理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    適用於菲涅爾轉換之快速計算及低面積複雜度硬體電路架構設計
    (2017) 吳啟濠; Wu, Ci-Hao
    本論文旨在於FPGA(Field Programmable Gate Array)平台上實作菲涅爾轉換之硬體架構實現。 本系統透過增加硬體電路與SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)之間存取資料的頻寬,以達到低面積及高速運算之目的。一般的硬體電路在做龐大的資料運算時,都會耗費相當多的時間與主記憶體做資料的存取,而以往的菲涅爾轉換之硬體電路並沒有充分的使用存取記憶體的資料頻寬,使得電路運算時間增加,而降低電路的效能。 本論文之硬體架構是使用主動型態的記憶體讀寫電路,該電路有效的利用SDRAM所提供的記憶體的資料頻寬,來增進存取記憶體的效能,降低整體運算過程中所耗費掉的時間,達到高速運算之目的。由於電路運算所需要的資料都存放於SDRAM之中,而不需要使用到On-Chip RAM,因此電路整體面積較小,達到低面積之目的。
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    應用於3D數位全像重建系統之記憶體存取電路設計
    (2017) 史塏立; Shih, Kai-Li
    本論文目的為使用FPGA(Field Programmable Gate Array)平台設計實現可有效存取SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)資料之硬體電路,並應用於3D數位全像重建系統。本系統使用DDR III(Double Data Rate III)1600 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory),並使用突發模式(Burst Mode)進行資料傳輸;本電路擬在資料匯流排有限情況下,連續存取DDR III SDRAM的資料傳至系統內部記憶體(On-Chip Memory),改善一般無法存取大量記憶體頻寬之系統架構,並透過硬體實作降低韌體設計複雜度以及內部記憶體資源消耗。 在數位全像重建系統進行全像重建過程中,需要儲存大量影像資料於外部記憶體(DDR III 1600 SDRAM),而若直接由中央處理器(Central Processing Unit, CPU)存取外部記憶體資料則需耗費大量時間,因此需要直接記憶體存取(Direct Memory Access ; DMA)技術將外部記憶體資料傳輸至系統存取延遲較短之內部記憶體來解決此問題。 本系統之全像重建流程主要使用DDR III 1600 SDRAM作為影像資料儲存裝置,並使用直接記憶體存取技術將龐大影像資料從外部記憶體搬運至系統內部記憶體,而後使用菲涅耳轉換(Fresnel Transform)進行不連續相位重建,並使用餘弦轉換(Discrete Cosine Transform)進行相位展開、還原物體之真實連續相位,再根據重建之影像進行數值評估(Normalized Variance),以最高清晰度作為重建之焦距並進行正確焦距之重建,並提供新的自動對焦搜尋方式於系統中。 透過本系統於FPGA上與一般無法利用高記憶體頻寬之系統架構做兩者之間的比較,可得知本系統於不同記憶體間傳輸資料速度有顯著的提升,且使用新的焦距搜尋方式有效降低全像重新載入的次數,進而減少記憶體存取次數,降低系統整體消耗時間。