Реферат: Пример рабочей программы дисциплины ооп основы построения современных систем

Приложение 4
к приказу № 23 осн от 14 марта 2011 г.
Пример рабочей программы дисциплины ООП
Основы построения современных систем
сбора данных и управления экспериментом

Лектор: к.ф.-м.н., доцент Михеев Павел Михайлович
(кафедра общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ)

Код курса:




^ Аннотация курса

В настоящее время любая экспериментальная установка требует электронного управления практически на любой стадии решения задачи. В связи с этим проблема автоматизации эксперимента занимает одно из основных мест в современной физике. В лекционном курсе содержатся базовые знания о принципах построении современных компьютерных систем сбора данных и управления экспериментом. В рамках курса студенты познакомятся с принципом работы датчиков физических величин и способами их подключения к системам сбора данных, с системами согласования сигналов, принципом работы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, а также с основами сетевых технологий и цифровой обработки измеренных сигналов.

Статус:

обязательный

Аудитория:

специальный

Специализация:

инженерная физика

Семестр:

9

Трудоёмкость:

2 з.е.

Лекций:

16 часов

Семинаров:

16 часов

Практ. занятий:

4 часа

Отчётность:

экзамен

Начальные
компетенции:


^ М-ПК-1, М-ПК-6

Приобретаемые
компетенции:


М-ПК-3, М-ПК-4










^ Приобретаемые знания и умения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать основные принципы построения и работы современных компьютерных систем сбора данных и управления экспериментом; уметь использовать основные современные системы для сбора и обработки данных.

^ Образовательные технологии

Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования.

^ Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс является теоретическим базисом к дисциплинам: "Программирование микроконтроллеров", "Проектирование на ПЛИС, архитектура, средства и методы работы", "Системы технического зрения в лазерных исследованиях" и "Системы сбора данных и управления реального времени".

^ Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа, дисциплины "Программирование микроконтроллеров", "Проектирование на ПЛИС, архитектура, средства и методы работы", "Системы технического зрения в лазерных исследованиях", "Системы сбора данных и управления реального времени".

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

1. П.М. Михеев, Д.В. Чупров, В.В. Андреев, «Современные графические среды программирования», Издательство РУДН, Москва, 2008.

2. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств, Издательский дом «Додэка-XXI», 2005.

Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс

1. Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение. Москва «Мир», 1989.

2. Аш Ж. Датчики измерительных систем 1,2. Москва, издательство «Мир», 1992.

3. Нестеренко А., Федосов В. Цифровая обработка сигналов в LabView, Москва, издательство ДМК Пресс, 2007.

Основные научные статьи, обеспечивающие курс

1. Программируемый логический контроллер NLcon-CE в серии RealLab. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. №1, с.18-21, 2010.

2. The dynamic error of a multichannel measurement system. // Measurement Techniques. v.52, 1, p.1-4, 2009.

3. Модуль ввода в компьютер потенциальных и токовых сигналов NL-8AI. // Приборы и техника эксперимента. №3, с.152-153, 2009.

4. Динамическая погрешность многоканальных средств измерений. // Измерительная техника. №1, с.3-6, 2009.

5. Аппаратное резервирование в промышленной автоматизации. Часть 1. // Современные технологии автоматизации (СТА). № 2, с.90-99, 2008. Часть 2. №3, с.94-98, 2008. Часть 3. №4, с.92-100, 2008.

Программное обеспечение и ресурсы в интернете

www.automationlabs.ru

^ Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 8 неделе в форме коллоквиума с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

^ Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях, уровень подготовки к семинарам.

^ Фонды оценочных средств

Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; задания для практических (лабораторных) занятий; вопросы и задачи для контрольных работ и коллоквиумов; вопросов к зачётам и экзаменам; тесты и компьютерные тестирующие программы; темы докладов и рефератов.







^ Структура и содержание дисциплины

Раздел

Неделя

Понятие компьютерной системы сбора данных и управления.

1

Персональный компьютер, модель фон Неймана. Порты и шины: характеристики и протоколы передачи данных. Прерывания, прямой доступ к памяти.

2-3

Платы сбора данных. Схемы канала ввода аналоговых сигналов. Виды, принципы работы и характеристики АЦП. Мультиплексирование.

4-5

Схемы канала вывода аналоговых сигналов. Виды, принципы работы и характеристики ЦАП.

6

Ввод/вывод цифровых сигналов. Буферизованный и программный ввод/вывод цифровых сигналов. Аналоговая и цифровая синхронизация.

7

Цифровые счетчики/ таймеры. Измерение и генерация сигналов.

8

Способы подключения и типы источников сигналов. Виды подключения.

9

Системы согласования сигналов. Назначение и функциональность.

10

Измерение физических величин: электрический ток, частота, температура, давление, влажность, световой поток, магнитная индукция и т.п.

11-12

Расширения компьютерных технологий. Системы сбора данных реального времени. Цифровые сигнальные процессоры. ПЛИС.

13

Основы сетевых компьютерных технологий. Модель ISO OSI. Протоколы и интерфейсы. Технологии клиент-сервер.

14

Основы цифровой обработки сигналов. Дискретный сигнал и его спектр. Теорема Котельникова-Шеннона. Частота Найквиста. Наложение частот. Дискретное преобразование Фурье.

15

Дискретное преобразование Лапласа, Гильберта. Корреляционный анализ. Цифровые фильтры.

16