А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров 2007 г. Программа дисциплины

Вид материала

Программа дисциплины

Содержание Цель преподавания дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Самостоятельная работа (всего) Расчетно-графические работы Содержание дисциплины. Вводная лекция Структурные схемы систем реального времени. Выбор схем и расчет параметров звеньев информационно-измерительной системы Структура программных средств систем реального времени 2. Техника датчиков первичной информации (очное: 4/3) 4. Информационный расчет измерительной системы (очное: 2/2) 5. Функциональные звенья системы сбора и первичной обработки информации (очное: 6/5) 6. Выбор схем и расчет параметров звеньев информационно-измерительной системы (очное: 4/2.5) 8. Сжатие измерительной информации (очное: 2/4) 9. Микропроцессорные средства сбора и первичной обработки информации и средства автоматизированного проектирования СРВ (очное: 4 Курсовой проект (работа) и его содержание 4.5. Контрольная работа 5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 5.2 Средства обеспечения освоения дисциплины ... Полное содержание

Подобный материал:

• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебно-методической работе И. К. Насыров 2007, 140.87kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебно-методической работе И. К. Насыров 2007, 284.93kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 271.38kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 246.85kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 492.04kb.
• А. Н. Туполева утверждаю проректор по у и мр и. К. Насыров 2007 г. Программа дисциплины, 153.25kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 178.45kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебно-методической работе И. К. Насыров 2007, 152.46kb.
• А. Н. Туполева книту каи утверждаю: Проректор по Учебной и методической работе, 309.62kb.
• А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по Уимр и. К. Насыров 2007 г. Программа дисциплины, 138.98kb.

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. ТУПОЛЕВА


УТВЕРЖДАЮ:

Проректор по учебной и методической

работе

_________________ И.К. Насыров


«_____» _______________ 2007 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

СД.02 "СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ"

Рекомендуется УМЦ КГТУ им. А.Н. Туполева для направления


направление: 654700 (230200)* «Информационные системы»


форма обучения: очная


*) коды направлений и специальностей указаны по Общероссийскому классификатору специальностей по образованию (ОК 009-2003)

1. Цели и задачи дисциплины.
   

1. Цель преподавания дисциплины:

Освоение методологии и теоретических основ определения информационных характеристик систем реального времени, изучение их организационной, функциональной и физической структуры. Рассмотрение возможностей и путей использования информационных технологий при анализе, синтезе и проектировании систем реального времени.

1.2.Задачи изучения дисциплины:

Задачей курса является получение знаний в области сбора, первичной обработки данных и управления в информационных системах реального времени. Изучение аппаратных и программных подсистем многозадачного режима, прерываний и переключения задач. Проведение сравнительного анализа и изучение характеристик операционных систем реального времени и ОС общего назначения, алгоритмических языков разработки для СРВ. Изучение высокоинтегрированных реализаций вычислительных средств, использующихся в СРВ, и средств их автоматизированного проектирования. Изучение характеристик звеньев информационно-измерительных систем алгоритмов фильтрации, сглаживания сигналов, сжатия измерительной информации.

1.3. Перечень курсов, усвоение которых необходимо для усвоения дисциплины:

Высшая математика, вычислительная математика, физика, информатика, электротехника и электроника, операционные системы, методы оптимизации, основы теории управления.

1.4. Перечень дисциплин, в которых могут быть использованы знания, умения и навыки, полученные при изучении данной дисциплины:

Программирование мобильных приложений, человеко-машинное взаимодействие, периферийные устройства, компьютерная геометрия и графика.

.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
   

В результате изучения дисциплины студенты должны:


- знать:

• особенности архитектуры и классификация систем реального времени;
  
• интерфейсы аппаратной среды;
  
• агрегатные элементы систем реального времени, средства
  

взаимодействия с объектом;

• программные интерфейсы, операционные среды систем реального
  

времени;

- структуры пользовательского интерфейса;

• методы и технологии проектирования систем реального времени.
  

-уметь:

- осуществлять расчет параметров объектов информационной техники,

предназначенной для реализации системы реального времени;

• выбирать необходимое оборудование;
  
• проводить анализ проектных решений систем реального времени.
  

-иметь опыт:

• работы с конкретными программными продуктами средств
  

автоматизированного проектирования систем реального времени

- TRACE MODE;

- проектирования и расчета информационных и нагрузочных

характеристик системы реального времени.


-иметь представление:

• о особенностях использования операционных сред реального времени:
  

QNX, OS – 9, Windows CE и т.д.;

- о основных принципах построения языков программирования Modula и Ada;

- о средствах автоматизированного проектирования систем реального

времени SCADA системами: GENIE, GENESIS, TRACE MODE и др.;

• о тенденциях и перспективах развития современных средств построения
  

систем реального времени.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы
   

Виды учебной работы	Очное
	Всего	Семестр
		7
Общая трудоемкость дисциплины	136	136
Аудиторные занятия (всего)	68	68
Лекции	34	34
Практические занятия (ПЗ)	17	17
Семинары (С)	0	0
Лабораторные работы (ЛР)	17	17
Другие виды аудиторных занятий	0	0
Самостоятельная работа (всего)	68	68
Курсовая работа	36	36
Расчетно-графические работы	0	0
Контрольная работа	0	0
Другие виды самостоятельной работы	26	26
Вид итогового контроля		Экзамен

4. Содержание дисциплины.
   
   1. Тематический план *):
      

№ пп	Наименование тем	Очное
		ЛК	ЛБ	ПЗ
1	Вводная лекция	2
2	Техника датчиков первичной информации	4
3	Структурные схемы систем реального времени.	4		2
4	Информационный расчет измерительной системы	2	5	4
5	Функциональные звенья системы сбора и первичной обработки информации	6	4	4
6	Выбор схем и расчет параметров звеньев информационно-измерительной системы	4	4	2
7	Структура программных средств систем реального времени	6		2
8	Сжатие измерительной информации.	2	4
9	Микропроцессорные средства сбора и первичной обработки информации и средства автоматизированного проектирования СРВ.	4		3
10	Всего	34	17	17

*) Используемые сокращения: ЛК – лекции, ЛБ – лабораторные работы,

ПЗ – практические занятия.

2. Содержание тем
   

1. Вводная лекция (очное: 2/0.5)

Цель и задачи дисциплины. Обзор литературы. Особенности систем реального времени.

2. Техника датчиков первичной информации (очное: 4/3)

Преобразования энергии, используемые в датчиках. Датчики температуры, освещенности и перемещений.

3. Структурные схемы систем реального времени (очное: 3/3)
   

3.1 Схемы устройств сбора данных (УСД). Аппаратурная среда. Устройство связи с объектом.

3.2. Схемы восстановления аналоговых сигналов.

4. Информационный расчет измерительной системы (очное: 2/2)

Выбор частоты опроса датчика в измерительном канале. Оценка относительной погрешности дискретизации.

5. Функциональные звенья системы сбора и первичной обработки информации (очное: 6/5)

5.1 Измерительный мост. Согласующее устройство. Схема нормализации. Характеристики измерительного усилителя. Аналоговый мультиплексор. Устройство выборки-хранения. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи.

5.2 Выбор механизмов синхронизации и взаимодействия процессов и построение циклограмм опроса системы сбора и первичной обработки измерительной информации.

Методы и средства обработки асинхронных событий.

6. Выбор схем и расчет параметров звеньев информационно-измерительной системы (очное: 4/2.5)

Выбор масштаба, калибровка звеньев УСД.

7. Структура программных средств систем реального времени

(очное: 6/6)

7.1. Операционные системы реального времени. Концепция процесса. Ядро реального времени.

7.2. Алгоритмические языки разработки для СРВ.

Модула, Ада, CASE-средства.

7.3. Взаимосвязь структуры аппаратных и программных средств в СРВ. Аппаратно-программные каналы СРВ.

8. Сжатие измерительной информации (очное: 2/4)

Математические аспекты сжатия информации.

Апертурные алгоритмы сжатия данных. Сглаживание сигналов.

9. Микропроцессорные средства сбора и первичной обработки информации и средства автоматизированного проектирования СРВ (очное: 4/4)

9.1 Характеристика и признаки классификации средств сбора и первичной обработки информации. Примеры реализации интегральных микропроцессорных средств в СРВ.

9.2 Топологический расчет системы сбора и первичной обработки измерительной информации.

9.3 Средства автоматизированного проектирования СРВ - SCADA системы. Перспективы развития СРВ.

3. Лабораторный практикум
   

№п/п	Номер темы дисцип-лины	Наименование лабораторных работ
		Очное
1	2,3,4	5	Выбор параметров преобразования аналоговых сигналов в устройствах сбора данных
2	5,6	4	Методы и характеристики цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования сигналов
3	7,8	4	Методы первичной обработки аналоговых сигналов
4	8	4	Сжатие измерительной информации

4. Курсовой проект (работа) и его содержание
   

Выполняется студентами по индивидуальному заданию на тему:

« Оптимизация характеристик средств сбора и первичной обработки измерительной информации», в котором студенты выполняют информационный, нагрузочный и топологический расчеты и проектирование системы реального времени для АСНИ ГТД (газотурбинного двигателя) в соответствии с методическим руководством.

Методическое руководство для выполнения курсовой работы по дисциплине «Системы реального времени»: АСНИО «Оптимизация характеристик средств сбора и первичной обработки измерительной информации». Автор Валов О.П.,

86 страниц, рукоп.


4.5. Контрольная работа

Задания контрольной работы предусматривают решение задач по тематике самостоятельной работы студентов.

6. Самостоятельная работа
   

Заключаются в подготовке лекционного материала, решения практических задач, подготовке к лабораторным работам, а также выполнения курсовой работы.

4.6.1. Работа студента

• самостоятельное изучение дисциплины (вопросы для самостоятельного изучения);
  
• решение комплексных задач по различным разделам курса;
  
• проведение консультаций, рекомендация литературы.
  

4.6.2.Работа преподавателя по организации СРС

• разработка комплекса вопросов для самопроверки знаний и задач по закреплению и проверке знаний по различным разделам дисциплины;
  
• проведение консультаций, составление экзаменационных билетов, рекомендация литературы.
  

4.6.3.Виды контроля результатов

• Проведение коллоквиумов и контрольных работ разделам курса и решению комплексных задач;
  
• предоставление отчета преподавателю по всем вопросам, вынесенным на самостоятельное изучение.
  

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

5.1 Рекомендуемая литература

а) основная литература

1. О.П.Валов. Автоматизация сбора и первичной обработки информации Уч. Пособие по дисциплине «Системы реального времени» для студентов спец. 2202.РИО. КГТУ.2006.
   

б) дополнительная литература

2. О.Н.Новоселов, А.Ф.Фомин Основы теории и расчета информационно-
   

измерительных систем. М.: Машиностроение, 1991.

3. А.Н.Дядюнов, Ю.А. Онищенко, А.И. Серин. Адаптивные системы сбора и
   

передачи информации. М.: Машиностроение, 1988.

4. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM
   

PC.Под редакцией У.Томпкинса и Дж. Уэбстера. М.:Мир, 1992.

5. Янг С. « Алгоритмические языки реального времени: конструирование и разработка», М.:Мир, Казань, 1995 г.,

6. Новоженов Ю.В. «Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем». М., 1996.

7. Микропроцессоры-2. Средства сопряжения, контролирующие и информационно-управляющие системы / Под ред.Л.Н. Преснухина М.: Высш. школа, 1986.

8. Фритч В. Применение микропроцессоров в системах управления. М.: Мир, 1984.

9. Медведев В.И. «.NET компонентно – ориентированное программирование» Мастер Лайн, Казань, 2007г.


5.2 Средства обеспечения освоения дисциплины


Программное обеспечение для выполнения лабораторных работ и самостоятельной работы студентов:

1. Windows 98 и более поздних версий.
   
2. АСНИО «Методы и средства обработки аналоговых сигналов».
   

6. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для проведения лабораторных работ и организации самостоятельной работы студентов необходимо иметь учебный класс оснащенный локальной вычислительной сетью с рабочими станциями :IBM PC:, процессором Pentium  II и выше, 128 Mбайт ОЗУ, SVGA, видеокарта 800*600, 65536 цветов, 16-битная звуковая карта, наушники (16 комплектов) и динамик (2 вт), MS Windows совместимая мышь, CD-ROM.


Программу составил:

Валов О.П., доцент каф. АСОИУ КГТУ им. А.Н. Туполева

_____________________


Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры АСОИУ


«____» ______________2007г., протокол № 8.


Зав. кафедрой Л.М. Шарнин

д.т.н., профессор


Председатель Учебно-методической В.А. Суздальцев

комиссии факультета, доцент


Декан факультета Л.Ю. Емалетдинова

д.т.н., профессор

Приложение к программе дисциплины «Системы реального времени»

Распределение и содержание заданий на самостоятельную работу студента по дисциплине

«Системы реального времени»

(очная форма обучения).

№№п/п	Курс, семестр	Наименование учебной работы	Раздел, тема	Объем СРС (в часах)	Форма изучения	Информационно-методическое обеспечение	Форма контроля выполнения СРС	Балы в БРС
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Базовая СРС
1	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала	Тема 1	0..5	Проработка учеб­ного материала.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике, курсовой работе взять на кафедре.	Тесты. Вопросы на экзамене.	5
2	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала .	Тема 2	3	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике. ОЛ[1, с. 12-33], ДЛ[4,7,.8],	Тесты. Вопросы на экзамене. Отчеты по лабораторным работам.	10
3	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям	Тема 3	3	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике.. ОЛ[1, с. 34-45], ДЛ[3,4, 7],	Тесты. Вопросы на экземене. Отчеты по лабораторным работам.	10
4	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям	Тема 4	2	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике.. ОЛ[1, с. 108-117], ДЛ[1,2],	Тесты. Вопросы на экзамене. Отчеты по лабораторным работам.	10
№№п/п	Курс, семестр	Наименование учебной работы	Раздел, тема	Объем СРС (в часах)	Форма изучения	Информационно-методическое обеспечение	Форма контроля выполнения СРС	Балы в БРС
5	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям	Тема 5	5	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике. ОЛ[2, с.46-76], ДЛ[3,4,7,8],	Тесты. Вопросы на экзамене. Отчеты по лабораторным работам.	10
6	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям	Тема 6	2,5	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике. ОЛ[2, с.76-96], ДЛ[4,7,8],	Тесты. Вопросы на экзамене. Отчеты по лабораторным работам.	15
7	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям	Тема 7	6	Проработка учеб­ного материала. Выполнение до­машних заданий. Подготовка к ла­бораторным рабо­там. Подготовка к атте­стации.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике. ОЛ[1, с.96-103], ДЛ[5,6,9],	Тесты. Вопросы на экзамене. Отчеты по лабораторным работам.	20
8	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала	Тема 8	4	Повторение учеб­ного материала.	Электронный конспект лек­ций. Учебники из списка литера­туры. ОЛ[1, с. 122-143], ДЛ[2,3]	Собеседование	10
9	4 к., 7 сем	Проработка теоретиче­ского материала и подго­товка к практическим занятиям Подготовка к экзамену.	Тема 9	4	Повторение учеб­ного материала.	Электронные конспект лек­ций и пособие по практике. ОЛ[1, с. 144-171], ДЛ[ 7, 8],	Собеседование	10
		Итого по базовой СРС		26				100
Дополнительная СРС
10	4 к., 7 сем	Курсовая работа	Темы 2 - 9	36	Изучение методи­ческих материа­лов. Выполнение расчетно-графиче­ской части. Оформление за­писки.	Методические указания по выполнению курсовой работы.	Защита КР (преподаватель)	Отдельная оценка
11	4 к., 7 сем	Экзамен	Темы 1 - 9	26	Повторение учебн. материала. Осв-е межмод. связей	Электронный конспект лекций. ОЛ[1. стр.1-171] Интернет-ресурсы.	Письменная и устная.
		Итого по дополнительной СРС		54
		Всего СРС		68

ОЛ – основная литература, учебник ОЛ[1]- Валов О.П. «Автоматизация сбора и первичной обработки информации» Уч. Пособие по дисциплине «Системы реального времени» для студентов спец. 2202.РИО. КГТУ.2006.

ДЛ – дополнительная литература.