Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Лекция'
1. Высшие этажи машиностроения (тонкое, точное, прецизионное машиностроение). Эта группа новейших отраслей включает электронную и радиопромышленность...полностью>>
'Конспект'
Демонстрация политической карты Африки из ЦОР № 2 «Экономическая и социальная география мира». Вход через содержание в раздел «Африка» и затем «полит...полностью>>
'Тематика курсовых работ'
Основные социально-экономические факторы успешного расширения хозяйственной деятельности (кооперативного сегмента рынка) различных видов кооперативов ...полностью>>
'Практикум'
1).Посібник. Українська мова та література. Програми факультативних та спеціальних курсів. 7-11 класи. - Київ. – Редакція журналу «Дивослово». - 2007....полностью>>

Программа для специальности 210100  "Управление и информатика в технических системах" для бакалавров по направлению 550200 ″Автоматизация и управление″ (1)

Главная > Программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

______________________________________________

УТВЕРЖДАЮ:

Декан АВТФ ТПУ

__________ Ю.С. Мельников

_________________________

(дата)


Передача данных в информационно-управляющих системах

Рабочая программа для специальности

210100 "Управление и информатика в технических системах"

для бакалавров по направлению 550200 Автоматизация и управление″

Факультет – автоматики и вычислительной техники (АВТФ)

Обеспечивающая кафедра – автоматики и компьютерных систем (АиКС)

Курс 3 и 4-й

Семестр 6 и 7

Учебный план набора 1999 года

Распределение учебного времени

Лекции 61 час. (ауд,)

Лабораторные занятия 16 час. (ауд,)

Практические (семинарские) занятия 32 час. (ауд,)

Курсовой проект в 7 семестре 64 часа (самост)

Всего аудиторных занятий 109 часов

Самостоятельная (внеаудиторная) работа 157часов

Общая трудоёмкость 266 часов

Зачет 6 семестр

Дифференцированный зачёт 7 семестр

Экзамен 7 семестр

Зачет в _____________семестре

2002 г.

Предисловие

1 Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО по специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах", утвержденного 27.04.1995г., направления 550200 "Автоматизация и управление" по ОС ТПУ. Программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры АиКС "___"______ 2000 г. протокол № _____

2. Разработчик

доцент кафедры АиКС АВТФ Собакин Е.Л.

3. Зав. обеспечивающей

кафедрой АиКС АВТФ Цапко Г.П.

4 Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с содержанием других учебных дисциплин специальности и СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.

5.Зав. выпускающей кафедрой АиКС АВТФ Цапко Г.П..

АННОТАЦИЯ

Рабочая программа учебной дисциплины "Передача данных в информационно-управляющих системах" предназначена для подготовки инженеров ТПУ по специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах" и бакалавров по направлению 550200 "Автоматизация и управление"

Обязательный минимум содержания программы соответствует ГОС ВПО и включает в себя следующие разделы: основы теории передачи информации (основы теории сигналов и информации; основы теории кодирования; основы теории помехоустойчивости передачи информации по каналам связи без помех и в условиях помех); принципы построения систем и методы повышения верности передачи информации; принципы организации передачи информации (данных) по сетям.

Дополнительные требования ТПУ: раскрытие принципов междисциплинарного и наддисциплинарного характера изучаемой дисциплины; практические проблемы оценки эффективности функционирования информационных систем; использование теории информации в современных информационных технологиях.

Программа разработана доцентом кафедры АиКС АВТФ Собакиным Е.Л.

1. Цели и задачи учебной дисциплины

1.1. Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов базовых знаний по методам передачи и принципам построения систем передачи информации различного назначения; знаний основных методов обеспечения верности и эффективности передачи информации в условиях помех и без помех по предоставленным каналам связи; усвоение студентами основных критериев оценок верности эффективности функционирования систем и приобретения практических навыков по выбору основных методов передачи цифровой информации при заданных требованиях к её верности и эффективности, навыков синтеза и анализа систем передачи данных, а также формирование у студентов мотивации к самообразованию за счёт активизации их самостоятельной деятельности.

В результате изучения данной дисциплины студент должен

понимать:

  • научно-техническую терминологию в области передачи информации;

  • общие проблемы, возникающие при построении информационно-управляющих систем различного назначения, критерии информационных оценок функционирования этих систем, а так же пути решения этих проблем;

  • что требуемые знания и умения реализуются только активной познавательной деятельностью;

знать:

  • основные положения теории информации и сигналов; следствия прикладного характера, вытекающие из этих положений;

  • основные проблемы систем передачи информации и пути их решения; критерии оценок функционирования информационных систем;

  • структуру и технические средства систем передачи данных, а также требования международных стандартов, установленных в области передачи данных (стандартов МККТТ);

уметь:

  • применять полученные знания для анализа существующих и вновь проектируемых информационных систем;

  • правильно и обоснованно выбрать принципы построения систем передачи цифровой информации (данных) и рассчитать количественные показатели, характеризующие передачу информации при заданных требованиях к её верности и скорости передачи;

  • правильно выбрать технические решения, реализующие выбранные принципы построения некоторой системы передачи данных, при заданных требованиях к её техническим характеристикам и показателям качества; правильно и аргументированно выбрать методы обеспечения этих требований и показателей; правильно и доказательно выполнить анализ функционирования системы.

1.2. Задачами изложения и изучения дисциплины являются:

  • организация учебного процесса, обеспечивающего активизацию познавательной деятельности студента за счет выполнения заданий с элементами научно-исследовательского характера, по возможности исключающих шаблонность мышления;

  • систематическое изложение и изучение основных проблем систем передачи информации, путей их решения и применения этих путей (методов) для решения задач прикладного и познавательного характера.

  1. Содержание теоретического раздела дисциплины (лекции)

(Всего 61 час)

Введение, основные понятия и определения. Области применения, классификация систем передачи информации (СПИ). Задачи получения, обработки, передачи, хранения и использования информации. Значение и роль систем передачи информации в процессах управления и контроля. Основные проблемы передачи информации. Обобщённая структурная схема систем передачи информации. Функции и назначение структурных блоков. Проблемы, возникающие при передаче информации, и пути их решения. Цели и задачи учебной дисциплины. (4 часа)

2.1. Теоретические основы передачи информации (36 час)

2.1.1. Основы теории сигналов (14 часов). Сигнал как материальный носитель информации. Событие, сообщение, информация, данные, сигнал  основные понятия и их взаимная связь. Виды сигналов и их применение в системах. Статические, динамические, аналоговые и дискретные сигналы. Достоинство и недостатки систем с аналоговыми и дискретными (цифровыми) сигналами. Понятие канала связи как тракта (пути) передачи сигналов (и информации). Обобщённые физические и информационные характеристики сигналов и каналов связи, условия согласования характеристик сигналов и каналов. Задачи адекватного преобразования сигналов. Преобразование непрерывных (аналоговых) сигналов в дискретные путём дискретизации во времени. Теорема В.А. Котельникова (теорема отсчётов), выбор интервала дискретизации, следствия теоремы В.А. Котельникова. Квантование непрерывных сигналов по уровню. Выбор шага квантования в зависимости от заданной погрешности преобразования. Достоинства и недостатки способов преобразования непрерывных сигналов в дискретные. Качественные признаки сигналов, формирователи и селекторы качественных признаков сигналов. Модуляция сигналов, виды и цели модуляции при передаче информации. Частотные спектры модулированных сигналов и оценка ширины этих спектров. Демодуляция сигналов, структура модемов. Передача на ОБП.

2.1.2. Основы теории кодирования информации (12 часов). Понятие процесса кодирования и кода. Цели кодирования информации. Основные параметры и характеристики кодов, связь этих показателей с физическими и информационными характеристиками сигналов. Классификация кодов. Эффективные (статистические) коды и их применение в системах передачи данных. Коды Шеннона-Фэно и Хаффмена. Помехоустойчивое кодирование: коды с защитой по паритету, корректирующие коды Хэмминга, корреляционные коды, циклические и итеративные коды. Принципы кодирования, декодирования и свойства указанных кодов. Структура кодирующих и декодирующих устройств. Применение кодов в различных СПИ.

2.1.3. Основы техники связи (10 часов). Каналы связи и линии связи, их классификация. Способы образования каналов на выделенных и занятых линиях связи. Технические средства образования каналов (на уровне структурных и функциональных схем). Электрическое разделение каналов, временное и частотное разделение. Способы обеспечения и контроля синхронной, синфазной работы систем с временными каналами связи (пошаговая, циклическая и комбинированные методы синхронизации). Частотные каналы связи, диапазоны используемых частот при создании каналов связи на электрических проводных линиях, по радио-, радиорелейным и оптоволоконным линиям связи. Расчёт ширины полосы частот, необходимой для передачи сигналов. Достоинства и недостатки систем с различными способами разделения (образования) каналов связи. Помехи, классификация (виды помех) и характеристики помех. Общие методы борьбы с помехами в системах передачи информации. Понятие симметричных и несимметричных бинарных каналов и каналов со стиранием.

2.2. Принципы построения систем передачи информации (18 часов)

Общие принципы построения и их учёт при создании систем передачи информации (данных). Понятие частных принципов построения.

2.2.1. Принципы построения систем передачи оперативной информации (10 часов)

Понятие оперативных видов информации и их использование при управлении и контроле производственными процессами. Классификация систем по видам передаваемой информации. Особенности телемеханических систем по сравнению с другими видами систем передачи информации. Особенности систем передачи телеметрической информации. Принципы агрегатного построения систем. Требования унификации и стандартизации технических средств и методов обеспечения совместимости устройств и систем (на примере технических средств АСТТ). Виды совместимости. Понятие интерфейса как способа обеспечения совместимости, и как совокупности правил организации взаимного обмена информацией двух частей системы передачи информации и совокупности технических средств, реализующих эти правила. Понятие протокола интерфейса. Уровни интерфейсов: интерфейсы низкого уровня (физические), связные интерфейсы и интерфейсы высокого уровня. Классификация интерфейсов по конфигурации связей и по способу передачи сигналов во времени: интерфейс «общая шина», радиальный, цепочечный и магистральный интерфейсы; параллельные, последовательные синхронные и асинхронные интерфейсы. Влияние уровня интерфейса на сложность его протокола. Системы приоритетов в передаче различных видов информации и системы приоритетов в обработке информации в системах со многими источниками информации. Структура сигналов в линии (и канале) связи и понятие формата данных.

Методы обеспечения заданной верности и помехоустойчивости передачи оперативной информации. Пассивная и активная помехоустойчивость систем. Пассивные защиты, предусматриваемые на передающей и приёмной стороне систем при однократной передаче сигналов. Методы многократной передачи сигналов в системах без обратного канала и с обратным каналом связи. Принцип «большинства» в приёме сигналов. Решающая и информационная обратная связь. Свойства и условия применения систем с обратным каналом. Вероятностные критерии оценки помехоустойчивости и верности передачи информации. Понятие потенциальной помехоустойчивости систем передачи информации. Понятие «синхронного детектирования» (временной отсечки) в приёме сигналов при сильно зашумлённых каналах связи.

2.2.2. Системы передачи данных (8 часов). Особенности систем передачи массивов цифробуквенной информации. Аппаратура передачи данных (АПД) и принципы построения систем с использованием АПД. Обобщённая структурная схема систем передачи данных. Передача данных по телефонным коммутируемым линиям (и каналам) связи. Методы обеспечения верности и помехоустойчивости передачи данных. Форматы данных. Синхронизация работы передающей и приёмной аппаратуры. Режимы работы АПД. Организация симплексной и дуплексной передачи информации.

2.3. Основные сведения о сетях передачи информации (3 часа)

Понятие сети передачи данных и обобщённая схема сети. Основные компоненты сети: аппаратура оконечной обработки данных (ООД); абонентские и транзитные коммутационные станции; станционные выносы; сеть коммутации. Конфигурация сетей. Передача данных по сетям с коммутацией каналов (проключением тракта) и по сетям с коммутацией сообщений (пакетов). Достоинство и недостатки этих способов передачи. Перспективы и проблемы создания интегрированных цифровых сетей передачи данных.

3. Содержание практического раздела дисциплины

3.1. тематика практических занятий (32 часа)

3.1.1. Количество информации в дискретных сигналах (2 часа)

3.1.2. Кодирование информации статистическими кодами Хаффмена (2 часа)

3.1.3. Кодирование и декодирование кодами Хэмминга (2 часа)

3.1.4. Кодирование информации циклическими кодами (2 часа)

3.1.5. Методы декодирования циклических кодов (2 часа)

3.1.6. Выбор кода и метода передачи информации при заданных требованиях к её

верности (4 часа)

3.1.7. Расчёт требуемой ширины полосы частот, выбор несущих частот

при заданной скорости передачи и полосе пропускания канала связи (4 часа)

3.1.8. Основные требования ГОСТов к содержанию и оформлению

проектной документации, виды проектных документов (2 часа)

3.1.9. Разработка структурных и функциональных схем устройств системы

передачи информации (4 часа)

3.1.10. Функциональные основные узлы приёмопередающих устройств СПИ (6 часов)

3.1.11. Анализ функционирования устройств СПИ при передаче и приёме

сигналов (2 часа)

3.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ (16 часов)

3.2.1. Устройство ТУ-ТС с электрическим разделением каналов и одноэлементными

сигналами (4часа)

3.2.2. Декодирование многоэлементных кодов (4часа)

3.2.3. Аппаратура передачи данных (4часа)

3.2.4. Передача сигналов с временным разделением каналов связи (4часа)

4. Программа самостоятельной познавательной деятельности

(157 часов)

Самостоятельная деятельность рассматривается как вид учебного труда студента, позволяющего целенаправленно формировать и развивать его самостоятельность как личностное качество при выполнении курсового проекта, подготовке к практическим, лабораторным занятиям и проработке дополнительного учебного материала.

Самостоятельная работа организуется в двух основных формах: аудиторной и внеаудиторной.

  • Аудиторная работа на практических занятиях при решении индивидуальных задач и на лабораторных занятиях при выполнении работ;

  • внеаудиторная работа: проработка лекций, в том числе разделов, выделенных на самостоятельное изучение; подготовка к практическим и лабораторным занятиям, оформление отчётов по лабораторным работам ─ всего 93 часа;

  • внеаудиторная работа по выполнению курсового проекта – всего 64 часа.

Объём самостоятельной работы по аудиторным занятиям предусматривается из расчёта 0,5…1час на двухчасовое занятие.

4.1. Курсовое проектирование (64 часа)

Курсовой проект выполняется по единой теме: «Система передачи дискретной информации». Обучающийся должен выполнить неполный объём работ, соответствующих стадии проектирования «Предложение техническое», и сделать техническое предложение на “создание” некоторой системы передачи цифровых данных в соответствии с заданием и индивидуальными исходными данными.

Задание содержит перечень подлежащих разработке вопросов (проектных процедур), общие требования к СПИ и исходные данные (см. Приложение 1), варианты исходных данных и номера заданий приведены в Приложении 2.

Студент должен правильно и обоснованно выбрать методы передачи/приёма цифровой информации, обеспечивающие её верность по вероятностным критериям, при заданных требованиях к полосе частот, отведённых для передачи сигналов, к скорости передачи информации (быстродействию) и к объёму передаваемой информации. Кроме того, варьируются: количество пунктов приёма информации; интенсивность случайных импульсных помех при их распределении по закону Пуассона и конфигурация линий связи.

Необходимо выбрать код для кодирования заданного количества сообщений, рассчитать его параметры и характеристики, а также вероятности правильного приёма (Рпр), трансформации (Ртр) и защитного отказа (Рз.о.) в приёме сообщений. Требуется выбрать способы разделения каналов связи и методы передачи сообщений, обеспечивающие заданное быстродействие. Выбранные способы образования каналов обоснуются расчётом требуемой ширины полосы частот, занимаемой в стандартном телефонном канале связи.

Проектирование ведётся на интегральных микросхемах широкого применения с учётом обеспечения минимальных аппаратурных затрат, определяемы количеством микросхем. Этапы, их трудоёмкость и сроки выполнения (контроля) приведены в методических указаниях [6.2.11, 6.2.12 ].

  1. Текущий и итоговый контроль результатов изучения дисциплины

    1. В дисциплине используется текущий контроль (по рейтинговой системе оценки знаний) следующих видов:

  • промежуточный контроль на каждом практическом занятии для оценки самостоятельной работы студента, при подготовке к занятиям и контроль эффективности работы на занятиях;

  • контроль своевременности, правильности и полноты выполнения лабораторных заданий;

  • текущий контроль выполнения курсового проекта и итоговый контроль защитой проекта и получением дифференцированного зачёта.

По результатам текущего контроля принимается решение на допуск студента к итоговому контролю – зачёту во втором семестре, и к экзаменам в третьем семестре.

    1. Рейтинг листы дисциплины в шестом и седьмом семестрах

      1. Виды учебной нагрузки:

  • лекции (61 час) — Собакин Евгений Леонидович;

  • практические занятия (32 часа) — Собакин Евгений Леонидович;

  • лабораторные занятия (16 часов) — Собакин Е.Л., Казьмин Виктор Павлович;

  • руководство курсовым проектированием (6 час на проект) — Собакин Е.Л., Казьмин В.П.

      1. Основные положения по рейтингу дисциплины

5.2.2.1. На дисциплину выделяется по 1000 баллов на каждый семестр и 1000 баллов на курсовой проект, которые распределены следующим образом:

В 6-м семестре:

- на текущий контроль (лекции, практические занятия) 850 баллов;

  • на итоговый контроль (зачет) 150 баллов.

В 7-м семестре:

  • на текущий контроль (лекционные, практические

и лабораторные занятия) 850 баллов;

  • на итоговый контроль (экзамен) 150 баллов;

  • текущий контроль курсового проектирования 850 баллов;

  • итоговый контроль выполнения проекта (диф.зачёт) 150 баллов.

5.2.2.2. Текущим контролем в 6-м семестре охватываются

  • лекционные занятия 18  (20…22) = 400 баллов;

  • практические занятия 9  (40…42) = 450 баллов.

Распределение баллов текущего контроля в седьмом семестре по видам занятий осуществляется следующим образом:

  • лекционные занятия 12  (10…16) = 200 баллов;

  • практические занятия 8  (20…25) = 250 баллов;

  • лабораторные занятия 8  (20…60) = 400 баллов.

5.2.2.3. Для получения зачёта по первой части (шестой семестр) дисциплины сумма баллов по текущему контролю должна быть не менее 600 при активной работе студента на лекционных и практических занятиях и отработаны темы пропущенных занятий.

5.2.2.4. Студентам, допустившим по результатам текущего контроля отставание в освоении учебной дисциплины, для ликвидации задолженностей в течение семестра, при наличии уважительных причин (подтверждается деканом), предоставляются дополнительные занятия или консультации; а в случаях неуважительных причин предлагается, согласно действующему в ТПУ "Положению", дополнительные платные образовательные услуги.

5.2.2.5. Если студент не выполнил или выполнил, но не защитил лабораторный практикум, либо не защитил выполненный курсовой проект, то он не допускается к экзамену.

5.2.2.6. После двух неудовлетворительных оценок по итоговому контролю решается вопрос либо об отчислении студента из университета, либо переводе его на коммерческое отделение.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Программа для специальности 210100  "Управление и информатика в технических системах" для бакалавров по направлению 550200 ″Автоматизация и управление″ (2)

    Программа
    1 Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО по специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах", утвержденного 27.
  2. Программа составлена на основе учебного плана тпу по подготовке бакалавров по направлению 550200 "Автоматизация и управление", инженеров по специальности

    Программа
    Рабочая программа составлена на основе учебного плана ТПУ по подготовке бакалавров по направлению 550200 “Автоматизация и управление”, инженеров по специальности 220400 “Программное обеспечение ВТ и автоматизированных систем”, 071900
  3. Образовательный стандарт томского политехнического университета основная образовательная программа подготовки бакалавров по направлению 550200 «Автоматизация и управление»

    Образовательный стандарт
    1.2. Абитуриент должен иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании, или начальном профессиональном образовании, если в нем имеется запись о получении предъявителем
  4. Рабочая программа для направления 550200 «Автоматизация и управление» испециальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» Факультет автоматики и вычислительной техники (автф)

    Рабочая программа
    1. Рабочая программа составлена на основе учебного плана ТПУ по подготовке бакалавров по направлению 550200 «Автоматизация и управление», инженеров по специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах», утвержденного
  5. Рабочая программа для направления 550200 Автоматизация и управление Факультет автоматики и вычислительной техники ( автф )

    Рабочая программа
    Рабочая программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 550200 - Автоматизация и управление, утвержденного Госкомвузом РФ в 1993 году; профессиональной

Другие похожие документы..