Республики Беларусь «24»

Вид материала

Документы

Содержание Информационные технологии М.В. Качинский Ю.А. Скудняков Пояснительная записка Содержание дисциплины Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ БАЗ ДАННЫХ И БАЗ ЗНАНИЙ Тема 2. БАЗЫ ДАННЫХ Тема 3. БАЗЫ ЗНАНИЙ Для подготовки текстовых и графических документов Тема 5. РАЗРАБОТКА БАЗ ДАННЫХ Тема 6. ЯЗЫКОВЫЕ СРЕДСТВА ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ (PROLOG, LISP) Раздел 4. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Тема 9. ШИННАЯ АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ Тема 10. СИСТЕМНЫЕ РЕСУРСЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ Примерный перечень тем практических занятий Примерный перечень лабораторных работ Регистрационный № ТД-I.006/тип. ОСНОВЫ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ Рекомендована к утверждению в качестве типовой Согласована с Пояснительная записка Содержание дисциплины ... Полное содержание

Подобный материал:

• В перечень банков Республики Беларусь, имеющих право обязываться по векселю, утверждаемый, 419.3kb.
• Республики Беларусь 15 августа 2006, 202.35kb.
• Одобрен Советом Республики 8 февраля 1999 года общая часть глава 1 общие положения, 799.65kb.
• Об утверждении Инструкции о порядке взаимодействия государственных органов, ответственных, 157.85kb.
• Республики Беларусь «Об органах внутренних дел Республики Беларусь», 9.85kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.32kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.74kb.
• Совета Министров Республики Беларусь от 31 октября 2001 г. N 1592 "Вопросы Министерства, 1509.5kb.
• Постановление государственного комитета по авиации республики беларусь, 78.75kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 13.86kb.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебная программа для высших учебных заведений
ПО специальности Т.08.02.00 «Проектирование и технология электронных вычислительных средств»

Составители:

А.В. Станкевич – доцент кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук;

М.В. Качинский – доцент кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.


Рецензенты:

Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Белорусской государственной политехнической академии (протокол № 16 от 7 июня 2000 г.);

Ю.А. Скудняков - заведующий кафедрой информатики Минского государственного высшего радиотехнического колледжа, кандидат технических наук, доцент.


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 9 от 29 мая 2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.).


Согласована с:

Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики;

Главным управлением высшего и среднего специального образования;

Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Типовая программа «Информационные технологии» разработана для студентов высших учебных заведений по специальности Т.08.02.00 «Проектирование и технология электронных вычислительных средств». Она предусматривает знание студентами дисциплин «Высшая математика», «Программирование», «Теоретические основы САПР», «Системное программирование», «Проектирование компьютерных систем и сетей». Полученные знания будут использованы студентами при автоматизированной обработке информации.

Предметом дисциплины являются методологический, программно-информационный и технический аспекты технологии автоматизированной обработки информации.

Цели и задачи дисциплины – изучение современных методов, программных и аппаратных средств автоматизированной обработки информации, использование этих методов и средств при проектировании ЭВС.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 64 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 32 часа, лабораторных работ – 16 часов, практических занятий – 16 часов.

В результате освоения курса «Информационные технологии» студент должен:

знать:

- основы реляционной теории баз данных;

- основы теории экспертных систем и баз знаний;

- принципы построения программного обеспечения информационных техно-логий;

- архитектуру и системные ресурсы персонального компьютера;

уметь:

- использовать текстовые и графические редакторы для оформления доку-ментации;

- использовать электронные таблицы для проведения расчетов;

-создавать конструкторские базы данных и законченные приложения для работы с этими базами данных;

- создавать базы знаний;

- работать с электронной почтой и осуществлять поиск требуемой информации в Internet.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Тема 1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Предмет, цель и задачи дисциплины. Характеристика материала дисциплины, ее структуры. Связь дисциплины с другими курсами. Методологический, программно-информационный и технический аспекты информационных технологий.

Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ БАЗ ДАННЫХ И БАЗ ЗНАНИЙ

Тема 2. БАЗЫ ДАННЫХ

База и банк данных. Основы реляционной теории баз данных. Понятие отношения, типы отношений. Нормализация в реляционной модели данных. Архитектура и принципы построения баз данных и систем управления базами данных.


Тема 3. БАЗЫ ЗНАНИЙ

Базы знаний и модели знаний. Модели и методы поиска решений. Механизм логического вывода в экспертных системах. Правдоподобные рассуждения и нетрадиционные логики. Архитектура и назначение экспертных систем.

Раздел 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Тема 4. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЙ

ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТОВЫХ И ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

Принципы построения текстовых и графических редакторов, электронных таблиц, их основные возможности по созданию документов.


Тема 5. РАЗРАБОТКА БАЗ ДАННЫХ

Свойства таблиц и полей. Тип, размер и формат данных для полей. Работа со связями, ключевыми полями и индексами. Добавление, изменение и проверка корректности данных в таблицах. Сортировка, поиск и фильтрация данных в таблицах. Импорт, экспорт и связывание таблиц. Запросы на выборку данных. Многотабличные и перекрестные запросы. Запросы на изменение. Создание и использование форм и отчетов. Многотабличные и подчиненные формы и отчеты. Создание приложения для работы с базой данных.


Тема 6. ЯЗЫКОВЫЕ СРЕДСТВА ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ (PROLOG, LISP)

Способы представления знаний. Создание экспертной системы с использованием лингвистических средств.

Тема 7. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ С INTERNET

Основные понятия из области Internet. Программы - обозреватели. Протоколы обмена. Электронная почта. Поиск информации в Internet.

Раздел 4. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Тема 8. ЭВОЛЮЦИЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Типы архитектур, используемых в ПЭВМ. ПЭВМ на базе микропроцессоров с CISC архитектурой и RISC архитектурой. Архитектурные принципы построения процессоров персональных ЭВМ. Режим реальной адресации (реальный режим). Защищенный режим виртуальной адресации (защищенный режим). Режим виртуального процессора 8086. Режим системного управления SMM.


Тема 9. ШИННАЯ АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Локальная шина. Системная шина. Шина системных периферийных устройств. Шина памяти. Эволюция шинной архитектуры и структуры ПЭВМ. Организация материнской платы ПЭВМ. Наборы микросхем для построения ПЭВМ.


Тема 10. СИСТЕМНЫЕ РЕСУРСЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Системная память персональных ЭВМ. Логическая структура адресного пространства, распределение памяти, типы памяти. Обобщенные структуры памяти ПЭВМ. Пространство ввода-вывода. Система аппаратных прерываний. Система прямого доступа к памяти. Системные устройства и интерфейсы ввода-вывода. Шины расширения. Базовая система ввода-вывода (BIOS).

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Создание текстовых документов с помощью текстового редактора Word.
   
2. Вычисления в документах с помощью электронной таблицы Excel.
   
3. Создание графических изображений в документах.
   
4. Принципы работы с программами-обозревателями (web-brouser).
   
5. Поиск информации в Internet.
   
6. Работа с электронной почтой.
   
7. Получение новостей из Internet.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Создание таблиц и запросов базы данных.
   
2. Создание приложения базы данных (создание форм, отчетов и автоматизация приложения).
   
3. Изучение основ программирования на языке разработки экспертных систем.
   
4. Создание экспертной системы.
   

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Основы современных компьютерных технологий / Под ред. А.Хомоненко. - СПб: КОРОНА принт,1998.
   
2. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: ПитерКом, 1998.
   
3. Гук М. Интерфейсы ПК: справочник. - СПб.: ПитерКом, 1999.
   
4. Гук М. Процессоры Pentium II, Pentium Pro и просто Pentium. - СПб.: Питер Ком, 1999.
   
5. Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. - М.: ДИАЛОГ–МИФИ, 1997.
   
6. Крейнак Дж., Хебрейкен Дж. Интернет. Энциклопедия. - СПб: ЗАО Изд. Питер, 1999.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Вегнер В.А. и др. Аппаратура персональных компьютеров и ее программирование. IBM PC/XT/AT и PS/2. - М.: Радио и связь, 1995.
   
2. Руководство по архитектуре IBM PC AT / Ж.К.Голенкова, А.В.Заблоцкий, М.Л.Мархасин и др.; Под общ. ред. Мархасина М.Л. - Мн.: ООО Консул, 1993.
   
3. Дженнингс Р. Microsoft Access 97 в подлиннике. Т.1,2. - СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1997.
   
4. Пасько В. Microsoft Office 97. - К.: Изд. группа BHV,1998.
   
5. Дубина А. Машиностроительные расчеты в среде Exctl 97/2000. - СПб.: BHV- Санкт-Петербург, 2000.
   

УТВЕРЖДЕНА

Министерством образования

Республики Беларусь

16.01.2006.

Регистрационный № ТД-I.006/тип.

ОСНОВЫ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности I-40 02 02 Электронные вычислительные средства

СОСТАВИТЕЛЬ:

А.Б. Давыдов, доцент кафедры электронных вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук


РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Р.И. Фурунжиев, профессор кафедры программного обеспечения, вычислительной техники и автоматизированных систем Учреждения образования «Белорусский национальный технический университет», профессор, доктор технических наук;

Кафедра информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 3 от 26.10.2005)


РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:

Кафедрой электронных вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 2 от 24.10.2005.);

Научно-методическим советом Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол №2 от 23.11.2005.)


СОГЛАСОВАНА С:

Председателем Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники;

Начальником Управления высшего и среднего специального образования Министерства образования Республики Беларусь;

Первым проректором Государственного учреждения образования «Республиканский институт высшей школы»


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Программа «Основы дискретных систем регулирования» разработана для специальности I-40 02 02 Электронные вычислительные средства высших учебных заведений.

Типовая программа «Основы дискретных систем регулирования» направлена на подготовку специалистов в области проектирования электронных вычислительных средств. Целью дисциплины является изучение основ теории и принципов построения дискретных систем регулирования.

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин «Высшая математика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Электронные приборы и устройства».

Дисциплина «Основы дискретных систем регулирования» является базовой для последующего изучения целого ряда дисциплин: «Теория и применение цифровой обработки сигналов», «Проектирование проблемно-ориентированных вычислительных средств», «Программирование проблемно-ориентированных вычислительных средств реального времени».

В результате освоения дисциплины «Основы дискретных систем регулирования» студент должен:

иметь представление:

• о месте дискретных систем регулирования в структуре электронных вычислительных средств (ЭВС);
  
• об основах построения и функционирования дискретных систем регулирования;
  
• о методах получения математических моделей дискретных систем регулирования;
  

знать:

• основы теории дискретных систем регулирования;
  
• основы построения типовых функциональных узлов дискретных систем регулирования;
  
• основы анализа и синтеза дискретных систем регулирования;
  

уметь использовать:

• особенности построения и функционирования дискретных систем регулирования при решении различных задач;
  

владеть:

• методами выбора и описания дискретных систем регулирования;
  
• методами синтеза дискретных систем регулирования с обратной связью;
  

иметь опыт:

• решения задач проектирования дискретных систем регулирования с квантователем и экстраполятором нулевого порядка.
  

Программа рассчитана на объем 108 часов. Примерное распределение аудиторных учебных часов по видам занятий: лекций – 42 часа, лабораторных работ – 25 часов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Предмет, цель и задачи дисциплины. Содержание дисциплины, ее объем. Связь дисциплины с другими курсами. Классификация дискретных систем автоматического регулирования. Примеры дискретных систем регулирования.


Раздел 1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ОБРАБОТКА НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ

Тема 1.1. КВАНТОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ

1.1.1. Способы квантования сигналов, решетчатые функции. Анализ дискретных функций времени. Теорема Котельникова. Фильтрация и преобразование сигналов. Выбор периода квантования.

1.1.2. Устройства выборки и хранения. Цифроаналоговое преобразование. Аналого-цифровое преобразование. Математическое описание процесса квантования. Импульсная теорема. Восстановление сигналов по дискретным выборкам.

Тема 1.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ

1.2.1. Определение процессов в импульсных системах с помощью дискретного преобразования Лапласа. Определение Z-преобразования. Соответствие между s и z-плоскостями. Основные теоремы Z-преобразования. Ограничение метода Z-преобразования.

1.2.2. Разностные уравнения импульсных систем. Представление импульсных систем в пространстве состояний. Описание импульсного элемента Определение импульсных передаточных функций. Импульсная передаточная функция фиксатора нулевого порядка. Импульсная передаточная функция замкнутой импульсной системы.

1.2.3. Частотные характеристики импульсных систем. Импульсные системы с несколькими импульсными элементами.


Раздел 2. АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ


Тема 2.1. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ

2.1.1. Понятие устойчивости. Основные теоремы об устойчивости линейных импульсных систем. Критерии устойчивости импульсных систем

2.1.2. Анализ точности импульсных систем при гармоническом воздействии. Анализ точности при полиномиальном воздействии. Исследование точности при случайных воздействиях.


Раздел 3. СИНТЕЗ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕТОДОМ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Тема 3.1. СИНТЕЗ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

3.1.1. Требования, предъявляемые к импульсным системам. Желаемые логарифмические частотные характеристики. Коррекция импульсных систем.

3.1.2. Специальные виды цифровых корректирующих устройств. Дифференцирующие цифровые фильтры. Интегрирующие цифровые фильтры. Реализация непрерывного корректирующего устройства с помощью цифрового фильтра.


Раздел 4. МЕТОД ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ В ТЕОРИИ ЛИНЕЙНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ


Тема 4.1. СТРУКТУРНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

4.1.1. Составление блок-схем моделирования дискретных систем, описываемых разностными уравнениями.

4.1.2. Уравнения состояния линейных дискретных систем. Переменные состояния. Определение уравнений состояния по передаточной функции.

4.1.3. Переходная матрица состояния линейной дискретной системы. Ее свойства. Определение переходной матрицы состояния стационарной дискретной системы.


Раздел 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ


Тема 5.1. СПОСОБЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДУЛЯЦИИ

5.1.1. Нелинейные способы модуляции. Амплитудно-импульсная модуляция. Широтно-импульсная модуляция. Временная импульсная модуляция. Модуляционная характеристика импульсного элемента.


Тема 5.2. УРАВНЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ

5.2.1 Уравнения нелинейных импульсных систем с амплитудно-импульсной модуляцией. Нелинейный элемент перед импульсным элементом. Нелинейный элемент после импульсного элемента. Нелинейный элемент в непрерывной части системы.

5.2.2. Уравнения нелинейных импульсных систем с широтно-импульсной и временной импульсной модуляцией. Системы с широтно-импульсной модуляцией. Системы с фазоимпульсной модуляцией. Системы с частотно-импульсной модуляцией. Уравнения нелинейных импульсных систем.


Раздел 6. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВС В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ


Тема 6.1. ЭВС КАК УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

6.1.1. Прохождение непрерывного сигнала через ЭВС. Определение передаточной функции системы автоматического регулирования с ЭВС. Ограничение накладываемые на систему автоматического регулирования с использованием ЭВС .

6.1.2. Длина вычислительного слова. Влияние конечной длины вычислительного слова на управляемость системы. Дискретизация по времени. Эффекты квантования по уровню. Наименьший верхний предел ошибки квантования.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Изучение возможностей системы MATLAB для решения задач анализа и синтеза линейных систем.

2. Основы программирования в системе MATLAB 5. Пакет прикладных программ NOTEBOOK.

3. Работа системы MATLAB в командном режиме. Задание векторов и матриц. Использование операторов. Определение последовательности значений экспонент и тригонометрических функций. Построение графиков в системе MATLAB.

4. Основные характеристики линейных систем управления. Алгебраический критерий устойчивости. Определение запаса устойчивости. Частотные и временные характеристики линейной системы. Использование пакета прикладных программ Control System Toolbox для исследования линейных систем с постоянными параметрами.

5. Исследование импульсных систем автоматического регулирования с помощью системы MATLAB.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ


1. Класс ПЭВМ.

2. Пакет MATLAB 5.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. – М.: Наука, 1979.

2. Иванов В.А., Ющенко А.С. Теория дискретных систем автоматическо-го управления. – M.: Наука, 1983.

3. Теория автоматического управления / Под ред. А.А. Воронова – М.: Высш. шк., 1986, ч. 2.

4. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления / Пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1986.

5. Сиберт У. М. Цепи, сигналы, системы: В 2 ч. / Пер. с англ. – М.: Мир, 1988.

6. Филипс Ч., Харбор Р. Синтез управления с обратной связью. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

7. Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дороф, Р. Бишоп: Пер. с англ. Б.И. Копылова. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / Под ред. В.А. Бессекерского. – М.: Наука, 1969.
   
2. Бессекерский В.А. Цифровые автоматические системы. – М.: Наука, 1976.
   
3. Дейч А.М. Методы идентификации динамических объектов. – М.: Энергия, 1979
   
4. Изерман Р. Цифровые системы управления / Пер. с англ. – М.: Мир. 1984.
   
5. Неймарк Ю.И., Кочан Р.Я., Савельев В.П. Динамические модели теории управления. – М.: Наука, 1985.
   
6. Потемкин В.Г., Рудаков П.И.. Система MATLAB 5 для студентов. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.
   
7. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MATLAB 5.0/5.3. Система символьной математики. – М.: Нолидж, 1999.
   

УТВЕРЖДЕНА

Министерством образования

Республики Беларусь

24.06.2001.

Регистрационный № ТД-136 /тип.


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям I-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств, I-40 02 02 Электронные вычислительные средства

СОСТАВИТЕЛИ:

А.И.Пинаев, кандидат технических наук, доцент кафедры радиоэлектронных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники;

В.В.Мельничук, кандидат технических наук, доцент кафедры радиоэлектронных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники;

В.С.Колбун, доцент кафедры радиоэлектронных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники;

А.В.Станкевич, кандидат технических наук, доцент кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники;

Ю.И.Тормышев, доктор технических наук, профессор кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники

Под общей редакцией А.И. Пинаева, В.В. Мельничука


РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Кафедра специальных дисциплин Минского государственного высшего радиотехнического колледжа (протокол № 2 от 12.10.2000.);

С.Н. Анкуда, проректор по производственному обучению Минского государственного высшего радиотехнического колледжа, доцент


РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ

Кафедрой радиоэлектронных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от  23.10.2000.);

Кафедрой электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протоколы № 9 от 29.05.2000., № 1 от 26.09.2006.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23.11.2000 .)


СОГЛАСОВАНА С:

Председателем Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники;

Начальником Управления высшего и среднего специального образования Министерства образования Республики Беларусь;

Первым проректором Государственного учреждения образования «Республиканский институт высшей школы»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Теоретические основы систем автоматизированного проектирования» разработана для студентов специальностей I-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств, I-40 02 02 Электронные вычислительные средства высших учебных заведений. Она предусматривает изучение основных принципов организации и функционирования систем автоматизированного проектирования (САПР), видов обеспечения САПР, базовых положений математического обеспечения, получение навыков разработки и анализа математических моделей на различных стадиях проектирования радиоэлектронной аппаратуры, изучение методов оптимального проектирования. Целью дисциплины является изучение принципов проектирования, методологии построения систем автоматизированного проектирования и требований к видам обеспечения САПР. Основным направлением курса является математическое обеспечение САПР, его роль и место в процессе автоматизированного проектирования. Рассматриваются базовые математические методы и положения САПР радиоэлектронных средств (РЭС) и электронных вычислительных средств (ЭВС), особенности получения и анализа математических моделей, методы синтеза и оптимизации параметров технических объектов и процессов в РЭС и ЭВС.

Предмет базируется на знаниях, полученных студентами при изучении общеобразовательных и специальных дисциплин (высшей математики, физики, численной математики, основ алгоритмизации и программирования). Знания, полученные студентами по данному предмету необходимы для последующего изучения алгоритмов автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры, программного и технического обеспечения. Материал курса может быть использован для подготовки специалистов в области разработки САПР различного назначения.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов и рассчитана на объем 40-70 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 24-36 часов, лабораторных работ – 16-17 часов, практических – 0-17 часов.

В результате освоения курса студент должен:

знать:

• общую организацию процесса проектирования, его содержание, методологию, принципы построения систем автоматизированного проектирования, состав и виды обеспечения САПР;
  
• основные математические методы и положения, используемые в САПР РЭС и ЭВС;
  
• математические модели, применяемые в САПР РЭС и ЭВС на разных этапах проектирования, методы их получения;
  
• методы анализа технических объектов различного назначения;
  
• методы синтеза технических объектов различного назначения;
  
• основные принципы и способы решения задач оптимального проектирования;
  

приобрести практические навыки:

• использования конкретных методов для решения широкого класса задач САПР РЭС и ЭВС;
  

уметь:

• строить модели объектов и процессов, используемых при разработке РЭС и ЭВС;
  
• осуществлять анализ полученных моделей и выбирать наиболее оптимальные способы их решения;
  
• определять и оптимизировать параметры объектов и процессов;
  
• синтезировать структуры различных элементов и процессов.
  

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ САПР


Тема 1. ПОНЯТИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОЕКТНЫХ ПРОЦЕДУР

Введение. Предмет, задачи, и структура курса. Место курса в общей структуре учебного процесса. Принципы и задачи проектирования: понятие проектирования, иерархия процесса проектирования, составные части процесса проектирования. Унифицированные проектные процедуры: классификация, типовая последовательность проектных процедур, вложенность проектных процедур, понятие анализа и синтеза. Маршрут проектирования.


Тема 2. СТРУКТУРА САПР

Понятие системы автоматизированного проектирования, основные определения. Состав и организация процесса автоматизированного проектирования. Основные виды обеспечения САПР: математическое, информационное, техническое, программное, организационное. Краткая характеристика видов обеспечения, их роль и место в системе автоматизированного проектирования. Место, цели и задачи математического обеспечения САПР.


Раздел 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ В САПР


Тема 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

3. Понятие математических методов и положений, используемых в САПР. Общие сведения о численных методах решения задач. Элементы теории множеств. Основные понятия теории множеств: определения, способы задания, операции над множествами, математический аппарат теории множеств. Расплывчатые множества.
   
4. Элементы теории графов: определения теории графов, виды графов, способы задания графов. Понятия маршрутов, циклов. Характеристические числа графов, операции над графами, преобразования графов. Понятие гиперграфа, способы задания, преобразования. Примеры представления различных технических объектов в виде графов и их математическое описание.
   

Тема 4.ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Понятие математической модели, иерархия математических моделей в САПР, классификация моделей. Уровни математических моделей: микро, макро, мета. Особенности представления моделей на каждом уровне. Основные требования к моделям: адекватность, универсальность, экономичность. Методы получения математических моделей: теоретические, экспериментальные. Общий алгоритм получения модели. Преобразования математических моделей между уровнями.


Тема 5. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НА МИКРОУРОВНЕ

4. Модели объектов на микроуровне. Понятие микроуровня. Примеры моделей объектов, используемых в РЭС и ЭВС на микроуровне. Алгоритм получения моделей на микроуровне, сеточные методы.
   
5. Метод конечных разностей (МКР). Общие сведения, основные области применения в САПР РЭС и ЭВС, алгоритм МКР. Оценка МКР: точность, устойчивость, сходимость. Общие способы оценки качества решения по методу конечных разностей. Пример решения задачи методом конечных разностей.
   
6. Метод конечных элементов (МКЭ). Общие сведения, основные области применения в САПР РЭС и ЭВС, отличие от МКР, алгоритм МКЭ. Виды типовых элементов, методы получения функций формы для типовых элементов. Пример получения функций формы и их объединения в ансамбль. Методы определения узловых значений элементов. Вариационный метод. Пример использования вариационного метода, матрица жесткости. Оценка метода конечных элементов.
   

Тема 6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НА МАКРОУРОВНЕ

3. Модели объектов на макроуровне. Понятие макроуровня. Примеры моделей объектов, используемых в РЭС и ЭВС на макроуровне. Понятие компонентных и топологических уравнений, алгоритм получения моделей на макроуровне. Виды элементов при моделировании объектов на макроуровне, компонентные уравнения различных элементов. Виды и связи подсистем. Топологические уравнения.
   
4. Принцип получения топологических уравнений. Использование графов для получения топологических уравнений, понятие М-матрицы (контуров и сечений). Обобщенный метод получения математических моделей на макроуровне. Табличный метод. Пример получения математической модели электрической принципиальной схемы табличным методом. Метод переменных состояния. Пример получения математической модели электрической принципиальной схемы методом переменных состояния.
   

Тема 7. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НА МЕТАУРОВНЕ

7. Модели объектов на метауровне. Понятие метауровня, общие сведения о моделях объектов на метауровне. Примеры моделей объектов, используемых в РЭС и ЭВС на метауровне.
   
8. Модели аналоговой РЭА на основе теории автоматического управления. Понятие типовых звеньев, структурирование схемы на типовые звенья. Передаточные функции типовых звеньев. Методы соединения типовых звеньев. Преобразования схем. Пример преобразования схемы, заданной звеньями с известными передаточными функциями, получение передаточной функции системы.
   
9. Модели цифровой РЭА. Классификация моделей, общие положения. Двухзначные и многозначные модели, синхронные и асинхронные модели. Пример получения модели цифровой схемы на основе логических уравнений и соответствующих им временных диаграмм.
   
10. Модели для задач конструирования РЭС и ЭВС. Виды моделей. Модели схем в виде графов и соответствующих им матриц.
    
11. Модели технологических процессов на основе графов переходов. Пример модели технологического процесса.
    
12. Математические модели информационных процессов. Модели на основе теории систем массового обслуживания. Основные термины и определения, классификация моделей. Принципы получения, вероятностные параметры модели. Пример модели информационного процесса.
    

Раздел 3. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Тема 8. ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА

Понятие анализа объекта. Классификация процедур анализа: одновариантный, многовариантный, Характеристика методов анализа: надежность, точность, экономичность. Методы анализа.


Тема 9. РАЗНОВИДНОСТИ МЕТОДОВ АНАЛИЗА

5. Анализ переходных процессов, общие сведения. Явные и неявные методы интегрирования, точность интегрирования, методы оценки точности. Устойчивость методов интегрирования. Методы оценки устойчивости.
   
6. Анализ статических режимов. Итерационные методы решения уравнений. Метод простой итерации, условие сходимости. Пример решения системы алгебраических уравнений методом простой итерации. Релаксационные методы, метод Зейделя. Оценка итерационных методов, выбор шага интегрирования для явных и неявных методов. Сравнение методов интегрирования. Метод Ньютона, алгоритм решения по методу Ньютона. Метод продолжения решения по параметру, алгоритм решения алгебраических уравнений методом продолжения решения по параметру.
   
7. Многовариантный анализ. Анализ чувствительности. Пример расчета допустимых отклонений электронной схемы. Метод приращений. Прямой метод (метод моделей чувствительности). Статистический анализ, общие сведения о статистическом анализе, метод статистических испытаний (Монте-Карло).
   
8. Методы анализа повышенной эффективности. Диаскопические методы, общие сведения, пример использования. Методы однонаправленных моделей. Комбинированные методы анализа. Учет латентности фрагментов (методы раздельного интегрирования систем ОДУ). Адаптивное моделирование. Алгоритм расчета выходных параметров объектов моделирования.
   

Раздел 4. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ


Тема 10. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕДУР СИНТЕЗА

10.1. Постановка задачи синтеза. Задачи параметрического синтеза, пример постановки. Классификация задач параметрического синтеза. Понятие оптимального проектирования. Задачи оптимального проектирования: назначения технических требований, расчет параметров элементов, основная задача оптимизации параметров и допусков, оптимизации параметров, назначения допусков, совмещения и центрирования, определения параметров математических моделей и областей их адекватности.

2. Постановка задачи математического программирования. Целевая функция, критерии. Виды критериев: частные, аддитивные, мультипликативные, критерии формы функции, минимаксные критерии. Понятие и виды ограничений, назначение ограничений, прямые ограничения, функциональные ограничения. Разновидности задач оптимизации: задачи условной и безусловной оптимизации. Необходимые и достаточные условия экстремума. Классификация методов поиска экстремума.
   

Тема 11. РАЗНОВИДНОСТИ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМА

11.1. Общие алгоритмы методов поиска экстремума. Методы безусловной оптимизации, общая формула итерационного процесса. Методы одномерного поиска: метод дихотомии, метод полиномиальной аппроксимации. Методы многомерного поиска экстремума: метод Гаусса-Зейделя, градиентные методы (наискорейшего спуска, сопряженных градиентов, сопряженных направлений). Метод Ньютона, пример решения задачи поиска экстремума методом Ньютона.

11.2. Методы условной оптимизации. Общие положения. Метод штрафных функций: метод внутренней точки, метод внешней точки.

3. Особенность решения задач оптимизации при максминных постановках. Общие подходы к постановке и решению обобщенных задач оптимизации. Пример постановки задачи назначения технических требований на разработку блока радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), постановка задачи формирования многоуровневого технического задания (ТЗ). Решение задачи назначения параметров и допусков. Пример решения задачи о назначении допусков на элементы электрической принципиальной схемы.
   

Тема 12. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ

12.1. Постановка задачи структурного синтеза. Классификация задач структурного синтеза, разбиение по уровням сложности. Примеры задач структурного синтеза при разработке РЭА. Формализация структур проектируемых объектов. Подходы к решению задач структурного синтеза: переборные алгоритмы, последовательные алгоритмы, алгоритмы на основе трансформации описаний. Особенности и примеры использования переборных алгоритмов. Последовательные алгоритмы, способы применения: наращивание, выделение, использование методов трансформации описаний.

2. Математическое программирование в структурном синтезе. Решение задач линейного программирования (симплекс - метод). Решение задач целочисленного программирования (метод отсекающих плоскостей). Решение задач частично целочисленного программирования (метод ветвей и границ). Пример использования математического программирования для синтеза структуры блока РЭС и ЭВС.
   

Тема 13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Особенности применения математических методов в разработке САПР РЭС и ЭВС. Совершенствование и развитие математических процедур в задачах автоматизированного проектирования.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

9. Элементы теории множеств: способы задания, операции над множествами, математический аппарат теории множеств. Задачи по теории множеств.
   
10. Элементы теории графов: виды графов, способы задания графов. Характеристические числа графов, операции над графами, преобразования графов. Задачи по действиям над графами.
    
11. Элементы теории графов. Представление технических объектов в виде графов и их математическое описание. Задачи по представлению технических объектов графами различного вида.
    
12. Математические модели объектов на микроуровне. Решение задач методом конечных разностей.
    
13. Математические модели объектов на макроуровне. Получение графов электрических принципиальных схем и М- матриц.
    
14. Анализ математических моделей. Решение систем алгебраических уравнений методами простой итерации и методом Зейделя.
    
15. Методы безусловной оптимизации. Решение задач оптимизации численными методами.
    
16. Математическое программирование в структурном синтезе. Оптимальное проектирование. Решение задачи математического программирования симплекс-методом.
    

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

5. Математические модели объектов на микроуровне. Решение задач моделирования процессов в РЭС и ЭВС методом конечных разностей, анализ точности, сходимости и устойчивости разностных схем.
   
6. Математические модели объектов на макроуровне. Получение моделей электрических принципиальных схем табличным методом и методом переменных состояния. Анализ моделей.
   
7. Многовариантный анализ, анализ чувствительности. Решение задачи определения отклика схемы на изменения параметров элементов.
   
8. Синтез. Постановки задачи назначения технических требований на разработку блока РЭА, постановка задачи формирования многоуровневого ТЗ. Решение задачи назначения параметров и допусков на элементы электрической принципиальной схемы.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

3. Программа математического моделирования MATHCAD.
   
4. Программа моделирования электронных схем WORKBENCH.
   

ЛИТЕРАТУРА


Основная

1. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для вузов / О.В. Алексеев, А.А. Головков, И.Ю. Пивоваров и др.; Под ред. О.В. Алексеева. – М.: Высш. шк., 2000.

2. Корячко В.П., Норенков И.П., Курейчик В.М. Теоретические основы САПР. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. САПР. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для техн. вузов. В 9 кн. / Под ред. И.П. Норенкова. – М. : Высш. шк., 1986.

4. Деньдобренко Б.Н., Малика А.С. Автоматизация конструирования РЭА: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1990.

5. Норенков И.П., Маничев В.В. Системы автоматизированного проек-тирования электронной и вычислительной аппаратуры: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1983.

6. Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. – М.: Радио и связь, 1988.

7. Левков С.А., Корнеев Н.В. Численные методы анализа электрических цепей: Справочное пособие для инженеров и научных работников. - М.: Додека, 1998.


Дополнительная

8. Морозов К.К., Одиноков В.Г., Курейчик В.М. Автоматизированное проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. – М., 1983.
   
9. Хорн Д., Челс Р. Численное программирование. – М.: Мир, 1984.
   
10. Петренко А.И. Основы автоматизации проектирования. – К.: Техника, 1982.
    
11. Донец А.М., Львович Я.Е., Фролов В.Н. Автоматизированный анализ и оптимизация конструкций и технологий РЭА. – М.: Радио и связь, 1983.
    
12. Горелик А.Г. Автоматизация инженерно-графических работ с помощью ЭВМ. – Мн.: Выш. шк., 1980.
    
13. Автоматизация поискового конструирования /Под ред. А.И. Половинкина. – М.: Радио и связь, 1981.
    
14. Алипов Н.В. Задачник по автоматизации конструкторского проектирования РЭА и ЭВА. – М.: Высш. шк., 1986.
    

УТВЕРЖДЕНА

Министерством образования

Республики Беларусь

24.06.2001.

Регистрационный № ТД-144 / тип.

АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям I-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств, I-40 02 02 Электронные вычислительные средства


СОСТАВИТЕЛИ:

А.А. Петровский, профессор кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, доктор технических наук;

В.В. Серков, доцент кафедры электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники


РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Белорусской государственной политехнической академии (протокол № 16 от 7.06.2000.);

Ю.А. Скудняков, заведующий кафедрой информатики Минского государственного высшего радиотехнического колледжа, кандидат технических наук, доцент.


РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:

Кафедрой электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протоколы № 9 от 29.05.2000., № 1 от 26.09.2005.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23.11.2000.).


СОГЛАСОВАНА С:

Председателем Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники;

Начальником Управления высшего и среднего специального образования Министерства образования Республики Беларусь;

Первым проректором Государственного учреждения образования «Республиканский институт высшей школы»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Алгоритмические основы компьютерной графики» разработана для студентов высших учебных заведений по специальностям 1-39 02 02 Проектирование и производство радиоэлектронных средств, 1-40 02 02 Электронные вычислительные средства. Она предусматривает знание студентами дисциплин «Высшая математика», «Программирование», «Начертательная геометрия и инженерная графика». Курс является составной частью цикла курсов теоретических основ систем автоматизированного проектирования и составляет базу для последующего изучения дисциплин цикла САПР.

Целью изучения дисциплины является освоение студентами математических основ компьютерной графики, алгоритмов преобразования двухмерных и трехмерных объектов, эффективных приемов программирования в задачах обработки изображений.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 51 учебный час. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 34 часа, лабораторных работ – 17 часов.

В результате освоения курса «Алгоритмические основы компьютерной графики» студент должен:

знать:

- принципы построения растровых и векторных дисплеев;

- основные математические аспекты двухмерной графики;

- алгоритмические преобразования в координатной геометрии трехмерного пространства;

- алгоритмы и программное обеспечение растровой графики;

уметь:

- находить проекцию объектов трехмерного пространства на плоскость;

- осуществлять поворот пространства вокруг произвольной оси;

- строить перспективное и стереоскопическое изображения;

-проектировать интерактивный графический интерфейс САПР ЭВС.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАШИННОЙ ГРАФИКЕ. ДВУХМЕРНАЯ МАШИННАЯ ГРАФИКА

8. Основные понятия и определения. Векторные
   

и растровые дисплеи

1.1. Понятие интерактивной графики. История развития и области применения.

1.2. Классификация и примеры графических систем. Векторные и растровые дисплеи. Растровая развертка отрезка. Черно-белые и цветные буферы кадра.

1.3. Общая структура графического интерактивного программного обеспечения.

9. Координатная геометрия двухмерного пространства
   

2.1. Преобразования двухмерного пространства. Линейный перенос. Изменение масштаба. Поворот вокруг начала координат и произвольного центра.

2.2. Прямая на плоскости. Уравнение прямой. Точка пересечения двух прямых.

2.3.Матричное представление преобразований пространства. Однородные координаты. Матрицы переноса, изменения масштаба, поворота.

10. ОТСЕЧЕНИЕ И ПОКРЫТИЕ МНОГОУГОЛЬНИКОВ
    

Задачи отсечения и покрытия многоугольников. Простой метод отсечения. Метод Коэна-Сазерленда.


Раздел 2. ТРЕХМЕРНАЯ МАШИННАЯ ГРАФИКА

11. Координатная геометрия трехмерного пространства
    

4.1. Основные элементы в трехмерном пространстве. Левая и правая система координат. Точка, линия и плоскость.

4.2. Пересечение фигур в трехмерном пространстве. Пересечение двух прямых. Пересечение плоскостей. Расстояние от начала координат до плоскости.

12. Преобразования трехмерного пространства
    

5.1. Матричная запись преобразований трехмерного пространства. Перенос начала координат, изменение масштаба, поворот осей координат. Функциональное представление поверхности.

5.2. Поворот пространства вокруг произвольной оси. Перенос начала координат. Поворот осей координат. Поворот пространства. Возврат к исходной системе координат.


Раздел 3. ПРОЕКЦИИ ПРОСТРАНСТВА НА ПЛОСКОСТЬ. РАСТРОВАЯ ГРАФИКА

13. Проекции двухмерного пространства
    

6.1. Ортогональные проекции. Абсолютная система координат. Задание объекта. Простейший метод проецирования. Общая ортогональная проекция. Особенности построения общих ортогональных проекций.

6.2. Алгоритмы удаления невидимых линий. Алгоритм для выпуклых тел, содержащих начало координат. Алгоритм Уоткинса. Алгоритм Ньюэлла – Санча.

6.3. Перспективное изображение. Свойства перспективных проекций. Стереоскопическое изображение.

14. Алгоритмы и программное обеспечение
    

растровой графики

7.1. Преобразование отрезка из векторной формы в растровую. Алгоритм пошаговой генерации отрезка и окружности. Алгоритмы Брезенхэма. Растровая развертка сплошных областей.

7.2. Заполнение многоугольников. Простой алгоритм заполнения с затравкой. Построчный алгоритм заполнения.


Примерный перечень лабораторных работ

5. Использование дисплея в графическом режиме. Построение графиков математических кривых.
   
6. Преобразование двухмерного пространства. Перенос начала координат. Изменение масштаба. Поворот.
   
7. Отсечение многоугольников (двухмерное отсекающее окно). Отсечение одной фигурой другой фигуры.
   
8. Трехмерные преобразования. Проекция трехмерного пространства на двухмерную плоскость. Поворот пространства вокруг произвольной оси. Перспективная проекция.
   

Примерный перечень компьютерных программ

4. ПЭВМ Pentium-100 или выше.
   
5. Операционная система Windows-95 или выше.
   
6. Среда быстрой разработки программ Delphi-3 или выше.
   

ЛИТЕРАТУРА

Основная

6. Энджел Й. Практическое введение в машинную графику. – М.: Радио и связь, 1984.
   
7. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. – М.: Мир, 1989.
   
8. Аммерал Л. Принципы программирования в машинной графике. – М.: Сол Систем, 1992.
   
9. Аммерал Л. Интерактивная трехмерная машинная графика. – М.: Сол Систем, 1992.
   
10. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. – М.: Радио и связь, 1986.
    

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

7. Аммерал Л. Машинная графика на персональных компьютерах. – М.: Сол Систем, 1992.
   
8. Фоли Дж., А.вэн Дэм. Основы интерактивной машинной графики. – М.: Мир, 1985.
   
9. Хирн Д., Бейкер М. Микрокомпьютерная графика. – М.: Мир, 1987.
   
10. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. – М.: Мир, 1987.
    
11. Гилой В. Интерактивная машинная графика: структуры данных, алгоритмы, языки. – М.: Мир, 1981.
    
12. Современный компьютер. – М.: Мир, 1986.
    

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-031/тип.


ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности I-40 02 02 Электронные вычислительные средства


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

Г.В. Таранов, доцент кафедры электронных вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук


Рецензенты:

С.Н. Анкуда, проректор по производственному обучению и научной работе Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», доцент;

Кафедра информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 10 от 29.05.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронных вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 9 от 29.05.2000 г.);


Научно-методическим советом по направлению I-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 15.01.2003 г.)


Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Основы проектирования электронных вычислительных средств» разработана для специальности 1-40 02 02 Электронные вычислительные средства высших учебных заведений.

Целью дисциплины является изучение арифметических и логических основ электронных вычислительных средств (ЭВС), принципов построения, функционирования и проектирования цифровых устройств на интегральных микросхемах, основ организации процессоров и ЭВМ.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

• об арифметических и логических основах ЭВС;
  
• об основах логического проектирования ЭВС;
  
• о проектировании цифровых автоматов;
  
• о методах контроля цифровых автоматов,помехоустойчивом кодировании;
  
• о типовых функциональных узлах ЭВС;
  
• о современных интегральных микросхемах различного функционального назначения;
  
• об основах организации, построения и функционирования ЭВМ;
  

знать:

• формы представления чисел в ЭВС и их кодирование,алгоритмы выполнения двоичной и десятичной арифметики;
  
• аналитическое числовое и геометрическое представление логических функций и методы их минимизации;
  
• основы синтеза комбинационных схем;
  
• интегральные микросхемы триггеров и памяти;
  
• основы теории цифровых автоматов;
  
• основы построения типовых функциональных узлов;
  
• основы логического проектирования цифровых устройств на базе современных интегральных микросхем;
  
• основы организации и функционирования процессоров;
  

уметь использовать:

• основные законы,аксиомы и тождества алгебры логики;
  
• методики синтеза комбинационных схем и цифровых автоматов;
  
• современные интегральные микросхемы для построения типовых
  

функциональных узлов заданной разрядности;

• интегральные микросхемы различных серий для построения специализированных цифровых устройств;
  
• программируемые логические интегральные схемы;
  

владеть:

• методами синтеза комбинационных схем;
  
• методами синтеза функциональных узлов ЭВС ,выполняющих заданные функции на заданной элементной базе;
  
• методами синтеза цифровых устройств на базе программируемых логических интегральных схем;
  

иметь опыт:

• анализа работы комбинационных и последовательностных схем;
  
• разработки цифровых устройств на заданной элементной базе с заданным критерием оптимизации.
  

Данная дисциплина является основой схемотехнического цикла дисциплин специальности и базируется на знаниях следующих дисциплин:

- «Логика»;

- «Основы алгоритмизации и программирования»;

- «Теория вероятностей и математическая статистика»;

- «Электронные приборы и устройства».

Программа рассчитана на объём 210 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 120 часов, лабораторных работ – 40 часов, практических занятий – 50 часов. Выполняется курсовой проект.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Введение. Цель и задачи дисциплины как основы схемотехнического цикла дисциплин специальности. Содержание дисциплины, объем в часах. Базовые термины и определения, основная и дополнительная литература.