηχανές Turing) και των προβλημάτων ως τυπικές γλώσσες (κανονικές, χωρίς συμφραζόμενα, αναδρομικές).
  • 3. Η μελέτη της υπολογιστικής πολυπλοκότητας και η κατηγοριοποίηση των αλγορίθμων με βάση την πολυπλοκότητα αλλά και των προβλημάτων με κριτήριο την πολυπλκότητα των αλγορίθμων που τα επιλύουν.

Συνοπτικά Περιεχόμενα: Μαθηματικοί ορισμοί για σχέσεις, αλφάβητα, συμβολοσειρές, γλώσσες. Υπολογιστική πολυπλοκότητα. Κανονικές Γλώσσες. Πεπερασμένα αυτόματα. Γραμματικές και γλώσσες χωρίς συμφραζόμενα. Αυτόματα Στοίβας. Μηχανές Turing. Αναδρομικές γλώσσες. Υπολογισιμότητα. Κλάσεις P και NP. 

- Γραμμικές κεραίες: γραμμική διπολική κεραία, δίπολο λ/2, κατευθυντικότητα και κέρδος, αντίσταση εισόδου και ακτινοβολίας, κεραίες οδεύοντος κύματος. - Κεραίες βρόχου: στοιχειώδης βρόχος, κεραία βρόχου, ελικοειδής κεραία.

- Στοιχειοκεραίες: γραμμικές στοιχειοκεραίες, κατευθυντικότητα, κέρδος, εύρος δέσμης μισής ισχύος, σχεδίαση διαγράμματος ακτινοβολίας, διδιάστατες στοιχειοκεραίες.

- Κεραίες επιφανείας και ανακλαστήρα: ακτινοβολία από άνοιγμα, κεραίες παραβολικού ανακλαστήρα, κεραίες χοάνης, ειδικές διαμορφώσεις παραβολικών ανακλαστήρων.

- Αντίσταση εισόδου κεραίας: αντίσταση εισόδου γραμμικών διπολικών κεραιών, αμοιβαία αντίσταση γραμμικών διπολικών κεραιών σε διάφορες διατάξεις.

- Κεραία λήψης: θεώρημα αμοιβαιότητας, αμοιβαιότητα εκπομπής-λήψης, ενεργός επιφάνεια κεραίας λήψης, βαθμός απόδοσης και αποδοτικότητα επιφάνειας.

- Διάδοση Η/Μ κύματος στον ελεύθερο χώρο: εξίσωση μετάδοσης Friis και ισοζύγιο ισχύος ζεύξης.

- Διάδοση Η/Μ κύματος στο γήινο χώρο: κύματα χώρου-επιφανείας, επίδραση της γήινης επιφάνειας στη διάδοση Η/Μ κυμάτων, ανάκλαση, σφαιρικότητα, περίθλαση, διάδοση πέραν του ορίζοντα.

- Διάδοση Η/Μ κύματος στην τροπόσφαιρα: ατμοσφαιρικοί παράγοντες, πολλαπλά εμπόδια, τροποσφαιρικοί κυματοδηγοί, μοντέλα διάδοσης.

- Ειδικά θέματα: στοιχεία ιονοσφαιρικής διάδοσης, διάδοση σε αστικό περιβάλλον, επίδραση βλάστησης, θεωρία παρεμβολών, διάδοση σε εσωτερικούς χώρους, σχεδιασμός ραδιοζεύξεων. 

Τεχνικές κωδικοποίσης για διόρθωση σφαλμάτων κατά τη μετάδοση μηνυμάτων

Το μάθημα παρουσιάζει τις βασικές αρχές λειτουργίας και σχεδίασης Λειτουργικών Συστημάτων. Ξεκινά με τον ορισμό του Λειτουργικού Συστήματος και κανει μια σύντομη ιστορική αναδρομή της εξέλιξής του ενώ στη συνέχεια καλύπτει τις βασικές έννοιες που σχετίζονται με αυτό. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στα κύρια υποσυστήματα των λειτουργικών συστημάτων: διαχείριση διαδικασιών (διαδικασίες, νήματα, χρονοπρογραμματισμός CPU, συγχρονισμός και αδιέξοδα), διαχείριση μνήμης (τμηματοποίηση, σελιδοποίηση, κατάτμηση) και ιδεατή μνήμη, είσοδος/έξοδος και αρχεία, δρομολόγηση επεξεργαστή (τύποι και αλγόριθμοι). 

Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών. Όρια, συνέχεια, παράγωγος κατά κατεύθυνση, μερική παράγωγος και εφαρμογές. Ολική παράγωγος-Εφαπτόμενο επίπεδο. Kανόνας αλυσίδας. Διαφορικά πρώτης και ανώτερης τάξης. Πλεγμένες συναρτήσεις. Τύπος Τaylor. Τοπικά ακρότατα. Aκρότατα υπό συνθήκη. Διπλά και τριπλά ολοκληρώματα και εφαρμογές. Αλλαγή μεταβλητών. Στοιχεία της θεωρίας καμπύλων. Διανυσματικές συναρτήσεις. Διανυσματικά πεδία. Οι τελεστές κλίσης, απόκλισης, περιστροφής, Laplace. Επικαμπύλια ολοκληρώματα και εφαρμογές. Συντηρητικά πεδία. Bαθμωτό και διανυσματικό δυναμικό. Στοιχεία της θεωρίας επιφανειών. Επιφανειακά ολοκληρώματα και εφαρμογές. Θεωρήματα Green, Gauss, Stokes.  

Ανάλυση και υλοποίηση συστημάτων με μικροεπεξεργαστές και περιφερειακά 

  • Πίνακες σύνθετης αντίστασης και αγωγιμότητας. Πίνακες σκέδασης και μετάδοσης (ABCD).
  • Διέγερση κυματοδηγών και σύζευξη μέσω ανοιγμάτων. Ίριδες κυματοδηγών.
  • Διαιρέτες ισχύος και κατευθυντικοί ζεύκτες: διαιρέτης Wilkinson, τετραγωνικό (90ο) υβριδικό, κατευθυντικοί ζεύκτες συζευγμένης γραμμής, υβριδικό 180ο, μαγικό Τ.
  • Μικροκυματικοί συντονιστές: διηλεκτρικοί συντονιστές, συντονιστές Fabry-Perot, σύζευξη συντονιστών μέσω διακένου ή οπής.
  • Μικροκυματικά φίλτρα.
  • Φερρίτες και διατάξεις φερριτών: τανυστής μαγνητικής διαπερατότητας, διάδοση επίπεδου κύματος σε φερρίτη, στροφή Faraday, απομονωτές, φασιθέτες, γύρατρον, κυκλοφορητές.
  • Ανιχνευτές και μείκτες διόδων, μείκτης μονού άκρου, ισορροπημένος μείκτης, μείκτης απόρριψης εικόνας. Κυκλώματα ελέγχου διόδων PIN, διακόπτες και φασιθέτες.
  • Μικροκυματικές πηγές, δίοδος GUNN και δίοδος IMPATT.
  • Μικροκυματικά transistor: FET και διπολικά transistor. Μικροκυματικοί ενισχυτές: κέρδος και ευστάθεια. Σχεδιασμός μικροκυματικών ενισχυτών.
  • Εργαστηριακές ασκήσεις: χαρακτηριστικά λυχνίας KLYSTRON, δίοδος GUNN, μέτρηση συχνότητας, μήκους κύματος, ισχύος, SWR και αντίστασης, μετρήσεις με διανυσματικό αναλυτή δικτύων.