Основная образовательная программа 220400. 62 Управление в технических системах Уровень подготовки бакалавр
| Вид материала | Основная образовательная программа |
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление, 660.25kb.
- Список профилей направления подготовки 220400, 1059.18kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " технические средства автоматизации и управления", 221.12kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине б б 09 Вычислительные машины, системы, 547.48kb.
- Ние, производство и эксплуатацию систем и средств управления в промышленной и оборонной, 176.46kb.
- Программа для поступающих на направление подготовки магистратратуры 220400 «управление, 117.63kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки 220400., 71.95kb.
- Рабочей программы дисциплины Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления, 19.08kb.
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление, 636.13kb.
- Основная образовательная программа по направлению подготовки 080400 Управление персоналом, 572.76kb.
Аннотация к рабочей программе дисциплины «Теория информации и кодирования»
1. Цели и задачи дисциплины
Целями освоения дисциплины «Теория информации и кодирования» является освоение способов количественной оценки информации и методов организации кодов для обнаружения и устранения ошибок в системах передачи информации.
Задачи изучения дисциплины – количественная оценка информации через понятие энтропия, умение применять методы расчета скорости передачи информации для конкретных каналов связи, студент должен помнить, что передача по каналу связи происходит с ошибками, для обнаружения и исправления которых существуют специальные коды.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);
- способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11);
- способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);
- способностью представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1);
- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- способностью производить расчеты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);
- готовностью производить инсталляцию и настройку системного, прикладного и инструментального программного обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-31).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать: основные подходы к измерению информации, об основных принципах преобразования и передачи информации; основные теоретические принципы теории информации и кодирования для обеспечения эффективной и надежной передачи информации;
- уметь: использовать основные теоретические принципы теории информации и кодирования для обеспечения эффективной и надежной передачи информации;
- владеть: методами получения количественных оценок информации, расчета информационных характеристик основных элементов систем передачи информации, построения кодов.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
Понятие информации. Понятие количества информации. Системы передачи информации. Структура систем передачи информации. Соотношение между сообщением и сигналом. Основные задачи передачи информации по каналам связи. Количественная оценка информационного содержания сигнала. Энтропия дискретного сигнала. Энтропия независимых сигналов и совокупности независимых сигналов. Частная и общая условная энтропия при рассмотрении канала связи со стороны источников сообщений. Вычисление условной энтропии по канальной матрице при рассмотрении канала связи со стороны приемника. Энтропия объединения и ее назначение. Расчет основных характеристик каналов связи. Вычисление информационных потерь при передаче сообщений по каналам связи с помехами. Вычисление скорости передачи информации. Пропускная способность канала связи. Кодирование информации. Общие понятия и определения. Цели кодирования. Избыточность сообщений. Оптимальные коды. Обнаружение и исправление ошибок в сообщениях. Понятие об идее коррекции ошибок. Использование линейных групповых кодов в обнаружении ошибок в сообщениях. Систематические коды на примере кода Хэмминга. Понятие о циклических кодах. Циклические коды, направляющие одиночную ошибку. Современные способы сжатия информации. Способы сжатия текстовой информации. Сжатие графической информации.
Аннотация к рабочей программе дисциплины «Методы вычислительного эксперимента»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью и задачей дисциплины является формирование исследования их свойств, решение задачи построения математических моделей по данным наблюдений, задача нахождения числовых значений констант по имеющимся экспериментальным данным, изучение основных подходов в решении задач анализа и интерпретации информации.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);
- способностью использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);
- способностью использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, анализировать социально-значимые проблемы и процессы (ОК-9);
- способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);
- способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);
- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- способностью владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей (ПК-4);
- способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);
- способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);
- способностью владеть элементами начертательной геометрии и инженерной графики, применять современные программные средства выполнения и редактирования изображений и чертежей и подготовки конструкторско-технологической документации (ПК-7).
- способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления (ПК-9);
- способностью выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);
- способностью проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать: методы планирования компьютерного эксперимента, основные принципы и методы структурной и параметрической идентификации, основные виды диагностических моделей и методы их применения при решении задачи оценки текущего состояния диагностируемой системы управления; основные аппаратные и программные средства, используемые при идентификации и диагностике систем управления; основы компьютерного моделирования в среде пакета MATLAB.
- уметь: использовать методы идентификации объектов управления при разработке систем управления (на этапе анализа и синтеза), применять на практике методы контроля текущего состояния диагностируемой системы управления; производить построение структурной схемы компьютерной модели средствами пакета MATLAB; осуществлять планирование компьютерного эксперимента и обработку результатов моделирования средствами пакета MATLAB.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
Построение математических моделей объектов и систем по экспериментальным данным. Методы построения статических и динамических моделей объектов управления. Методы планирования эксперимента. Построение оптимальных планов. Оценивание адекватности моделей.
Аннотация к рабочей программе дисциплины «Методы обработки экспериментальных данных»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью и задачей дисциплины является формирование моделей на основе результатов наблюдений и исследования их свойств, решение задачи построения математических моделей динамических систем по данным наблюдений за их поведением, задача нахождения числовых значений неизмеряемых констант по имеющимся экспериментальным данным, изучение основных подходов к использованию новых информационных технологий в задачах планирования эксперимента и решения актуальных задач анализа и интерпретации информации.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);
- способностью использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);
- способностью использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, анализировать социально-значимые проблемы и процессы (ОК-9);
- способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);
- способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);
- способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- способностью владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей (ПК-4);
- способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);
- способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);
- способностью владеть элементами начертательной геометрии и инженерной графики, применять современные программные средства выполнения и редактирования изображений и чертежей и подготовки конструкторско-технологической документации (ПК-7).
- способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления (ПК-9);
- способностью выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);
- способностью проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать: методы планирования компьютерного эксперимента; основные принципы и методы структурной и параметрической идентификации; основные виды диагностических моделей и методы их применения при решении задачи оценки текущего состояния диагностируемой системы управления; основные аппаратные и программные средства, используемые при идентификации и диагностике систем управления; основы компьютерного моделирования в среде пакета MATLAB.
- уметь: использовать методы идентификации объектов управления при разработке систем управления (на этапе анализа и синтеза), применять на практике методы контроля текущего состояния диагностируемой системы управления; производить построение структурной схемы компьютерной модели средствами пакета MATLAB; осуществлять планирование компьютерного эксперимента и обработку результатов моделирования средствами пакета MATLAB.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
Построение математических моделей объектов и систем по экспериментальным данным. Структурная и параметрическая идентификация. Методы построения статических и динамических моделей объектов управления. Методы планирования эксперимента. Построение оптимальных планов. Принципы описания сложных систем. Декомпозиция и агрегирование сложных моделей. Модели систем в пространстве состояний. Оценивание адекватности моделей.
Аннотация к рабочей программе дисциплины «Теоретические основы передачи данных»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Теоретические основы передачи данных» является приобретение бакалаврами знаний о теоретических основах передачи данных, технологиях построения компьютерных сетей и получение практических навыков работы с компонентами сетевой инфраструктуры.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);
- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
– способность к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18).
После изучения дисциплины «Теоретические основы передачи данных» обучающийся должен:
- знать: основы компьютерных сетей и систем передачи данных, основы сетевых стеков OSI и TCP/IP, методы и алгоритмы работы сетевых протоколов для локальных, городских и региональных сетей, программные средства разработки сетевых приложений; сетевые устройства канального и сетевого уровней, их характеристики и настройка, алгоритмы маршрутизации RIP, RIPv2, IGRP, OSPF; методы оптимизации функционирования транспортного уровня и настройка протокола TCP.
- уметь: анализировать архитектуру и производительность компьютерных сетей, строить локальные сети на базе распространённого сетевого оборудования, оптимизировать сети под различные типы сервиса, иметь представление: о современных стандартах построения компьютерных сетей, направлениях развития сетей и систем передачи данных.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
Частотно-временные характеристики сигналов (амплитуда, фаза, частота, спектр и т.д.), а также фундаментальные принципы передачи сигналов в информационных системах. Устанавливаются отношения между понятиями информации, сигнала, данных. Поясняются функции основных компонентов систем передачи данных: источника данных, канала передачи данных и приемника. Вводятся понятия канала связи, модели канала, рассматривается влияние канала связи на передаваемые сигналы, затухание в канале, эхо, задержки, а также методы измерения и компенсации паразитных параметров кабельных линий. Дается представление о стандартных кабельных системах, используемых для передачи данных (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно). Детально изучаются этапы преобразования сигналов и данных в процессе передачи: модуляция/демодуляция цифровых и аналоговых сигналов, физическое и логическое кодирование/декодирование, методы модуляции со многими несущими. Анализируются источники и виды ошибок и помех, а также методы повышения скорости и помехоустойчивости процесса передачи данных. В курсе изучаются базовые и современные методы модуляции аналоговых сигналов: амплитудная модуляция, балансная амплитудная модуляция (модуляция с подавлением несущей), однополосная амплитудная модуляция; угловая (фазо-частотная) модуляция; квадратурная модуляция. Приводится основная теорема о модуляции. Большое место занимает изучение видов модуляции (манипуляции) цифровых сигналов. Изучается понятие сигнального созвездия. Даются основы широкополосной передачи данных, физические принципы беспроводной связи, рассмотрены методы расширения спектра, используемые в беспроводных сетях. Излагаются основные методы физического кодирования: потенциальные и импульсные коды, анализируется их помехоустойчивость и спектр, рассматриваются основные логические коды, показаны преимущества использования избыточных кодов. Практическое применение изученных методов кодирования и модуляции проиллюстрировано на примерах современных технологий связи.
Аннотация к рабочей программе дисциплины «Цифровая обработка сигналов»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Цифровая обработка сигналов» является формирование четких представлений о фундаментальных положениях теории цифровой обработки сигналов и обучение основам аналитических и численных методов расчета и анализа цифровых преобразователей измерительных сигналов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);
- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
– способность к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
- знать: методы цифрового представления сигналов, дискретное преобразование Фурье и его свойства, эффективные алгоритмы цифрового преобразования сигналов, методы синтеза цифровых фильтров, основные приложения цифровой обработки сигналов в системах телекоммуникаций.
- уметь: выбрать эффективный алгоритм цифровой обработки сигналов под заданный вычислительный ресурс, осуществлять синтез рекурсивных и нерекурсивных цифровых фильтров, писать программы в среде MATLAB для моделирования основных приложений цифровой обработки сигналов;
3. Содержание дисциплины. Основные разделы.
Основные понятия о физической величине, измерении и преобразовании сигналов. Классификация сигналов: детерминированные и случайные сигналы, непрерывные, дискретные и квантованные сигналы. Виды детерминированных сигналов, их параметры. Единичный импульс, постоянный сигнал, гармонические и полигармонические сигналы. Разложение периодического сигнала в ряд Фурье. Спектр сигнала. Непериодические (переходные) сигналы. Преобразование Фурье для переходных сигналов. Аналоговые системы. Импульсная и переходная характеристики. Коэффициент передачи. Виды цифровой обработки сигналов. Математическое описание цифровых последовательностей. Разностные уравнения систем, линейные разностные уравнения. Импульсная характеристика цифровой системы, условие устойчивости, понятие о КИХ и БИХ фильтрах. Частотная характеристика системы, ее свойства, связь импульсной и частотной характеристик. Дискретный ряд Фурье, связь между спектром непрерывного сигнала и преобразованием Фурье дискретизированного сигнала, явление наложения спектров. Z-преобразование. Связь Фурье-преобразования и Z-преобразования последовательностей. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) периодических последовательностей. Обратное ДПФ. ДПФ конечных последовательностей, свертка. Связь ДПФ и Z-преобразования, частотный спектр. Реализация цифровых систем простейшими узлами: умножителями, сумматорами, элементами памяти. Применение Z-преобразования при описании цифровых систем. Определение квантования, шага квантования, разрядности данных. Статическая погрешность равномерного квантования при различных законах распределения погрешности: равномерный симметричный в пределах шага квантования закон, равномерный симметричный в пределах половины шага квантования, равномерный несимметричный, треугольный симметричный. Погрешность квантования при измерении среднего и среднеквадратического значений при различных способах изменения сигнала: при плавном (вблизи постоянного уровня), при синусоидальном, при произвольном (при треугольном законе распределении вероятности). Погрешность квантования при наличии аддитивной погрешности, когда шаг квантования меньше аддитивной погрешности и когда шаг квантования больше аддитивной погрешности. Влияние погрешности квантования входного сигнала на выходной сигнал цифрового фильтра. Эффекты квантования коэффициентов фильтра и выходных сигналов, понятие о предельных циклах. Определение дискретизации и восстановления. Восстановление сигналов: общий подход, выбор базисной функции, погрешность восстановления. Теорема Котельникова, ограничения теоремы, функция отсчетов. Восстановление степенными полиномами. Ступенчатая аппроксимация: устройства, погрешности восстановления. Кусочно-линейная аппроксимация: устройства, погрешности восстановления. Параболическая аппроксимация, погрешность восстановления. Сравнение методов восстановления. Основные свойства БИХ-фильтров и методы проектирования. Основные свойства КИХ-фильтров и методы проектирования. Расчет КИХ-фильтров методом оконных функций, методом частотной выборки, методом наименьших квадратов. Алгоритмы БПФ. Применение прямого БПФ для вычисления обратного ДПФ. Обобщенный подход к алгоритмам БПФ. Применение БПФ при спектральном анализе и фильтрации. Анализ точности реализации алгоритмов БПФ.