Образовательный стандарт республики беларусь
| Вид материала | Образовательный стандарт |
- Образовательный стандарт республики беларусь, 763.94kb.
- Образовательный стандарт республики беларусь, 793.47kb.
- Образовательный стандарт республики беларусь, 947.84kb.
- Образовательный стандарт республики беларусь, 773.1kb.
- Образовательный стандарт республики беларусь высшее образование первая ступень специальность, 939.62kb.
- В перечень банков Республики Беларусь, имеющих право обязываться по векселю, утверждаемый, 419.3kb.
- Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту образовательный, 252.98kb.
- Образовательный стандарт среднее специальное образование специальность 2-79 01 31 сестринское, 411.06kb.
- Республики Беларусь 15 августа 2006, 202.35kb.
- Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный, 228.36kb.
7.5 Требования к обязательному минимуму содержания учебных программ и компетенциям по дисциплинам
7.5.1 Содержание учебной программы дисциплины по каждому циклу представляется в укрупненных дидактических единицах (или учебных модулях), а требования к компетенциям по дисциплине – в знаниях и умениях.
7.5.2 Цикл социально-гуманитарных дисциплин устанавливается в соответствии с образовательным стандартом РД РБ 02100.5.227-2006 «Высшее образование. Первая ступень. Цикл социально-гуманитарных дисциплин».
7.5.3 Цикл естественнонаучных дисциплин
Высшая математика
Аналитическая геометрия и линейная алгебра. Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление функций одной переменной. Векторные и комплексные функции скалярного аргумента. Многочлены. Функции многих переменных. Интегральное исчисление функций одной переменной. Интегралы, зависящие от параметра. Интегральное исчисление функций многих переменных. Векторный анализ. Дифференциальные уравнения и системы. Числовые и функциональные ряды. Фурье – анализ. Функции комплексной переменной. Операционное исчисление. Уравнения математической физики. Разностные уравнения. Дискретные преобразования. Численные методы.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного, операционного исчисления, теории поля;
- численные методы решения инженерных задач;
- операции над комплексными числами и формы их представления;
уметь:
- дифференцировать и интегрировать функции;
- производить операции над матрицами и комплексными числами: разлагать функции в степенные ряды и ряды Фурье;
- решать простейшие обыкновенные дифференциальные уравнения.
Теория вероятностей и математическая статистика
Теория вероятностей: Аксиомы теории вероятностей. Классическое определение вероятности. Геометрическое определение вероятностей. Теоремы сложения и умножения вероятностей. Формула полной вероятности. Формула Байеса. Формула Бернулли. Теорема Пуассона. Локальная и интегральная теоремы Муавра-Лапласа. Функция и плотность распределения случайной величины. Ряд распределения вероятностей. Математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение. Начальные и центральные моменты. Мода, медиана, квантиль. Закон распределения и числовые характеристики функций случайного аргумента. Характеристическая функция. Функция распределения, матрица вероятностей и плотность распределения двумерных случайных величин. Условные законы распределения. Корреляционный момент и коэффициент корреляции. Регрессия. Теоремы о математическом ожидании и дисперсии суммы и произведения случайных величин. Закон больших чисел. Неравенство и теорема Чебышева. Теорема Бернулли. Центральная предельная теорема.
Математическая статистика: Вариационный ряд. Эмпирическая функция распределения. Интервальный статистический ряд. Гистограмма. Точечные и интервальные оценки числовых характеристик случайных величин. Метод моментов и метод наибольшего правдоподобия оценки параметров распределения. Критерии согласия Пирсона и Колмогорова. Статистические критерии двумерных случайных величин Оценка регрессионных характеристик. Метод наименьших квадратов.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные положения, формулы и теоремы теории вероятностей для случайных событий, одномерных и многомерных случайных величин;
- основные методы статистической обработки и анализа случайных опытных данных;
уметь:
- строить математические модели для типичных случайных явлений;
- использовать вероятностных методы в решении важных для инженерных приложений задач;
использовать вероятностные и статистические методы в расчетах надежности радиотехнических систем и сетей.
Физика
Физические основы механики, молекулярная физика и термодинамика: кинематика, динамика материальной точки, законы сохранения, неинерциальные системы отсчета, механика твердого тела, колебания, волны, специальная теория относительности, движение в микромире, основы молекулярной физики и термодинамики, жидкое состояние вещества. Электричество, магнетизм и электромагнитные волны: электростатическое поле в вакууме, электрическое поле в диэлектрике, постоянный электрический ток, магнитное поле в вакууме, магнитное поле в веществе, явление электромагнитной индукции, электромагнитные колебания, уравнения Максвелла, электромагнитные волны. Оптика: интерференция, дифракция, поляризация, взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Квантовая физика: квантовая природа электромагнитного излучения, волновые свойства микрочастиц, операторы квантовой физики, уравнение Шредингера, элементы квантовой статистики. Строение и физические свойства вещества: элементарные частицы, физика ядра, физика атома, двухатомная молекула, физика твердого тела.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные понятия, законы и физические модели механики, электричества и магнетизма, термодинамики, колебаний и волн, квантовой физики, статистической физики;
- новейшие достижения в области физики и перспективы их использования для создания технических устройств;
уметь:
- использовать основные законы физики в инженерной деятельности;
- использовать методы теоретического и экспериментального исследования в физике;
- использовать методы численной оценки порядка величин, характерных для различных прикладных разделов физики.
Химия
Основные количественные законы химии. Общие закономерности физико-химических процессов. Энергетика химических реакций и направленность их протекания. Кинетика физико-химических процессов, химическое равновесие. Основные кинетические законы и уравнения. Электролиты и их основные характеристики. Гетерогенные окислительно-восстановительные реакции. Кинетика и термодинамика электрохимических процессов. Химические источники тока, процессы электролиза и применение их в технике. Кинетика и термодинамика коррозионных процессов. Вопросы экономии материалов, повышения надежности приборов и систем твердотельной электроники.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные теоретические положения и законы химии, отражающие суть физико-химических явлений и процессов производства и эксплуатации электронных вычислительных средств, радиотехнических систем, средств телекоммуникаций и связи и др.;
- новейшие достижения химии и химической технологии и перспективы их использования для создания устройств и систем твердотельной электроники;
уметь:
- использовать фундаментальные теоретические положения курса при изучении общетехнических и специальных дисциплин;
- использовать методы теоретического и экспериментального исследования в химии в практической деятельности и решении экологических проблем.
7.5.4 Цикл общепрофессиональных и специальных дисциплин
Основы алгоритмизации и программирования
Основы алгоритмизации и возможности языков программирования высокого уровня: общие сведения об алгоритмах и электронных вычислительных машинах (ЭВМ), общая характеристика языка программирования высокого уровня, программирование разветвляющихся алгоритмов, программирование циклических алгоритмов, работа с массивами, динамическое распределение памяти, подпрограммы, использование строк, использование записей (структур), работа с файлами, графическое отображение информации, объектно-ориентированное программирование. Программная реализация алгоритмов на структурах данных: программирование рекурсивных алгоритмов, программирование алгоритмов поиска и сортировки в массивах, динамические структуры данных в виде связанных линейных списков, алгоритмы на связанных линейных списках, алгоритмы на древовидных структурах данных. Программная реализация алгоритмов вычислительной математики: алгоритмы линейной алгебры, алгоритмы аппроксимации функций, алгоритмы численного интегрирования, алгоритмы решения нелинейных уравнений, алгоритмы оптимизации. Теоретические основы алгоритмизации и программирования: основы теории и некоторые проблемы алгоритмов, технологии программирования.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- современное состояние одного из алгоритмических языков высокого уровня;
- основные динамические структуры данных и алгоритмы их обработки;
- наиболее эффективные и часто используемые на практике вычислительные алгоритмы решения инженерных задач;
- теоретические основы алгоритмизации и проектирования программ;
уметь:
- выполнять алгоритмизацию и программирование инженерных задач;
- анализировать исходные и выходные данные решаемых задач и формы их представления;
- использовать имеющееся программное обеспечение;
- отлаживать программы.
- анализировать исходные и выходные данные решаемых задач и формы их представления;
Теория электрических цепей
Теория электрических цепей и электромагнитного поля: законы теории электрических и магнитных цепей, основные понятия и законы электромагнитного поля. Теория линейных электрических цепей: свойства и эквивалентные параметры электрических цепей при синусоидальных токах, методы расчета электрических цепей при установившихся синусоидальном и постоянном токах, резонансные явления и частотные характеристики, расчет трехфазных цепей, расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных токах, переходные процессы в электрических цепях с сосредоточенными параметрами и методы их расчета, четырехполюсники и многополюсники, понятие о синтезе электрических цепей, электрические цепи с распределенными параметрами. Теория нелинейных электрических и магнитных цепей: элементы нелинейных электрических цепей, установившиеся процессы в нелинейных цепях и методы их расчета, методы расчета переходных процессов в нелинейных электрических цепях, электрические машины.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- свойства и методы анализа линейных и нелинейных электрических цепей;
- методы синтеза линейных электрических цепей;
- свойства и методы анализа магнитных цепей;
уметь:
- использовать методы расчета и анализа электрических цепей;
- составлять и анализировать схемы замещения электротехнических устройств и систем;
- выполнять экспериментальные исследования процессов в электрических и магнитных цепях.
Начертательная геометрия и инженерная графика
Метод проецирования. Чертежи основных геометрических фигур. Позиционные задачи. Способы преобразования чертежа. Метрические задачи. Поверхности. Решение задач начертательной геометрии на ЭВМ. Графическое оформление чертежей. Изображение предметов на чертежах. Изображение соединений деталей. Чертежи деталей. Чертеж сборочной единицы. Схемы. Автоматизация графических работ.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- теоретические основы построения графических моделей (изображений) методом прямоугольного проецирования (включая аксонометрические проекции);
уметь:
- решать позиционные и метрические задачи с пространственными формами на плоскости;
- строить изображения (виды, разрезы, сечения, аксонометрические проекции) на чертежах и эскизах изделий с натуры и по чертежу сборочной единицы с учетом правил и условностей, изложенных в стандартах;
- наносить размеры на чертежах и эскизах деталей и сборочных единиц по правилам стандартов;
- читать чертежи деталей и сборочных единиц и оформлять их в соответствии с требованиями стандартов;
- работать с графическими редакторами на персональных ЭВМ.
Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационная безопасность
Опасность для человека и окружающей среды. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Безопасность и экологичность технических систем. Защита населения в чрезвычайных ситуациях. Устойчивость и управление безопасностью объектов хозяйствования. Методы и средства ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Энергетические установки и экологическая безопасность.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- о возможных чрезвычайных ситуациях и экологической безопасности;
- основные способы ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций;
уметь:
- анализировать и оценивать опасности в чрезвычайных условиях и принимать основные меры ликвидации последствий;
- определять параметры, характеризующие состояние окружающей среды.
Охрана труда
Законодательные акты в области охраны труда. Производственный травматизм. Классификация и статистика. Организация охраны труда на производстве. Производственная санитария. Гигиена труда. Освещение. Шум и ультразвук. Метеоусловия в помещениях. Вибрации. Электромагнитные поля, ионизирующее, лазерное, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. Электробезопасность. Виды электропоражений и их причины. Защитные средства. Технические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности в электроустановках различного напряжения. Грузоподъемные механизмы. Сосуды под давлением. Пожарная безопасность. Пожарная охрана и профилактика. Горение и причины пожаров. Эвакуация людей. Средства пожаротушения. Электрооборудование пожаро– и взрывоопасных помещений. Пожаротушение в действующих электроустановках. Вентиляция и противодымная защита путей эвакуации. Молниезащита, ее виды и параметры. Организация пожарной безопасности на производстве. Эргономические основы безопасности труда.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основы охраны труда и техники безопасности на объектах радиоэлектронной промышленности;
- причины и условия возникновения опасных и вредных факторов на рабочих местах;
- правила техники безопасности при производстве работ в электроустановках;
- нормативно–технические документы по охране труда;
уметь:
- проводить организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности персонала при работах на объектах радиоэлектронной промышленности;
- проектировать оборудование с учетом требований охраны труда персонала и техники безопасности;
- использовать приемы, способы и устройства безопасной работы в электроустановках.
Основы экологии
Биосфера. Экосистема. Среда и условия существования организмов. Природные условия как фактор развития. Загрязнение биосферы. Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду. Мониторинг окружающей среды. Методы очистки и обезвреживания выбросов. Обращение с отходами. Система управления окружающей средой. Стандарты. Экологическое нормирование, планирование и прогнозирование. Правовое регулирование Республики Беларусь и международное сотрудничество в области охраны окружающей среды.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- закономерности развития жизни на Земле и принципы устройства биосферы;
- основные экологические проблемы и мероприятия по охране окружающей среды;
- последствия и нормативы допустимого антропогенного воздействия на природу, экологические стандарты;
- основные нормативные документы в области охраны окружающей среды;
уметь:
- анализировать качество среды обитания и использовать информацию о ее состоянии;
- организовать мониторинг состояния окружающей среды и обосновать нормативы допустимого на нее воздействия;
давать экономическую оценку природных ресурсов, ущерба от загрязнения окружающей среды, выбирать оборудование для очистки сточных вод и газовых выбросов.
Основы энергосбережения
Основные понятия. Энергетические ресурсы Республики Беларусь. Возобновляемые и невозобновляемый источники энергии. Источники энергии. Структура энергосбережения. Энергетическое хозяйство. Вторичные энергетические ресурсы. Транспортирование и аккумулирование тепловой и электрической энергии. Энергосбережение в системах потребления энергоресурсов. Экологические аспекты энергетики и энергосбережения. Энергосбережение в зданиях и сооружениях. Нормирование потребления энергии. Республиканская программа энергосбережения.
В результаты изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- свойства возобновляемых и невозобновляемых энергетических ресурсов Республики Беларусь и их природный потенциал;
- источники вторичных энергетических ресурсов, направления их использования;
- организацию и управление энергосбережением на производстве путем внедрения энергетического менеджмента по оценке эффективных инвестиций в энергосберегающие мероприятия на основе анализа затрат;
уметь:
- экономно и рационально использовать все виды энергии на рабочем месте;
- рассчитывать энергоэффективность энергоустановок и использование вторичных энергетических ресурсов;
- владеть приемами и средствами управления энергоэффективностью и энергосбережением.
Организация производства и управление предприятием
Промышленное предприятие как производственная система. Производственный процесс и принципы его организации во времени и в пространстве. Организация автоматизированного производства. Организация вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия. Организация управления качеством продукции. Организация труда, его нормирование, заработная плата на предприятии. Организация, планирование и управление процессами создания и освоения новой техники (СОНТ). Организация внутризаводского планирования. Основы организации прогнозирования и бизнес-планирования производственно-хозяйственной деятельности предприятия. Управление предприятием.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- организацию, планирование и управление работой основных, вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия;
- методы организации, нормирования и оплаты труда работников предприятия;
- основы организации работ по созданию и освоению новой техники и технологии;
- организационные и методические основы управления предприятием;
уметь:
- организовывать производственные и трудовые процессы;
- решать практические задачи по внутрипроизводственному планированию работы основных, вспомогательных цехах и обслуживающих хозяйствах предприятия;
- принимать и оценивать эффективность управленческих решений.
Экономика предприятия
Предприятие и внешняя среда: место и роль радиоэлектронной промышленности в народнохозяйственном комплексе, предприятие как субъект хозяйствования. Производственные ресурсы и эффективность их использования: труд и его эффективность, основные фонды и их эффективность, оборотные средства предприятия и их эффективность. Функционирование предприятия: производственная программа предприятия, оплата труда на предприятии, издержки, себестоимость и цена продукции. Развитие предприятия: инновации и инновационная деятельность предприятия, инвестиции и инвестиционная деятельность предприятия. Формы и методы хозяйственной деятельности: концентрация и комбинирование производства, специализация и кооперирование производства. Результативность деятельности предприятия: доход, прибыль, рентабельность.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основы функционирования производства; сущность и особенности развития современного производства, специфические особенности проявления объективных экономических законов в деятельности предприятий и объединений;
- сущность основных экономических категорий: производительность труда, заработная плата, себестоимость продукции, цена, прибыль, рентабельность;
- методические положения оценки эффективности производства и рационального использования всех видов ресурсов;
- методы анализа и обоснования выбора оптимальных научных, технических и организационных решений с использованием экономических рычагов, стимулов и критериев в рамках будущей профессиональной деятельности;
уметь:
- характеризовать организационно–правовые формы предприятий;
- характеризовать структуру основного и оборотного капитала;
- характеризовать виды издержек производства, показатели работы предприятия;
- оценивать факторы и резервы, влияющие на основные показатели работы предприятия;
- обосновывать производственную программу предприятия;
- рассчитывать фонд заработной платы, потребности в производственных ресурсах предприятия и показателей их использования;
- определять себестоимость продукции, рассчитывать выручку от реализации, прибыли и рентабельности;
- проводить технико-экономическое обоснование инвестиционных и инновационных проектов.
Основы управления интеллектуальной собственностью
Интеллектуальная собственность. Авторское право и смежные права. Промышленная собственность. Патентная информация. Патентные исследования. Введение объектов интеллектуальной собственности в гражданский оборот. Коммерческое использование объектов интеллектуальной собственности. Защита прав авторов и правообладателей. Разрешение споров в области интеллектуальной собственности.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные понятия и термины в сфере интеллектуальной собственности;
- основные положения международного и национального законодательства об интеллектуальной собственности;
- порядок оформления и защиты прав на объекты интеллектуальной собственности;
- методики патентного поиска, обработки результатов;
уметь:
- проводить патентные исследования (патентно-информационный поиск, в том числе с использованием сети Интернет),
- проводить анализ патентной информации, оценивать патентоспособность и патентную чистоту технических решений;
- оформлять заявки на выдачу охранных документов на объекты промышленной собственности;
- оформлять договора на передачу имущественных прав на объекты интеллектуальной собственности;
- управлять интеллектуальной собственностью в организации.
Основы защиты информации
Системная и правовая методология защиты информации: основные понятия и терминология, классификация угроз информационной безопасности, классификация методов защиты информации. Организационные методы защиты информации: государственное регулирование в области защиты информации, лицензирование деятельности юридических и физических лиц по защите информации, сертификация и аттестация средств защиты и объектов информации, управление рисками, физическая защита информации, комбинированные методы защиты информации. Технические каналы утечки информации. Пассивные методы защиты информации от утечки по техническим каналам. Активные методы защиты информации от утечки по техническим каналам. Программно-техническое обеспечение защиты информации: алгоритмы шифрования, электронно цифровая подпись, защита информации в электронных платежных системах, методы разграничения доступа и способы их реализации. Защита объектов от несанкционированного доступа: интегральные системы безопасности, противодействие техническим средствам разведки.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- системную методологию, правовое и нормативное обеспечение защиты информации;
- организационные и технические методы защиты информации;
- активные и пассивные мероприятия по защите информации и средства их реализации;
- основы криптологии;
- технические каналы утечки информации их обнаружение и обеспечение информационной безопасности;
уметь:
- проводить анализ вероятных угроз информационной безопасности для заданных объектов;
- определять возможные каналы утечки информации;
- обоснованно выбирать методы и средства блокирования каналов утечки информации;
- качественно оценивать алгоритмы, реализующие криптографическую защиту информации, процедуры аутентификации и контроля целостности;
- разрабатывать рекомендации по защите объектов различного типа от несанкционированного доступа.
Элементы и устройства систем управления
Основы магнетизма и магнитные величины. Магнитные усилители. Магнитные усилители с обратными связями и смещением. Реверсивные магнитные усилители. Бесконтактные электромагнитные реле. Преобразователи частоты и числа фаз на базе магнитных усилителей. Контактные электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Поляризованные реле. Магнитные пускатели и контакторы. Электрические машины постоянного тока, принцип действия, классификация, конструкция. Двигатели и генераторы постоянного тока. Исполнительные двигатели постоянного и способы управления ими. Специальные типы электрических машин постоянного тока. Тахогенераторы. Электрические машины переменного тока, принцип действия, классификация, конструкция. Трансформаторы, принцип действия, классификация, конструктивные исполнения. Асинхронные машины, принцип действия, конструктивные исполнения. Способы управления асинхронными двигателями. Векторное управление. Трехфазный двигатель в однофазном режиме. Двухфазные асинхронные исполнительные двигатели. Способы управления. Синхронные электрические машины. Пуск в ход и управление синхронными машинами. Шаговые синхронные двигатели. Частотные преобразователи для управления электрическими машинами переменного тока. Моментные двигатели. Электрические машины для микроперемещений. Специальные электрические машины. Сельсины, магнесины, поворотные трансформаторы. Конструктивные особенности и режимы работы. Датчики основных параметров технологических процессов. Измерение электрических и неэлектрических величин.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- теорию электрических машин;
- принципы работы электрических машин постоянного тока;
- принципы работы электрических машин переменного тока;
- специальные электрические машины;
- способы управления электрическими машинами;
уметь:
- использовать методы выбора электрических машин постоянного и переменного тока;
- определять характеристики электрических машин;
- подключать и использовать рациональные режимы работы электрических машин;
- выбирать датчики для измерения параметров технологических процессов.
схемотехника в системах управления
Элементы микросхемотехники – аналоговая электроника, операционные усилители, непрерывное информационное и силовое усиление сигналов. Импульсная электроника и микросхемотехника. Выходные импульсные каскады. Предмощные каскады. Гальваническая развязка, бутстрепное питание. Элементы задержки. Схемы формирования широтно-импульсных модуляторов. Информационные каскады. Обратные связи. Устойчивость. Коррекция. Тиристорные схемы управления двигателями. Транзисторно–транзисторная логика. Микросхемы на основы арсенида галлия. Неперепрограммируемые и перепрограммируемые логические матрицы. Триггеры на биполярных и униполярных транзисторах. Триггеры на логических элементах. Триггеры в интегральном исполнении. Триггеры защёлки, свойства прозрачности и непрозрачности. Гонки. Триггеры на операционных усилителях. Триггеры на туннельных диодах, транзисторах, двухбазовых диодах. Генераторы импульсов на операционных усилителях, на таймерах, на логических элементах. Генераторы импульсов в интегральном исполнении. Кварцевая стабилизация генераторов импульсов. Генераторы синусоидальных колебаний на транзисторах, операционных усилителях. Кварцевая стабилизация частоты генераторов синусоидальных колебаний. Цифроаналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Параметрические, компенсационные и импульсные стабилизаторы напряжения, микросхемы стабилизаторов
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- физические принципы построения, основные характеристики, элементную базу, структуры, принципы действия и применения, области внедрения и методы расчета основных схем и устройств автоматики и систем управления аналогового и цифрового действия, выполненных как в дискретном, так и в интегральном исполнении;
уметь:
- выполнять проектно–конструкторские и расчетные работы по созданию и внедрению в эксплуатацию устройств и систем электронной автоматики, обеспечить их наладку, испытания и рациональное техническое обслуживание;
Микропроцессоры в системах управления
Обработка информации в микропроцессоре. Организация шин. Управление обработкой информации. Схемное и микропроцессорное управление. Введение в программирование для микропроцессоров. Классификация команд. Структура и форматы команд. Способы представления чисел. Обработка двоично-десятичных чисел и двоичных чисел большой длины. Формирование флагов. Программная реализация алгоритмов контроля и регулирования. Простейшие цифровые фильтры. Реализации функций счета и временной задержки. Программная генерация импульсов. Программная реализация алгоритмов контурного управления. Способы интерполяции. Интерфейс микропроцессора. Сопряжение с памятью. Способы ввода–вывода. Обмен с программным опросом готовности. Обмен по прерыванию. Прямой доступ к памяти. Программируемые интерфейсы. Состав типового микропроцессорного комплекта. Структура программного обеспечения управляющей микроЭВМ. Структурная организация и система команд однокристальных микроконтроллеров. Организация ввода/вывода. Таймеры/счетчики. Режимы прерывания. Последовательный интерфейс. Организация локальной сети. Расширение ввода–вывода. Примеры программ обработки данных. Сопряжение микроконтроллеров с объектом управления. Ввод информации от датчиков. Ввод управляющих сигналов. Ввод и отображение информации. Перспективные микроконтроллеры для систем управления. Тенденции развития распределённых систем управления.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- структуру, функциональное назначение, принципы построения и логику работы микропроцессоров и микроконтроллеров;
- характеристики отечественных и зарубежных микропроцессорных комплектов;
- принципы программирования микропроцессорных систем;
уметь:
- характеризовать структурные и принципиальные схемы микропроцессорных устройств;
- анализировать архитектуру микропроцессорных систем управления, элементную базу на уровне микропроцессорных комплектов, программы, реализующие типовые законы контроля и управления.
Теория автоматического управления
Основные понятия теории управления. классификация систем управления. Принципы управления. Примеры систем управления. Задачи теории управления. линейные непрерывные системы. Структурные схемы. Дифференциальные уравнения, передаточные функции, временные и частотные характеристики, уравнения состояния. Анализ линейных систем. Устойчивость, инвариантность, чувствительность, управляемость и наблюдаемость. Качество переходных процессов. Задачи и методы синтеза линейных систем управления. Дискретные системы. Основные понятия. Классификация. Описание дискретных систем. Определение периода квантования. Синтез дискретных систем. Аппаратная, программно–аппаратная и программная реализация дискретных регуляторов. Нелинейные системы. Особенности динамики. классификация. линеаризация. Методы исследования: фазовая плоскость, гармоническая линеаризация, методы Ляпунова, частотный метод исследования устойчивости. Коррекция нелинейных систем. Статистическая динамика систем управления. Случайные стационарные и нестационарные воздействия, характеристики воздействий. Прохождение случайного сигнала через линейную систему. Исследования влияния случайных возмущений на динамику нелинейной системы. оптимальные и адаптивные системы. Задачи и критерии оптимизации. Применение методов теории оптимального управления к анализу и синтезу систем. Системы управления, оптимальные по быстродействию. Аналитическое конструирование регуляторов. Адаптивные системы, их типы и особенности.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- принципы управления технических систем, структурные схемы их построения,
- методы анализа и основные характеристики элементов и систем,
- методы синтеза систем различных типов и основные этапы их проектирования;
уметь:
- анализировать технические системы, обоснованно принимать решения по выбору законов управления и их реализации,
- корректно применять методы натурного и компьютерного моделирования систем управления для их совершенствования.
Компьютерные технологии проектирования систем автоматического управления
Основные стадии и этапы проектирования. Пакеты прикладных программ. Программные средства системы MATLAB для расчетов анализа и синтеза систем управления. Сценарии и функции. Организация циклов и диалога пользователем. Графические окна и создание графиков. Математические модели объектов и систем управления, формы представления математических моделей, преобразование форм. Соединение моделей, выделение и модификация подсистем, изменение числа входов и выходов. Операторы расчета моделей автоматических систем в частотной и временной областях. Структурный синтез и оптимизация систем. Проверка сохранения устойчивости и качества систем при вариациях параметров системы и колебаний момента сопротивления. Автоматизация проектирования систем.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- способы составления моделей и методики анализа объектов, алгоритмы оценивания, основные методы компьютерного проектирования систем управления;
- математические модели, алгоритмы анализа и синтеза автоматических систем, применяемые при автоматизированных расчетах;
уметь:
- применять программные средства MATLAB для проектирования алгоритмов оценивания и управления, определять структуру и параметр наблюдателей, в том числе оптимальных, проектировать модальные и линейно-квадратичные регуляторы;
- применять программные средства MATLAB для анализа, синтеза и исследования систем управления.
Вычислительные машины и системы
Принцип действия и структура вычислительных машин и систем. Понятие алгоритма. Принцип программного управления. Вычислительные системы и их архитектура. Системы счисления. Перевод чисел из одной позиционной системы в другую. Выполнение арифметических операций. Прямой, обратный и дополнительный коды. Способы представления чисел в цифровых вычислительных машинах. Кодирование десятичных чисел и алфавитно-цифровой информации. Элементы теории переключательных функций, булева алгебра. Способы реализации переключательных функций. Методы структурного синтеза комбинационных схем и конечных автоматов Мили и Мура по граф-схеме алгоритма. Операционные узлы ЭВМ. Оперативные и внешние запоминающие устройства. Структурная организация оперативных запоминающих устройств, способы выборки информации из запоминающих устройств типа 2D и 3D. Постоянные запоминающие устройства. Флэш-память. Сверхоперативные запоминающие устройства, кэш-память. Процессоры вычислительных систем. Основные этапы выполнения программ в процессоре, адресация и структура команд. Управляющие автоматы с «жесткой логикой». Микропрограммное управление. Индексация, индексные регистры. Последовательные и параллельные арифметические устройства. Методы выполнения умножения и деления. Устройства ввода и вывода. Методы передачи информации между устройствами вычислительных систем, организация системы шин интерфейсов. Микропропроцессорные системы. Назначение и виды программного обеспечения. Общее и специальное программное обеспечение. Языки программирования. Состав и структура системы подготовки программ. Прохождение программы через вычислительную систему. Операционная система, назначение и состав. Общая схема функционирования. Супервизор задач и супервизор ввода-вывода. Управление заданиями. Обслуживание программы. Пакеты прикладных программ. Основные характеристики надежности электронно-вычислительной машины. Автоматический контроль вычислительных машин и вычислительных систем; виды систем контроля. Системы диагностики неисправностей, эффективность систем контроля и диагностики. Назначение и принципы построения вычислительных сетей. Обобщенная структура и основные характеристики вычислительных систем. Вычислительные системы с конвейерной обработкой информации. Принципы построения и организация управления конвейерных вычислительных систем. Конвейер команд. Матричные вычислительные системы. Матричные и систолические процессоры.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- арифметические и логические основы построения и работы ЭВМ;
- схемотехнические основы построения основных операционных узлов ЭВМ;
- принципы построения и алгоритмы работы основных блоков современных ЭВМ;
- принципы построения и особенности работы микропроцессорных систем;
- основы программного обеспечения;
- способы обеспечения контроля и диагностики неисправностей;
- способы обеспечения контроля и диагностики неисправностей;
уметь:
- разрабатывать, внедрять и эксплуатировать автоматические и автоматизированные устройства и системы, использующие вычислительные машины;
- использовать современные вычислительные машины и системы для выполнения проектных работ и научно-теxническиx расчетов.
Технология разработки программного обеспечения систем управления
Класс. Объект. Инкапсуляция. Внешние и внутренние проявления класса. Полиморфизм, достоинства и недостатки объектно-ориентированного программирования. Характеристика элементов-данных класса. Характеристика элементов-функций класса. Операция привязки. Встроенные функции и атрибут inline. Полное имя компонентов класса. Методы-конструкторы и деструкторы объектов. Дружественные функции класса. Методы const, не изменяющие объекты класса. Статические методы и данные. Производные и базовые классы. Правила наследования. Управление уровнем доступа к элементам класса. Множественное наследование. Виртуальный базовый класс. Механизм переопределения метода класса. Виртуальные методы. Перезагрузка методами и функциями-друзьями. Перезагрузка операции =. Перезагрузка модификатора. Перезагрузка модификатора. Множественная перезагрузка операций. Указатели на компоненты класса. Понятие абстрактного класса. «Чистые» виртуальные функции. Шаблоны функций и классов. Особенности перезагрузки шаблонов. Обработка исключений. Использование интерфейса прикладного программирования API. Механизм сообщений. Типы сообщений. Основные сообщения приложения. Проектирование графического интерфейса приложений для современных систем автоматики. Диалоговые окна как основной интерфейс управления параметрами автоматической системы. Графические элементы диалогов. Архитектура SDI и MDI приложений и их роль в программном обеспечении автоматических систем. Архитектура «Документ/Вид». Основные понятия о библиотеке динамической загрузки. Технология функционирования и создания библиотек динамической загрузки. Процессы, операции над процессами; процессы и потоки, идентификация и группирование процессов; классификация процессов и ресурсов, задачи синхронизации потоков, различные способы синхронизации; блокировки потоков, условия возникновения, предупреждение и обходы; межпроцессорные коммуникации; системные часы и таймер, планирование выполнения процессов, диспетчеризация процессов реального времени, организация и управление памятью; файловая система, управление вводом выводом, файлы, проецируемые в память; работа с сетью, сетевые приложения, технология клиент-сервер.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- современные методы и средства написания программного обеспечения автоматических систем;
- специализированные библиотеки разработчика программного обеспечения;
- основные приемы и подходы к созданию сложных программных комплексов;
уметь:
- применять на практике методологию объектно-ориентированного программирования;
- использовать возможности программных интерфейсов API и MFC современных версий Windows;
- создавать программное обеспечение автоматических систем под операционные системы семейства Windows.
Информационное обеспечение систем управления
Классификация информационных систем. Понятие информационного обеспечения и основные требования к нему. Структура информационной системы. Технологии проектирования информационных систем. Понятие о CASE-технологии. Модели жизненного цикла программного обеспечения. Основные функции и компоненты современных систем управления базами данных. Иерархические, сетевые, реляционные и постреляционные модели данных. Представление структур данных в памяти ЭВМ. Методы доступа к данным. Транзакции, блокировки и многопользовательский доступ к данным. Методы поиска по дереву, методы хеширования. Концептуальное моделирование. Семантическое моделирование. Диаграммы потоков данных. ER-диаграммы. Основные определения и принципы построения: понятие о сущности, наборе сущностей, ключе сущности и связи. Целостность данных. Реляционная модель данных. Основы теории нормальных форм. Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Основы проектирования реляционных систем управления базами данных. Системы управления локальными базами данных. Способы организации доступа прикладной программы к серверу базы данных. Инструментальные средства разработки приложений для локальных баз данных. Основы SQL. Современные тенденции развития систем управления базами данных.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- представление структур данных в памяти ЭВМ и методы обеспечения целостности данных;
- современные тенденции развития систем управления базами данных и информационного обеспечения систем управления;
- теорию реляционных баз данных, современные методы создания и проектирования реляционных баз данных, методы работы с реляционными базами данных;
- принципы построения и реализации языков запросов баз данных;
- инструменты и средства разработки клиентских приложений, использующих реляционные базы данных;
- основы технологии «клиент-сервер» для баз данных;
уметь:
- осуществлять концептуальное и логическое проектирование базами данных с разработкой DFD и ER-диаграмм для различных областей автоматизации;
- создавать реляционные базы данных;
- проектировать и работать с базами данных в системах управления базами данных Microsoft Ассеss.
Основы систем автоматизированного проектирования
Современные технологии проектирования. Принципы построения систем графического моделирования. Классификация систем автоматизированного проектирования. Двухмерные и трехмерные графические системы. Обмен графической информацией между различными системами автоматизированного проектирования. Системы автоматизированной разработки чертежей. Технические средства систем автоматизированного проектирования. Автоматизация конструкторского проектирования объектов и систем. Автоматизация технологического проектирования. Системы автоматизированного проектирования. CAD/CAM технологии проектирования. AutoCAD. Системы координат. Матричные преобразования координат. Представление кривых и поверхностей. Создание объёмных твердотельных примитивов. Типы структур хранения данных о 3D объектах: дерево CSG, структура данных B-Rep, структура декомпозиционной модели, воксельное представление, представление октантного дерева, ячеечное представление. Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей. Алгоритм удаления невидимых граней. Алгоритм художника. Алгоритм удаления невидимых линий. Метод Z-буфера. Затушевывание. Трассировка лучей. Разработка прикладных программ на языке программирования систем автоматизированного проектирования AutoLisp. Доступ к данным чертежа и их изменение из Lisp-программы. Разработка диалоговых окон DCL. Создание параметрических трёхмерных моделей в среде AutoCAD Mechanical Desktop.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- существующие в настоящее время подходы, методы и средства систем автоматизированного проектирования;
- методы и средства функционального, конструкторского и технологического проектирования объектов и систем;
- основные тенденции и направления в теории и технике автоматизации проектирования;
уметь:
- применять средства автоматизации для решения задач проектирования;
- работать с пакетом систем автоматизированного проектирования AutoCAD;
- писать приложения на языке AutoLisp для системы AutoCAD;
- создавать параметрические трёхмерные модели в среде Mechanical Desktop.
Теория передачи информации
Этапы обращения информации. Системы передачи информации. Количество информации при равновероятности состояний источника сообщений. Энтропия ансамбля и объединения. Количество информации от опыта в общем случае. Энтропия эргодического источника. Избыточность и поток информации источника дискретных сообщений. Дифференциальная энтропия. Эпсилон–энтропия, эпсилон–производительность и избыточность источника непрерывных сообщений. Скорость передачи и пропускная способность непрерывных каналов. Информационные характеристики дискретных каналов без помех и с помехами. Кодирование информации при передаче по дискретному каналу без помех. Эффективное кодирование при известной и неизвестной статистике сообщений. Криптографическое закрытие информации. Методы замены. Шифрование перестановкой. Шифрование гаммированием. Стандарт шифрование данных DES. Криптографические системы с открытым ключом. Электронная цифровая подпись. Построение и использование хеш–функций. Закрытие речевых сигналов в телефонных каналах. Кодирование информации при передаче по дискретному каналу с помехами. Основные характеристики кодов. Систематические и рекуррентные коды.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- этапы обращения информации;
- проблемы передачи информации;
- методику расчета количества информации;
- информационные характеристики источников и каналов связи;
- методы криптографического закрытия данных и речи;
- методы эффективного кодирования сообщений;
уметь:
- проводить экспериментальные исследования источников сообщений и каналов связи;
- находить рациональные режимы передачи информации;
- кодировать сообщения эффективными кодами;
- производить защиту информации от несанкционированного доступа.
Телемеханика
Основные понятия и определения. Виды модуляции: непрерывные, импульсные, дискретные, многопозиционные и сложные. Коды: неравномерные, равномерные, корректирующие, линейные, блоковые, рекуррентные, циклические. Организация каналов связи для передачи телемеханических сообщений. Проводные линии связи. Радиолинии. Оптические линии связи. Структуры линий связи. Расчет характеристик цифровых линий связи. Методы передачи сообщений. Системы телеуправления–телесигнализации: частотные, временные, кодовые, многофункциональные. Синхронизация и синфазирование систем. Системы телеизмерений с временным, частотным и кодовым разделением каналов. Адаптивные телеизмерительные системы. Системы телерегулирования. Информационные сети и передача данных. Системы передачи дискретной информации. Методы повышения эффективности систем передачи информации: применение обратных связей и дублирование, скремблирование, линейное кодирование, перемежение, широкополосные сигналы, сжатие сообщений, электронная цифровая подпись, треллис–кодирование. Технологии передачи сообщений по занятым каналам связи. Бортовые информационно–телеметрические системы. Многофункциональные системы телемеханики. Функциональные узлы и блоки устройств телемеханики. Промышленные системы телемеханики. Помехоустойчивость и эффективность систем телемеханики. Помехоустойчивость дискретных и непрерывных сообщений. Методы повышения помехоустойчивости. Элементы теории информации. Дискретные и непрерывные каналы с шумами и без шумов. Информационные характеристики систем телемеханики. Перспективы развития систем телемеханики.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- методы передачи сообщений;
- способы организации каналов связи для передачи телемеханической информации;
- принцип построения систем телемеханики;
- функциональные узлы и блоки устройств телемеханики;
- методики расчета помехоустойчивости передачи сообщений;
уметь:
- спроектировать систему телемеханики для конкретных условий;
- оценить достоверность передачи сообщений;
- проводить экспериментальные исследования систем телемеханики;
- находить эффективные методы передачи сообщений;
- производить выбор элементной базы в зависимости от условий эксплуатации;
- рассчитать информационные характеристики систем и энергетические параметры цифровых линий связи.
7.5.5 Цикл дисциплин специализации
Требования к знаниям и умениям по дисциплинам и курсам специализаций устанавливаются в соответствии с образовательной программой.