НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ …scs.fpm.kpi.ua/.../materials/information_package/sksm.docx · Web viewМета даного курсу - познайомити

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ„КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПАКЕТ

ФАКУЛЬТЕТУ ПРИКЛАДНОЇ МАТЕМАТИКИ

(кафедра СКС)

ЗМІСТ

Б. Ступенева структура......................................................................................................................32. Структурно-логічні схеми програм підготовки спеціалістів..............................................3

В. Кредитні модулі (дисципліни) програм підготовки спеціалістів.............................................52. Опис кредитних модулів (дисциплін) програми підготовки за напрямом „КОМП’ЮТЕРНА ІНЖЕНЕРІЯ” спеціальність „КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ”.........................................................................................................................................6

НГ-01 ОСНОВИ МАРКЕТИНГУ.............................................................................................6НГ-02 ОСНОВИ ПІДПРИЄМНИЦТВА...................................................................................7НГ-03 ІНОЗЕМНА МОВА 5. ІНОЗЕМНА МОВА ПРОФ. СПРЯМУВАННЯ.....................8НП-01 ОХОРОНА ПРАЦІ У ГАЛУЗІ.....................................................................................9НП-02 ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ................................................................................................10НП-03 ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ............................................................................11НП-04 ТЕСТУВАННЯ, НАДІЙНІСТЬ, КОНТРОЛЬ, ДІАГНОСТИКА В КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ...........................................................................................12НП-05 ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ ТА ЗОБРАЖЕНЬ.............................................18НП-06 КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ.......................................22НП-08 ВИСОКОПРОДУКТИВНІ КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ........................................35НП-09 ТЕОРІЯ УПРАВЛІННЯ В ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМАХ...........................................40НП-10 ВИМІРЮВАННЯ В КС...............................................................................................46НП-11 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ДІЯЛЬНІСТЬ В КОМП’ЮТЕРНІЙ ІНЖЕНЕРІЇ............50НП-12 ПРОЕКТУВАННЯ КСМ..............................................................................................53НП-13 МЕРЕЖНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ.............................................................58НП-14 ТЕХНОЛОГІЯ РОЗРОБКИ WEB-ДОДАТКІВ..........................................................64НП-15 ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ...................................................................................................68ВП-01 ТЕХНОЛОГІЯ ПРОГРАМУВАННЯ..........................................................................74ВП-02 КОМП’ЮТЕРНА КРИПТОГРАФІЯ..........................................................................79

2

Б. Ступенева структура

2. Структурно-логічні схеми програм підготовки спеціалістів

2.2. Напрям «КОМП’ЮТЕРНА ІНЖЕНЕРІЯ» спеціальність «КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ »

9-ий

семестр

(32,5

кре-

дитів)

10-ий

семестр

(29,5

кре-

дитів)

3

НГ-011,5

НП-064

НП-044

НП-133

НП-144

НП-076

ВП-025

НФ-043,5

НГ-05/11,5

d

bg

e

a

h

НГ-05/21,5

НГ-031,5

НП-011

НП-104

НП-084

НП-113

НП-021

НП-0 9 4

НП-0 3 3

НП-124

ВП-012,5

k

mq,h

q

h,e

e,d,g

fid

y

b

b

11-ий

семестр

(29,5

кре-

дитів)

12-ий

семестр

(28,5

кре-

дитів)

4

НГ-04 2

НГ-02 1,5

k

Н Г-05/3 1,5

m

Н Ф -0 1 7

Н Ф -02 8,5

Н Ф -0 3 7

g f d

НП-032

k

НП-1622,5

НП-156

a

y,i y y

В. Кредитні модулі (дисципліни) програм підготовки спеціалістів

Перелік кредитних модулів програми підготовки спеціалістів за напрямом підготовки 0915 – «Комп'ютерна інженерія» спеціальність 8.091501 «Комп'ютерні системи та мережі»

Найменування кредитних модулів (дисциплін) Код КредитівECTS

Цикл гуманітарної та соціально-економічної підготовкиОснови маркетингу НГ-01 1,5

Основи підприємництва НГ-02 1,5Іноземна мова 5. Іноземна мова проф.

спрямування НГ-03 3

Цикл професійної та практичної підготовкиОхорона праці у галузі НП-01 1

Цивільний захист НП-02 1Інтелектуальна власність НП-03 1

Тестування, надійність, контроль, діагностування комп'ютерних систем НП-04 4

Цифрова обробка сигналів та зображень НП-05 3Комп'ютерні системи штучного інтелекту НП-06 4

Мультимедійні засоби в комп'ютерних системах НП-07 6Високопродуктивні комп'ютерні системи НП-08 4Теорія управління в технічних системах НП-09 4,5

Вимірювання в КС НП-10 4Науково-дослідна діяльність в комп'ютерній

інженерії НП-11 2

Проектування КСМ НП-12 4Мережні інформаційні технології НП-13 4

Технологія розробки Web-додатків НП-14 3Локальні мережі НП-15 4

Переддипломна практика НП-16 12Дипломне проектування НП-17 21

Дисципліни вільного вибору студентівТехнологія програмування ВП-01 2,5Комп'ютерна криптографія ВП-02 5

5

2. Опис кредитних модулів (дисциплін) програми підготовки за напрямом „КОМП ’ЮТЕРНА ІНЖЕНЕРІЯ” спеціальність „КОМП ’ ЮТЕРНІ СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ”

Опис кредитного модуля (дисципліни)

НГ-01 ОСНОВИ МАРКЕТИНГУ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статус кредитного модуля

(обов’язковий або за вільним вибором студентів)

Лектор(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)

Факультет(назва)

Кафедра(назва)

I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

II. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ

III. МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)

IV. ЗМІСТ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)

V. МЕТОДИ НАВЧАННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

VI. МОВА

VII. ХАРАКТЕРИСТИКА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ

VIII. МЕТОДИКА ОЦІНЮВАННЯ

IX. ОРГАНІЗАЦІЯ

6


НГ-0 2 ОСНОВИ ПІДПРИЄМНИЦТВА (код та назва кредитного модуля, дисципліни)











VI. МОВА




7


НГ-0 3 ІНОЗЕМНА МОВА 5. ІНОЗЕМНА МОВА ПРОФ. СПРЯМУВАННЯ

(код та назва кредитного модуля, дисципліни)Статус кредитного модуля










VI. МОВА




8


НП-01 ОХОРОНА ПРАЦІ У ГАЛУЗІ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)








III.МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)



VI. МОВА



9

ОРГАНІЗАЦІЯ Опис кредитного модуля (дисципліни)

НП-0 2 ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)











VI. МОВА




X.

10


НП-0 3 ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)











VI. МОВА




11


НП-04 ТЕСТУВАННЯ , НАДІЙНІСТЬ, КОНТРОЛЬ, ДІАГНОСТИКА В КОМП ’ ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ

(код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статус кредитного модуля обов’язковий


Лектор Романкевич Віталій Олексійович, доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)

Факультет прикладної математики(назва)

Кафедра спеціалізованих комп’ютерних систем(назва)

I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІКурс «Тестування, надійність, контроль та діагностика комп’ютерних систем»

– це спеціальний курс у схемі системотехнічної підготовки студентів спеціальностей 7.091501 „Комп’ютерні системи та мережі”, 7.091503 „Спеціалізовані комп’ютерні системи” та 7.091502 „Системне програмування”. Дисципліна «Тестування, надійність, контроль та діагностика комп’ютерних систем» щільно пов'язана з такими дисциплінами, як «Комп’ютерні системи», «Моделювання», «Комп. логіка. Теорія інформації та кодування», «Комп'ютерні мережі».


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)

Розподіл за видами занять(всього год./год.у тижні)

СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек

ції Практичні/

семінарськіЛабораторні/

комп’ютерний практикум

9 НП-04 4 / 144 54 - 18 72 2 ДКР Дифзал

ІІІ. МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)Мета даного курсу - познайомити студентів з основами теорії надійності

технічних об’єктів, зокрема, з питаннями забезпечення надійності апаратури та програмних засобів комп’ютерних систем, дати практичні навички, що необхідні для оцінки і розрахунку показників надійності та побудови складних систем з високим рівнем надійності.

Враховуючи те, що діагностика технічного стану електронних систем та ефективні засоби та методи експлуатаційного обслуговування є складовими частинами загальних заходів по забезпеченню надійності, цим розділам також відведене відповідне місце у програмі даної дисципліни. Як результат навчання за курсом „Тестування, надійність, контроль та діагностика комп’ютерних систем” студенти повинні:

12

- ЗНАТИ як оцінити кількісні показники надійності комп’ютерних систем, забезпечити потрібний рівень надійності систем із складною структурою на усіх етапах їх життєвого циклу,

- ВМІТИ використовувати основні принципи тестового діагностування для встановлення технічного стану цифрових систем.


РОЗДІЛ 1 1.1. Вступ. Надійність та її роль у забезпеченні ефективності технічних систем.

Основні поняття теорії надійності. Наслідки ненадійності. Причини ненадійності. Забезпечення надійності на різних етапах життєвого циклу технічної системи.

1.2. Показники надійності. Імовірносний характер показників надійності. Функціональні та кількісні показники надійності.

Показники надійності невідновлювальних систем. Функція надійності та її властивості. Функція відмови або функція ненадійності, як функція розподілу часу безвідмовної роботи системи. Щільність розподілу часу безвідмовної роботи. Інтенсивність відмов. Середній час безвідмовної роботи. Експоненційний характер функції надійності за умови незмінності інтенсивності відмов. Зв’язок між основними показниками надійності. Особливості потоку відмов, що діє на більшість електронних систем і які виявляються у його властивостях ординарності, відсутності післядії та стаціонарності. Можливість використання моделі Пуассона для опису потоку відмов. Гарантований технічний ресурс та його використання як характеристики надійності підсистем, що повинні гарантовано працювати без відмови встановлений час.

Показники надійності систем, що відновлюються. Функція ремонту та її властивості, як функції розподілу часу відновлення. Щільність розподілу часу відновлення. Інтенсивність ремонту. Функція готовності та коефіцієнт готовності.

1.3. Експериментальне визначення показників надійності. Мета проведення випробувань на надійність. Визначальні та контрольні випробування на надійність. Фактори, що впливають на надійність електронної апаратури та їх відтворення при випробуваннях. Плани випробувань. Статистична обробка результатів випробувань. Побудова гістограм для одержання відомостей про гіпотетичний закон розподілу випадкової величини - інтенсивність відмов. Перевірка статистичних гіпотез щодо законів розподілу значень показників надійності, які є випадковими величинами.. Оцінка параметрів розподілу за допомогою метода максимальної правдопібності.

1.4. Методика розрахунку надійності у випадку, коли відмова будь - якого елемента призводить до відмови усієї системи. Мета розрахунку надійності. Вихідні дані для розрахунку. Використання адитивних властивостей інтенсивності відмов, як параметру експоненційного розподілу. Послідовність розрахунку. Джерела одержання значень інтенсивностей відмов для компонент комп’ютерних систем. Розрахунок -характеристик за реальних умов функціонування комп’ютерних систем з урахуванням корегуючих та факторних коефіцієнтів. Перелік показників надійності, які розраховують для невідновлювальних та відновлювальних систем.

1.5. Структурна надійність. Розрахунок надійності системи із складною структурою, як задача визначення зв’язності двохполюсного графу. Індикаторна та структурна функції та їх властивості. Основні види структур, для яких зручно використовувати модель двохполюсного графу при розрахунку показників надійності. Системи по типу “послідовного” з’єднання, “паралельного” з’єднання., “паралельно - послідовного” з’єднання та відповідні цим типам систем структурні функції і вирази для підрахунку надійності. Системи із приводимими та неприводимими структурами та деякі засоби розрахунку надійності для неприводимих структур. Шляхи та розрізи двохполюсного графу та їх використання для одержання граничних оцінок показників зв’язності (надійності). Використання показників зв’язності багатополюсного графу

13

для побудови моделі для оцінки надійності мережевих структур (комп’ютерних мереж).

1.6. Метод статистичного моделювання для оцінки надійності систем із складною структурою. Генерування випадкових рівноімовірних змінних та змінних із заданою імовірністю для відтворення процесу виникнення відмов елементів та модулів, а також процесів відновлення по заданих законах розподілу. Статистичне моделювання надійності на ЕОМ. Точність та достовірність результатів при статистичному моделюванні надійності.

1.7. Забезпечення потрібного рівня надійності комп’ютерних систем. Проблема надійності комп’ютерних систем та можливі шляхи її вирішення. Задача побудови системи із високою надійністю з елементів що мають обмежену надійність. Різні форми надлишку та їх вплив на підвищення надійності. Методи підвищення надійності на різних етапах життєвого циклу технічних об’єктів. Класифікація методів підвищення (забезпечення потрібного рівню) надійності. Тренування елементів - ефективний метод підвищення надійності при виготовленні технічних систем.

1.8. Резервування – основний метод підвищення надійності. Резервування без відновлення. Класифікація методів резервування. Навантажений резерв без відновлення. Вибір масштабу резервування. Резервування як марковський процес. Запис диференціальних рівнянь Колмогорова – Чепмена за графом переходів станів системи. Аналіз резервування без відновлення за допомогою загальної моделі виникнення відмов (модель загибелі). Приклади застосування моделі загибелі для навантаженого та ненавантаженого резерву. Порівняння навантаженого та ненавантаженого резерву за показниками імовірності безвідмовної роботи та середнього часу безвідмовної роботи. Полегшений резерв та його особливості. Аналіз особливостей навантаженого резерву на прикладі мажоритарних систем. Визначення оптимального масштабу резервування при мажоруванні. Структура з трьома міжкаскадними мажоритарними елементами. Використання адаптивних відновлювальних органів. Навантажений резерв на прикладі коректуючих надлишкових кодів. Резервування із відновленням. Визначення функції готовності для резервованих систем із відновленням. Визначення надійності для резервованих систем із відновленням.. Навантажене дублювання із відновленням. Визначення функції готовності системи при навантаженому дублюванні із відновленням.. Полегшений та ненавантажений резерви при відновленні.. Аналіз резервування із відновленням на прикладі мажоритарного утроєння.

1.9. Відмовостійкі комп”ютерні системи та оцінка їх надійності. Види відмовостійкості: пасивна та активна. Реконфігурація у відмовостійких системах. Граф поведінки відмовостійкої системи при наявністі відмов її модулів. Механізми діагностування та реконфігурації. Оцінка показників надійності складних багатомодульних відмовостійких систем за допомогою статистичного моделювання відмовостійкої поведінки системи.

1.10. Надійність програмного забезпечення. Основні поняття. Різниця між поняттям надійності апаратури та програми. Помилки та відмови програм. Причини відмов програми. Прихований характер відмов програми.. Аналітичні моделі надійності програм. Експоненційна модель надійності програми та її використання для прогнозу показників надійності програми. Основні засоби забезпечення надійності програмного забезпечення - тестування та версійне резервування Структурні та функціональні засоби тестування програмного забезпечення. Методи введення структурної надлишковості у програми. Дуальне та N-версійне програмування. Метод контрольних функцій.

1.11. Деякі питання експлуатаційної надійності. Організація експлуатації комп’пютерних систем та її вплив на їх надійність. Профілактика, її мета та засоби організації, види профілактики. Планування профілактики. Регламентне, календарне

14

та комбіноване обслуговування. Планування та розрахунок кількості запасних виробів.

1.12. Економічні питання надійності. Оптимальна надійність. Оцінка впливу надійності на економічні показники. Економія за рахунок підвищення безвідмовності. Економія від підвищення довговічності. Гарантійні обов’язки постачальника.

1.13. Організаційні питання надійності. Організація робіт по забезпеченню надійності. Служба надійності підприємства та її завдання. Відділ надійності або лабораторія надійності та їх функції. Збір та обробка інформації про надійність.

РОЗДІЛ 2

2.1. Вступ. Тестування, контроль, діагностика. Технічна діагностика та її роль у забезпеченні ефективного виробництва та експлуатації обчислювальної техніки, підвищення ії надійності. Основні задачі технічної діагностики цифрових схем та систем. Основні напрямки в діагностуванні: тестове та функціональне діагностування. Стан діагностики на сучасному етапі та перспективні напрямки розвитку діагностування обчислювальних систем.

2.2. Тестове діагностування. Типи несправностей. Клас логічних несправностей. Керованість, спостерігаємість, тестуємість - невід’ємні властивості цифрових схем.. Методи генерування тестів (d-алгоритм, алгоритм активізації одномірного шляху, метод бульових похідних та еквівалентних нормальних форм). Особливості побудови тестів для для послідовностних цифрових схем. Оцінка ефективності методів побудови тестів.

Основні підходи до спрощення тестового діагностування складних цифрових схем. Компактне діагностування. Алгоритми стиснення послідовностей на виходах об’єкта діагностування . Імовірносне тестування. Схеми організації імовірносного тестування. Розрахунок імовірностей сигналів на виходах простих логічних елементів, комбінаційних схем та автоматів з пам’ятю. Оцінка імовірності виявлення несправностей. Визначення довжини тестової послідовності та оптимальних значень імовірностей вхідних змінних.

Псевдовипадкове тестування. Псевдовипадкові послідовності (ПВП) та способи їх генерування. Синтез генераторів M-послідовностей . Формування ПВП з завданими імовірносними і часовими характеристиками.

Сигнатурний аналіз (СА). Опис СА за допомогою моделі ділення поліномів. Достовірність СА. Порівняння з іншими методами стиснення. Синтез схем СА. Застосування СА при контролі та локалізації несправностей в деяких типах цифрових схем.

2.3. Проєктування контролепридатних та легкотестуємих цифрових схем. Приклади побудови комбінаційних схем, тестуємих мінімальною кількістю тестових наборів. Проєктування контролепридатних послідовносних цифрових схем. Методи сканування станів елементів пам’яті. Метод наскрізного зсувного регістру (LSSD). Деякі схемотехнічні рішення, які полегшують процедуру тестування цифрових схем.

Самотестуємі цифрові схеми. Методи застосування структур BILBO.2.4. Функціональне діагностування цифрових схем. Суть та основна схема

функціонального діагностування Використання різних видів надлишку: структурного, часового, інформаційного - для організації функціонального діагностування цифрових систем. Деякі методи функціонального діагностування: дублюванння та мажорування, використання завадостійких надлишкових кодів для контролю та виправлення помилок у роботі комбінаційних схем та автоматів з пам’ятю, побудова схем вбудованого контролю (СВК) з використанням згортки по завданому модулю і активних чи пасивних резервів часового надлишку. Елементи теорії самоперевіряємих цифрових об’єктів. Поняття цифрового пристрою з самоперевіркою. СВК з самоперевіркою для кодів з перевіркою на парність,

15

рівноважних та розділимих кодів. Схеми стиснення з самоперевіркою(схеми Картера).

2.5. Діагностування елементів мікропроцесорних систем. Проблема контролю мікропроцесорів. Методи побудови тестів для контролю мікропроцесорів. Загальні питання відлагодження і діагностування МПС. Організація діагностування МПС методом СА. Логічні аналізатори і їх використання для контролю МПС. Методи внутрішньосхемної емуляції. Методи контролю ВІС запам’ятовуючих пристроїв (ЗП). Тести для контролю ВІС ЗП.

2.6. Діагностування у багатомодульних обчислювальних системах. Використання мажорованих надлишкових структур для побудови відмовостійких обчислювальних систем. Надлишкові структури з самоперевіркою у відмовостійких обчислювальних системах. Варіанти організації підсистеми самодіагностування самовідновлювальних МПС. Самодіагностуємі обчислювальні системи.


Основна література – підручники різних років видання, що знаходяться в НТБ. Організація індивідуального консультування – щотижневі консультації.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Надежность систем. Справочник. Под ред. Ушакова. 1985.2. Т.А. Голинкевич. Прикладная теория надежности. 1988.3. Пацюра И.В. , Корнейчук В.И. и др. Надежность электронных систем. 1997.4. Иыуду К.А. Надежность, контроль, диагностика вычислительных машин и систем. 1989. 5. . К.Г, Самофалов , О.М. Романкевич та ін. Прикладна теорія цифрових автоматів. К.: Вища школа;1987. - 375 с.6. В.Н. Ярмолик Контроль и диагностика цифровых узлов ЭВМ. - Мн: Наука и техника. 1988. - 240 с..7. Коваленко А.Е., Гула В.В. Отказоустойчивые Микропроцессорные системы К., Техника, 1986.8. Сотсков Б.Н. Основы теории и расчёта надёжности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М., ВШ, 1970.9. А.М.Половко, С.В.Гуров Основы теории надёжности. BHV, СПб, 2006

VI. МОВА

Українська, російська.


З дисципліни «ТНКДКС» передбачені індивідуальні завдання у вигляді:1) лабораторних робіт,2) домашньої контрольної роботи.Кінцевою метою цикла лабораторних робіт передбачається розробка пакета

програм для автоматизації розрахунку показників надійності багатопроцесорних систем з активною відмовостійкістю, тобто зі здатністю системи до ре конфігурації та перерозподілу навантаження.

Структура системи та показники надійності компонентів системи задаються студенту індивідуально.

Також під час виконання студент повинен самостійно (на підставі аналізу розподілу відмов, змодельованого на попередньому етапі) прийняти індивідуальне рішення щодо резервування елементів з метою підвищення надійності системи.

16

Тематика домашньої контрольної роботи визначається у межах глобальної теми «Надійність програмного забезпечення» індивідуально для кожного студента з урахуванням напряму його випускної роботи.

VIII. МЕТОДИКА ОЦІНЮВАННЯОцінка ECTS, яку студент отримує після вивчення кредитного модуля

дисципліни «Тестування, надійність, контроль та діагностика комп’ютерних систем», визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру за такі види робіт:

1) Модульна контрольна робота (МКР) поділяється на дві контрольні роботи тривалістю по 1 акад. годині.Максимальна кількість балів за одну контрольну роботу: 25 балів.Максимальна кількість балів за МКР: 25 балів × 2 КР. = 50 балів.

Разом за МКР (максимальна кількість балів): 50 балів.

2) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 5 лабораторних робіт.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 10 балів.Додаткові бали нараховуються за творчий підхід до виконання завдань, максимальна кількість додаткових балів за всі лабораторні роботи: 5 балів.

Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів):10 балів × 5 лаб. робіт = 50 балів.

Заохочувальні бали нараховуються за:- модернізацію завдань, виконання завдань із удосконалення дидактичних матеріалів з дисципліни: 0-10 балів;

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 100 балів.Необхідною умовою допуску до заліку є відсутність заборгованостей з

лабораторних робіт та зарахування контрольних робіт.

Залік виставляється відповідно до таблиці.

Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінка95-100 А Відмінно85-94 В Добре75-84 С65-74 D

Задовільно60-64 ЕСума балів < 60 Fx Незадовільно

Рейтинг за семестр < 40 F не допущено


Порядок реєстрації на вивчення дисципліни та на семестрову атестацію – згідно нормативних документів НТУУ «КПІ».

17


НП-05 ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ ТА ЗОБРАЖЕН Ь (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Замятін Денис Станіславович, к.т.н., доцент каф. СКС ФПМ

(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІКурс "Цифрова обробка сигналів та зображень" - це спеціальний курс у

загальній схемі алгоритмічної i програмістської підготовки студентів спеціальностей 7.091.501 "Комп'ютерна системи та мережі", 7.091.502 "Системне програмування" та 7.091.503 "Спеціалізовані комп’ютерні системи" i викладається у 10-му семестрі. Вивченню курсу повиннi передувати курси "Алгоритмiзацiя та структури даних", "Програмування" та “Системне програмування".


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек

ції

Пра

ктич

ні/

семі

нарс

ькі

Лаб

орат

орні

/

комп

’юте

рний

пр

акти

кум

10 НП-05 3 / 108 36 - 18 38 1 РГР Залік

III. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИМетою курсу є ознайомлення студентів із математичними основами та базовими

алгоритмами цифрової обробки сигналів та зображень, а також з сучасними засобами програмної та апаратної реалізації алгоритмів ЦОСЗ, зокрема бібліотекою Python Imaging Library та цифровими сигнальними процесорами.

В результаті вивчення курсу студенти повинні:- ЗНАТИ математичні основи та основні алгоритми цифрової обробки сигналів

та зображень (ЦОСЗ), архітектуру і особливості системи команд процесорів цифрової обробки сигналів.

- ВМІТИ користуватися спеціалізованими бібліотеками для обробки сигналів та засобами розробки програм для процесорів ЦОСЗ.


18

ТЕМА 1. ВСТУП ДО ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВІсторичні відомості про розвиток теорії ЦОСЗ та процесорів ЦОСЗ. Поняття

сигналу та види сигналів.

ТЕМА 2. МАТЕМАТИЧНІ ОСНОВИ ОБРОБКИ СИГНАЛІВДискретизація сигналів. Поняття та алгоритми статистичного аналізу

дискретизованих сигналів. Двовимірне дискретне перетворення Фур'є. Теорема Найквіста. Двовимірна дискретна згортка, теорема про згортку. Алгоритми швидкого перетворення Фур'є. Вступ до цифрової фільтрації. Статистичний аналіз сигналу. Гистограмні методи перетворення сигналів та зображень.

ТЕМА 3. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ ПІДТРИМКИ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ ТА ЗОБРАЖЕНЬПодання зображень у цифровому вигляді. Кольорові простори. Формати

збереження зображень. Алгоритми ущільнення зображень. Введення у мову програмування Python. Основні алгоритмічні конструкції та структури даних. Основні засоби бібліотеки обробки сигналів Python Imaging Library.

ТЕМА 4. АРХІТЕКТУРА ЦИФРОВИХ СИГНАЛЬНИХ ПРОЦЕСОРІВУзагальнена архітектура цифрового сигнального процесора. Загальні

особливості системи команд і способів адресації цифрових сигнальних процесорів на прикладі процесорів сімейств DSP563xx. Програмування цифрових сигнальних процесорів мовою асемблера. Приклади реалізації основних алгоритмів цифрової обробки.

V. МЕТОДИ НАВЧАННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯІнформаційно-методичне забезпечення дисципліни включає підручники, що

знаходяться в НТБ, та методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1) Прэтт У. Цифровая обработка изображений: в 2-х томах; Пер. с англ. - М.:

Мир, 1982.2) Прэтт У.К. Методы передачи изображений: сокращение избыточности. - М.:

Мир. -1983.3) Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерніх сигналов: Пер. с

англ. - М.: Мир, 1988. - 488 с.4) Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. - М.:

Мир, 1990. - 584 с.5) Ватолин Д.С. Алгоритмы сжатия изображений / Методическое пособие, - М.

Московский университет им. Ломоносова, Факультет вычислительной математики и кибернетики, 1999. (ISBN 5-89407-041)

6) Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. - М.: Связь,1979.

7) Осипов Л.А. Обработка сигналов на цифровых процессорах. Линейно-аппроксимирующий метод. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001. -112 с.

8) В.М. Порєв, Комп'ютерна графіка. - К.: "Корнейчук", 2000. - 256 с, іл. (ISBN966-7599-10-8)

9) Богнер Р., Константинидис А. Введение в цифровую фильтрацию. М.:Мир,1976

Індивідуальне консультування виконується у вигляді щотижневих консультацій.

VI. МОВАУкраїнська.

19


З дисципліни «Цифрова обробка сигналів та зображень» передбачене індивідуальне завдання у вигляді:

1) лабораторних робіт,2) розрахунково-графічної роботи.

Цикл лабораторних робіт передбачає вивчення сучасного програмного забезпечення з обробки зображень та сигналів. Перелік лабораторних робіт:

Лабораторна робота 1. Розробка програмного забезпечення для отримання сигналу з зовнішнього середовища та його статистичний аналіз.

Лабораторна робота 2. Розробка програмного забезпечення для спектрального аналізу сигналів.

Лабораторна робота 3. Розробка програмного забезпечення обробки зображень засобами бібліотеки PIL.

Лабораторна робота 4. Програмування сигнальних процесорів.

Розрахунково-графічна робота (РГР) присвячена програмній реалізації алгоритмів цифрової обробки сигналів та складається з теоретичної частини, програмного коду та результатів експерементів.

Вимоги до теоретичної частини розрахунково-графічної роботи:

1) Теоретична частина складається з реферату на задану тему та опису розробленого програмного забезпечення.

2) Опис розробки повинен включати опис використаних алгоритмів, модулів та функцій, а також оцінку швидкодії для різних типів зображень.

3) Останнім розділом роботи повинен бути список літератури за темою (включаючи посилання на джерела в Internet).

Вимоги до програмних засобів:

1. Розроблені програмні засоби повинні являти собою самостійний програмний продукт, що не потребує ніяких допоміжних програм. Забороняється використання для розробки високорівневих бібліотек обробки сигналів.

2. Розробка повинна виконана на мові C++ з використанням засобів розпаралелення (MPI, OpenMP, CUDA/OpenCL).


дисципліни "Цифрова обробка сигналів та зображень", визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семеструза такі види робіт:

1) Модульна контрольна робота (МКР).Максимальна кількість балів за МКР: 12 балів.


2) Розрахунково-графічна робота (РГР).Максимальна кількість балів за РГР: 30 балів.Бали нараховуються за:

- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-9 балів;

20

- самостійне виконання роботи (відсутність запозиченого програмного коду): 0-9 балів;

- ефективність програмної реалізації: 0-9 балів;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-3 бал;

Разом за РГР (максимальна кількість балів): 30 балів.

3) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 4 лабораторні роботи.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 7 балів.Бали нараховуються за:

- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-2 балів;- самостійне виконання роботи (відсутність запозиченого програмного

коду) та ефективність (швидкодія): 0-3 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-2 бал;Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів):7 балів × 4 лаб. робіт = 28 бали.

Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену (без поважної причини) лекцію.

Заохочувальн і бали нараховуються за:- підготовка рефератів,- виконання завдань з удосконалення дидактичних матеріалів,- огляд наукових праць: 0-10 балів

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 70 балів. Залік формується з із балів, що їх студент отримує за відповіді на два

теоретичних питання в заліковому білеті. Максимальна сума балів за відповідь на одне теоретичне питання складає 15 балів, мінімальна – 0 балів. Проміжні значення встановлюються екзаменатором, виходячи із правильності і повноти відповідей. Необхідною умовою допуску до заліку є зарахування РГР та наявність рейтингу Rс не менше 35 балів.

Максимальна кількість балів за залікову роботу: 30 балів.

Залікові бали студента додаються до його семестрового рейтингу. Оцінка (ECTS та традиційна) виставляється відповідно до набраних балів згідно з таблицею:

Сумарний рейтинг за семестр або сума балів за залікову

роботу

Оцінка ECTS Традиційна оцінка

95-100 А відмінно85-94 В добре75-84 С65-74 D задовільно60-64 Е

Сума балів < 60 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 35 F не допущено


Порядок реєстрації на вивчення дисципліни та на семестрову атестацію – згідно нормативним документам НТУУ «КПІ».

21


НП-06 КОМП ’ ЮТЕРН І СИСТЕМ И ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статус кредитного модуля професійно-практична підготовка


Лектор Зорін Юрій Михайлович, доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІДисципліна "Комп’ютерні системи штучного інтелекту" відіграє важливу роль у

підготовці магістрів із спеціальностей: “КОМП‘ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ ТА СИСТЕМИ”, “СИСТЕМНЕ ПРОГРАМУВАННЯ” й “СПЕЦІАЛІЗОВАНІ КОМП‘ЮТЕРНІ СИСТЕМИ”. Методи побудування та використання систем штучного інтелекту є невід'ємною частиною програмного забезпечення ЕОМ, які надають машині інтелектуальних рис.


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)

Розподіл за видами занять(всього год.)

СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 НП-06 4 / 144 36 - 18 90 1 РГР Екз

III.МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Задача вивчення дисципліни полягає в тому, щоб навчити студента розробляти та реалізувати алгоритми, що автоматизують творчу роботу людини. Тому питання формалізування та надання знань людини у вигляді структур даних, що відповідають умовам швидкого доступу і всебічного аналізу мають значну вагу у спектрі проблем надання та обробки знань. В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

- НАБУТИ теоретичні та практичні знання, вміння та навички в галузі вибору та створення машинних методів надання та обробки знань

- ВМІТИ конструювати алгоритми прийняття оптимальних рішень за допомогою відповідних евристик.


РОЗДIЛ 1. ВСТУП.22

Тема 1.1 Комбінаторна оптимізація. Обчислювальна складність. Підходи до розв’язання. Р- та NP-складні задачі, оцінка їх обчислювальної складності. Конструктивні алгоритми.Жадібні алгоритми.

РОЗДIЛ 2. АЛГОРИТМИ З ЗАБОРОНАМИ.

Тема 2.1. Загальна ідея побудови алгоритмів з заборонами. Загальна схема алгоритмів з заборонами. Короткочасна та довгочасна пам’ять. Список заборон. Вплив довжини списку заборон на збіжність алгоритму.

Тема 2.2. Алгоритм з заборонами для розв’язання задачі розфарбування графа.Схема алгоритму. Схеми мінімальної трансформації розв’язку. Налаштування головних параметрів алгоритму.

Тема 2.3. Алгоритм з заборонами для розв’язання задачі комівояжера. Схема алгоритму. Побудова та модифікація списку заборон. Налаштування параметрів алгоритму. Аналіз ефективності варіантів виконання локальної оптимізації розв’язку.

Тема 2.4. Алгоритм з заборонами для розв’язання задачі квадратичних призначень. Схема алгоритму. Способи обчислення вартості мінімальної трансформації розв’язку. Побудова та модифікація списку заборон. Аналіз ефективності варіантів виконання локальної оптимізації розв’язку.

РОЗДIЛ 3. МУРАШИНІ АЛГОРИТМИ.

Тема 3.1. Загальна ідея побудови мурашиних алгоритмів. Комбінаторна оптимізація. Теоретичні основи мурашиних алгоритмів. Пошук найкоротшого шляху на графі. Мурашиний алгоритм для задачі комівояжера.

Тема 3.2. Варіанти побудови мурашиних алгоритмів: AS, EAS, MMAX, ASrank. Розширення мурашиних алгоритмів. Схеми модифікації інтенсивності феромонів. Проблема машинного навчання. Локальний пошук для мурашиних алгоритмів.

Тема 3.3. Мурашиний алгоритм для розв’язання задачі знаходження найкоротшого шляху між двома вершинами графа. Застосування мурашиного алгоритму до розв’язку задачі находження найкоротшого шляху між двома вершинами графу. Схема розміщення та випаровування феромонів. Локальна оптимізація розв’язку. Розв’язок задачі маршрутизації.

Тема 3.4. Мурашиний алгоритм для розв’язання задачі квадратичних призначень. Застосування мурашиного алгоритму до розв’язку задачі находження найкоротшого шляху між двома вершинами графу. Схема розміщення та випаровування феромонів. Локальна оптимізація розв’язку. Розв’язок задачі маршрутизації.

Тема 3.5. Мурашиний алгоритм для розв’язання задачі розфарбування графа. Визначення “жадібної” сили. Визначення інтенсивності сліду феромонів. Загальна схема алгоритму.

Тема 3.6. Мурашиний алгоритм для розв’язання задачі комівояжера. Варіанти формулювання задачі комівояжера. Загальна схема алгоритму. Паралельна реалізація алгоритму. Налаштування головних параметрів алгоритму. Аналіз ефективності варіантів виконання локальної оптимізації розв’язку.

РОЗДIЛ 4. АЛГОРИТМИ ІМІТАЦІЇ ВІДПАЛУ.

Тема 4.1. Загальна ідея побудови алгоритмів імітації відпалу. Теоретичні основи алгоритмів імітації відпалу. Схеми імітації охолодження. Вибір параметрів схем імітації охолодження. Локальний пошук для алгоритмів імітації відпалу.

23

Тема 4.2. Алгоритм імітації відпалу для розв’язання задачі розфарбування графа. Задача к-розфарбування графу. Спосіб кодування та обчислення пристосованності. Схема імітації охолодження.

Тема 4.3. Алгоритм імітації відпалу для розв’язання задачі квадратичних призначень. Загальна схема алгоритму. Схема імітації охолодження. Налаштування головних параметрів алгоритму.

Тема 4.3. Алгоритм імітації відпалу для розв’язання задачі про розміщення N ферзів. Задача про розміщення N ферзів. Способи кодування. Загальна схема алгоритму. Схема імітації охолодження. Порівняльний аналіз варіантів виконання локальної оптимізації розв’язку.

РОЗДІЛ 5. НЕЧІТКА ЛОГІКА.

Тема 5.1. Нечітка логіка – математичні основи. Математичний апарат. Нечіткий логічний вивід. Інтеграція з інтелектуальними парадигмами. Нечітки нейронні мережі.

РОЗДІЛ 6. АЛГОРИТМИ КЛАСТЕРІЗАЦІЇ.

Тема 6.1. Алгоритм кластерізації множини відповідно до заданного критерія. Постановка задачі. Кодування геному й обчислення пристосаваності. Виконання генетичних операцій. Критерії зупинки алгоритму. Порівняльний аналіз способів генерування початкової популяції.

РОЗДІЛ 7. ДИНАМІЧНЕ ПРОГРАМУВАННЯ.

Тема 7.1. Загальна ідея динамічного програмування. Розв’язання задачі побудови найбільшої спільної послідовності. Загальна ідея динамічного програмування. Умови застосування динамічного програмування. Розв’язання задачі побудови найбільшої спільної послідовності. Звязок динамічного програмування й регулярних виразів. Алгоритм динамічного програмування для статистичного машинного перекладу.


знаходяться в НТБ, та методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт, які розміщені на сайтi yzorin.ho.com.ua.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Субботін С.О., Олійник А.О., Олійник О.О. Неітеративні, еволюційні та

мультіагентні методи синтезу нечіткологічних і нейромережних моделейю Монографія / Під заг. ред. С.О.Субботіна. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2009.- 375с.

2. Marco Dorigo, Thomas StuЁ tzle. Ant colony optimization. - A Bradford book., 2004, 321c.

3. Vazirani, V. V. Approximation Algorithms. - Springer-Verlag, Berlin, 2001, 453c. 4. Ю.Зорін. - Конспект лекцій з дисципліни " Комп’ютерні системи штучного

інтелекту ". http://yzorin.ho.ua5. D. de Werra, A. Hertz -Tabu Search Techniques: A tutorial and an application to

neural networks - OR Spektrum, 1989, 241 c.



24

http://yzorin.ho.ua/

З дисципліни „ Комп’ютерні системи штучного інтелекту ” передбачено виконання розрахунково-графічної роботи з розділів “ Мурашині алгоритми ” й “Алгоритми імітації відпалу”, ціллю якої є закріплення знань та навичок з цього розділу, що набуті протягом лекцій та лабораторних робіт. Тематика індивідуальних завдань додається до робочої програми.

ПРИБЛИЗНИЙ ПЕРЕЛІК ЗАВДАНЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ:1. Мурашиний алгоритм для розв’язання задачі розфарбування графа.2. Алгоритм з заборонами для розв’язання задачі квадратичних призначень.3. Алгоритм MMAS для розв’язання задачі знаходження найкоротшого шляху між двома вершинами графа.

4. Алгоритм імітації відпалу для розв’язання задачі про розміщення N ферзів.


дисципліни „ Комп’ютерні системи штучного інтелекту ”, визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру, та екзаменаційних балів.

Семестрові бали нараховуються за:

1) Модульна контрольна робота (МКР).Максимальна кількість балів за МКР: 5 балів.

Критерії оцінювання:4-5 балів – рішення вірне;3-4 балів – рішення має недоліки;2-3 бали – у рішенні є помилки, але хід рішення вірний;0-1 бал – немає рішення або рішення не вірне.


2) Розрахункова робота (РГР).Максимальна кількість балів за РГР: 45 балів.


3) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 6 лабораторних робіт. Кожна лабораторна робота зараховується тільки за умови захисту її студентом.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 15 балів.

Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів):15 балів × 4 лаб. робіт = 60 бали.

Штрафні бали нараховуються за:- несвоєчасний захист кожної лабораторної роботи: - до 5 балів- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену (без поважної причини) лекцію.

Заохочувальні бали нараховуються за:- за дострокове виконання роботи та творчий підхід доалгоритмiзацii та кодування, в залежності від обсягу, складності таякості виконаних завдань: 2 – 10 балів

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 105 балів. Відповідь на екзамені:

25

Студент допускається до написання екзаменаційної роботи, якщо його поточний рейтинг не нижче, ніж 47 балів. В цьому випадку (поточний рейтинг не нижче 55 балів) студент також має право складати екзаменаційну роботу в повному обсязі з метою підвищення семестрової оцінки. В цьому випадку виставляється більша з двох оцінок: отриманої на заліковій роботі та підрахованої на набраними балами. Екзаменаційна робота оцінюється за 15-бальною системою з множенням результату на коефіцієнт 1.

Умови допуску до екзамену: зарахування всіх лабораторних робіт, а також стартовий рейтинг rc > 47 балів.

Максимальна кількість балів за екзаменаційну роботу: 15 балів.

Екзаменаційні бали студента додаються до його семестрового рейтингу. Оцінка (ECTS та традиційна) виставляється відповідно до набраних балів згідно з таблицею:

Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінка110-120 А відмінно100-109 В добре89-99 С75-88 D задовільно65-74 Е

Сума балів < 60 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 47 або не виконані інші умови допуску до

екзаменуF не допущений



26


НП-07 МУЛЬТИМЕДІЙНІ ЗАСОБИ В КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ

(код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Сулема Євгенія Станіславівна, к.т.н., доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІДисципліна “Мультимедійні засоби в комп'ютерних системах” є однією із

дисциплін професійно-практичної підготовки студентів за спеціальностями 7.091501, 8.091501 „Комп‘ютерні системи та мережі”, 7.091502 „Системне програмування” та 7.091503, 8.091503 “Спеціалізовані комп`ютерні системи”.

Передумовою вивчення дисципліни „Мультимедійні засоби в комп'ютерних системах” є вивчення дисциплін „Програмування” та „Комп’ютерна графіка”.


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 НП-07 6 / 216 36 - 27 153 0 КР Екз

III.МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)Метою дисципліни є вивчення принципів роботи, методів та теоретичних основ

розробки та застосування засобів мультимедіа.

В результаті вивчення дисципліни “ Мультимедійні засоби в комп'ютерних системах ” студенти повинні:

- ЗНАТИ алгоритми функціонування засобів мультимедіа, - ВМІТИ створювати мультимедіа-елементи,- ВМІТИ проектувати структуру мультимедіа-проектів,- ВМІТИ розробляти мультимедіа-додатки.

27


ТЕМА 1. ВСТУП ДО ЗАСОБІВ МУЛЬТИМЕДІА

Поняття мультимедіа. Призначення систем мультимедіа. Історія розвитку мультимедіа-систем. Основні визначення. Гипертекст. Гипермедіа. Використання мультимедіа. Computer Based Training. Електронні книги як приклад мультимедіа-додатків. Класифікація електронних книг.

Моделі побудови гипертекста/гипермедіа. Dexter-модель гипертекста. Гипермедіа-прототип DeVise. Амстердамська модель гипермедіа. Прототип Mark'а і Todd'a.

Створення мультимедіа/гипермедіа продукту. Проектування. Реалізація. Програмні засоби мультимедіа. Авторські системи.

Апаратні засоби мультимедіа. Основні компоненти систем мультимедіа. Класифікація мультимедійних засобів. Структура й принцип дії засобів мультимедіа. Класи задач, що розв'язуються з використанням мультимедійних засобів. Вимоги до мультимедійного комп‘ютера. Стандарт MPC Level 1 – Level 4. Узагальнена структура мультимедійного комп‘ютера.

ТЕМА 2. КОМП'ЮТЕРНА ОБРОБКА ЗВУКА

Основні акустичні параметри. Інтенсивність звука. Звуковий тиск. Слуховий поріг. Рівень гучності. Типи звукових хвиль. Реверберація.

Звук як безперервний аналоговий сигнал. Комп‘ютерна обробка звука. Основні перетворення звукового сигналу.

Оцифровування звукового сигналу. Відтворення звуку за допомогою цифро-аналогового перетворення.

Синтез звука. Основні види синтезу. Принципи FM-синтезу. Принципи WT-синтезу. Основні принципи WF-синтезу.

Звукові стандарти. Типи аудіофайлів. Формат WAV. Формат VOC. Формат MIDI. Формат МР3. Формат RA. Формат AC-3. Інші формати файлів. Порівняні розміри звукових файлів.

Стиснення звукових даних. Адаптивна різністна компресія. Компресія на основі моделювання звукодобуваючого апарату людини. Компресія з використанням властивостей слуху людини.

Огляд програмного забезпечення обробки звука. Програми-синтезатори. Багатоканальні звукорежисерські системи. Програми звукової обробки. Подання звука в Інтернеті.

Протоколи UDP, TCP та IP з груповою адресацією для передачі звукових даних. Швидкість передачі та якість звука.

Тримірний звук. Sweet Spot. Частотна характеристика. Pinna (вушна раковина). Нерухомі джерела звука. MacroFX. ZoomFX.

Призначення та функції аудіоплати. Узагальнена структурна схема аудіоплати. Основні характеристики аудіоплат. Акустичні характеристики. Технічні характеристики. DSP, ASP, CSP процесори. Порівняння інтерфейсів PCI і ICA. Порівняльна характеристика аудіоплат. Програмне забезпечення аудіоплат.

Цифровий інтерфейс музичних інструментів (MIDI). MIDI як стандарт підключення та управління зовнішніми інструментами. Порти MIDI-інтерфейсу. Протокол обміну даними. Варіанти топології мережі MIDI. Формати повідомлень MIDI-інтерфейсу. MIDI-клавіатури. Стандарти GM, GS, XG. Інтерфейс S/PDIF.

Мікрофони. Типи мікрофонів. Акустичні системи. Типи акустичних систем.

ТЕМА 3. КОМП'ЮТЕРНА ОБРОБКА ВІЗУАЛЬНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

28

Статичні графічні зображення. Палітра кольорів. Типи даних зображень. Формати графічних файлів. Растрова графіка. Векторна графіка.

Графічний формат BMP. Заголовок файла формату BMP. Спосіб збереження зображення у форматі BMP. Монохромний бітовий образ. Кольоровий бітовий образ. Деякі властивості формату BMP.Графічний формат PCX. Заголовок файла формату PCX. Алгоритм стиснення зображення формату PCX. Палітра в зображенні формату PCX. Деякі властивості формату PCX.

Формат GIF. Блоки поширення у форматі GIF. Глобальна карта кольорів у форматі GIF. Дескриптор зображення файла формату GIF. Локальна карта кольору в форматі GIF. Способи збереження зображення в форматі GIF. Особливості формату GIF. Загальна структура GIF-файла.

Стиснення зображений. Групове кодування. Статистичне кодування (кодування Хаффмена). Алгоритм стиснення LZW.

Формати відеозображень. Основні етапи створення відеозображень. Стиснення відеоінформації. Комп‘ютерний дизайн та анімація. FLASH-технологія. Основні етапи створення тривимірного відеороліка.

Стиснення відеоінформації. Формат MPEG.Моделі візуалізації. Пласке тонування. Тонування Гуро. Модель освітлення

Фонга. Модель тонування Фонга. Метод випромінювальності. Метод трасировки променів. Пряма трасировка. Зворотна трасировка. Вкладена трасировка. Z-буфер. Anti-aliasing. Просторовий антіаліасінг: суперсемплінг (повний антіаліасінг) та полігональная фільтрація. Часовий антіаліасінг.

Текстури з деталізацією. Джерела освітлення. Камери. Морфінг. Відображення трьохмірних сцен. Аналіз руху.

Системи графічних дисплеїв. Подолання обмежень в апаратних засобах дисплеїв. Anti-aliasing. Монітори. Відеостандарти. Режими комп‘ютерних дисплеїв.

Призначення та функції відеоплати. Узагальнена структурна схема відеоплати. Основні технічні характеристики відеоплат. Порівняльна характеристика відеоплат. Програмне забезпечення відеоплат.

ТЕМА 4. КОМПАКТ-ДИСК ЯК ЗАСІБ ЗБЕРЕЖЕННЯ МУЛЬТИМЕДІА-ДАНИХ

Компакт-диски. Фізична будова компакт-диску. Логічна будова компакт-диску. Канальне кодування. Канальний код EFM. Фізичні принципи виготовлення та запису компакт-дисків. Компакт-диски з можливістю перезапису. Фізичні принципи перезапису. Багатосеансові приводи компакт-дисків. Магнітооптичні компакт-диски.

Стандарти компакт-дисків. Стандарт Red Book та його розширення. Стандарт Yellow Book та його розширення. Стандарти Green Book та White Book. Стандарт Orange Book. Стандарт ISO 9660.

Основні характеристики. Швидкість передачі даних. Структурна схема привода компакт-дисків. Оптична головка. Система автофокусировки. Методи побудови систем автофокусировки. Метод астигматизму пучка. Метод Фуко. Спосіб трьох променів. Система стеження за доріжкою.

Методи побудови систем автотрекінгу. Дифракційний спосіб. Фазовий спосіб. Блок виділення інформаційного сигналу. Демодулятор. Система автоматичного регулювання швидкості обертання диску. Буферна пам’ять. Блок обробки службової інформації. Блок коректування помилок. Особливості обробки звуку. Інтерполяція.

Призначення DVD. Типи DVD-дисків. Будова DVD-диску. Фізичні принципи запису та зчитування. Області використання технології DVD. DVD-Audio та DVD-Video. Обробка звука. Об'ємне звучання. Принцип дії DVD-дисководів. Методи запису та перезапису.

ТЕМА 5. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ЗАСОБІВ МУЛЬТИМЕДІА

29

Поняття віртуальної реальності. Виміри віртуальної реальності. Види інтерактивності. Політ у віртуальній реальності. Реактивна віртуальна реальність. Рівні занурення. Занурення через вікно. Занурення в приміщенні. Повне занурення. Апаратні засоби віртуальної реальності. Способи і засоби відображення відеоінформації. Переміщення у віртуальному просторі. Тактильний зворотний зв‘язок. Звукова підтримка віртуальної реальності. Проблеми віртуальної реальності. Перспективи віртуальної реальності.

Загальна схема взаємодії окремих мультимедійних засобів. Узагальнена структура мультимедіа-програм. Створення мультимедіа-презентацій. Взаємодія окремих частин мультимедіа-аплета. Web-сайт як приклад використання мультимедіа технології.


знаходяться в НТБ, та методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт, які розміщені на веб-порталі факультету прикладної математики на сторінці „Інформаційний розділ” – „Архів матеріалів” – „Сулема” – „Мультимедіа”

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. "Мультимедиа", под ред. Петренко А.И. – К: BHV, 1994.2. "Технология использования систем мультимедиа", Алексеева М.Б., Балан

С.Н – М: Диалог, 2002.3. “Мультимедиа для всех”, Борзенко А.Е., Федоров А.Г. – М: КомпьютерПресс,

1995.4. "Электронные издания", Вуль В.А. – СПб: изд-во С.-Петербургского ин-та

печати, 2008.5. “Программирование мультимедиа-приложений”, Комягин В.Б. – М: Эком, 1995.6. “Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения”, Шикин Е.В.,

Боресков А.В. – М: Диалог-МИФИ, 19957. “Оптимизация мультимедиа ПК”, Л. Дж. Скибб, С. Хэйфмейстер, А.М. Чеснат. –

К: Диасофт, 1997


VI. МОВА

Українська.


З дисципліни «Мультимедійні засоби в комп’ютерних системах» передбачене індивідуальне завдання у вигляді:

1) лабораторних робіт,2) курсової роботи.

Цикл лабораторних робіт передбачає вивчення сучасного програмного забезпечення з обробки зображень та звуку. Перелік лабораторних робіт:

Лабораторна робота 1. Вивчення можливостей Corel Draw: розробка логотипу.

Лабораторна робота 2. Створення баннера в Corel Photo-Paint.

Лабораторна робота 3. Робота в Corel R.A.V.E.: створення анімованого логотипу.

Лабораторна робота 4. Обробка зображень в Adobe PhotoShop.

Лабораторна робота 5. Обробка тексту в Adobe PhotoShop.30

Лабораторна робота 6. Перетворення зображень в Adobe PhotoShop.

Лабораторна робота 7. Реставрація фотографій в Adobe PhotoShop.

Лабораторна робота 8. Обробка звука в Sound Forge.

Лабораторна робота 9. Створення Flash-анімації.

Лабораторна робота 10. Створення тривимірної сцени в LightWave.

Лабораторна робота 11. Анімація в LightWave.

Курсова робота (КР) присвячена програмному та/або апаратному забезпеченню мультимедіа. Вона складається з теоретичної частини та мультимедійної енциклопедії (МЕ).

Вимоги до теоретичної частини курсової роботи:

1) Теоретична частина складається з реферату на задану тему та опису розробленої МЕ.

2) Опис розробки повинен включати опис методів та засобів, які були використані під час розробки МЕ, опис бібліотек, форматів даних, опис структури МЕ, особливостей розробки.

3) Останнім розділом роботи повинен бути список літератури за темою (включаючи посилання на джерела в Internet).

Вимоги до мультимедійної енциклопедії:

1) МЕ повинна являти собою самостійний програмний продукт, що не потребує ніяких допоміжних програм. Забороняється використання для відображення вмісту енциклопедії будь-яких готових програм (Internet Explorer, PowerPoint тощо).

2) Вміст МЕ має бути організований як гипермедіа.

3) МЕ повинна містити: статичні зображення; відео-фрагменти; тримірні моделі об’єктів; аудіо-супроводження.

4) При завантажені диску МЕ повинна запускатися автоматично.

5) Робота МЕ повинна починатися з заставки, що включає назву та/або логотип кафедри, назву дисципліни, тему МЕ, прізвище та ініціали автора, номер групи, рік. Тривалість заставки повинна бути достатньою для сприйняття тексту.

6) Вікно МЕ повинно містити зміст (принаймні у першому вікні) та елементи навігації, виконані як анімовані кнопки.

7) До складу МЕ повинні входити два обов’язкових розділи: глосарій та список літератури.

8) Терміни, що зустрічаються в тексті, повинні бути оформлені як посилання на відповідний текст глосарію. Має бути передбачене повернення з глосарію на позицію, з якої він був викликаний.


31

Наприкінці вивчення дисципліни „Мультимедійні засоби в комп’ютерних системах” студент отримує дві оцінки:

1) оцінку за кредитний модуль,2) оцінку за курсову роботу.

Оцінка ECTS, яку студент отримує після вивчення кредитного модуля дисципліни „Мультимедійні засоби в комп’ютерних системах”, визначається відповідно до рейтингу студента. Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру, та екзаменаційних балів.


1) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 11 лабораторних робіт.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 6 балів.

Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-2 балів;- якість моделювання графічних об’єктів: 0-2 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-2 бал;

Додаткові бали нараховуються за творчий підхід до виконання завдань, максимальна кількість додаткових балів за всі лабораторні роботи: 4 балів.

Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів):6 балів × 11 лаб. робіт + 4 бали = 70 балів.

Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену (без поважної причини) лекцію.

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 70 балів.Відповідь на екзамені:

Необхідною умовою допуску до екзамену є семестровий рейтинг не менше 42 балів. В іншому разі студент повинен виконати додаткову роботу та підвищити свій рейтинг.

Екзаменаційний білет складається з 3 питань – 2 теоретичних та 1 практичного. Кожне запитання оцінюється 0-10 балами.Критерії оцінювання кожного запитання екзаменаційної роботи:

9-10 – вірна та змістовна відповідь;6-8 – відповідь змістовна, але має незначні недоліки;4-5 – відповідь неповна;2-3 –- відповідь містить помилки;0-1 – немає відповіді або відповідь невірна.



Сума балів за курсову роботу Оцінка ECTS Традиційна оцінка95-100 А відмінно85-94 В

добре75-84 С65-74 D задовільно60-64 Е

Сума балів < 60 Fx незадовільно

32

Рейтинг за семестр < 42 або не виконані інші умови допуску до

екзаменуF не допущений

Бали за курсову роботу (КР) нараховуються відповідно до критеріїв, представлених у таблиці:

№ Критерій оцінювання Бали1. Відповідність обсяг реферату вимогам. 52. Відповідність оформлення реферату вимогам. 13. Наявність списку літератури. 1

4.Чи є мультимедійна енциклопедія (МЕ) самостійним програмним продуктом, що не вимагає ніяких допоміжних програм?

20

5. Чи організована МЕ як гипермедіа? 106. Наявність статичних зображень. 2×кількість,

але не більше 10 балів

7. Наявність відео-фрагментів. 2×кількість, але не більше 10 балів

8. Наявність тримірних моделей об’єктів. 2×кількість, але не більше 10 балів

9. Наявність аудіо-супроводження. 10

10. Наявність автозапускання під час завантаження CD з МЕ 1

11. Наявність заставки в МЕ 1012. Відповідність заставки вимогам 513. Наявність змісту МЕ 114. Наявність засобів навігації 215. Наявність глосарія 116. Наявність посилань на джерела інформації 1

17. Наявність навігації виду:“термін в тексті” – “глосарій” – “термін в тексті” 2

Всього: 100Максимальна кількість балів за курсову роботу складає 100 балів.

Крім позитивних можуть нараховуватись ще й негативні (від’ємні) бали.Штрафні бали нараховуються, якщо:- тема КР не погоджена з викладачем до 15 вересня: -10 балів,- тема КР взагалі не погоджена з викладачем: -30 балів,- МЕ не представлена на розгляд викладача до 15 листопада: -10 балів,- КР представлена до захисту після 15 грудня: -20 балів,- КР представлена до захисту після 25 грудня: -30 балів,- вміст реферативної частини КР не відповідає назві роботи: -30 балів.

Оцінка за КР виставляється відповідно до набраних балів згідно з таблицею:

Сума балів за курсову роботу Оцінка ECTS Традиційна оцінка95-100 А відмінно85-94 В

добре75-84 С65-74 D задовільно60-64 Е

33

Сума балів < 60 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 42 або робота не представлена до

захистуF не допущений



34


НП-08 ВИСОКОПРОДУКТИВНІ КОМП ’ ЮТЕРНІ СИСТЕМИ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статускредитного модуля обов’язковий


Лектор Зайцев Володимир Григорович(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІКурс призначений для вивчення студентам обчислювальних пристроїв і їх

програмного забезпечення, що відносяться до класу високопродуктивних комп'ютерних систем. Розглядаються архітектурні і структурні прийоми досягнення високої продуктивності комп'ютерних систем, дається оцінка продуктивності. Приводяться приклади багатопроцесорних систем. Одним із представників даного класу є клас обчислювальних пристроїв, що одержали назву транспьютерів, які використовуються для побудови високопродуктивних паралельних ЕОМ і систем.

Базою для вивчення даного курсу служать знання, отримані студентами на попередніх курсах, передбачених навчальним планом для спеціальностей7.091501 і 7.091503


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




10 НП-08 4 / 144 36 18 - 90 1 ДКР Екз


В результаті вивчення даного курсу студенти повинні:- знати загальні вимоги до сучасних високопродуктивних комп'ютерних систем

(ВПКС);- знати принципи оцінки продуктивності обчислювальних систем;- засвоїти основні архітектурні поняття;- знати основи побудови конвеєрної і суперскалярної обробки;- ознайомитись з проблемами, що виникають при створенні систем конвеєрної

та суперскалярної обробки, і зсвоїти основні способи вирішення цих проблем;- знати основні архітектурні особливості побудови сучасних мікропроцесорів;

35

- знати проблеми паралельної обробки та основні шляхи їх вирішення;- освоїти архітектуру і систему команд транспьютера;- вивчити принципи побудови транспьютерных систем;- знати області застосування транспьютерів;- опанувати основи програмування мовою високого рівня ОККАМ.


ТЕМА 1.

Лекція 1 ВведенняЛекція 2. Загальні вимоги до сучасних комп’ютерів.

ТЕМА 2.

Лекція 3. Оцінка продуктивності обчислювальних систем.Лекція 4. Оцінка продуктивності обчислювальних систем (продовження).

ТЕМА 3.

Лекція 5. Основні архітектурні поняття.

ТЕМА 4.

Лекція 6. Конвеєрна організація. Структурні конфлікти та конфлікти за даними. Конфлікти по керуванню.

Лекція 7. Скорочення витрат на виконання команд переходу й мінімізація конфліктів по керуванню.

Лекція 8. Проблеми реалізації точного переривання.

ТЕМА 5.

Лекція 9. Паралелізм та рівні виконання команд, планування завантаження конвеєра та методика розгортання циклів.

Лекція 10. Усунення залежностей по даним і механізм динамічного планування.Лекція 11. Усунення залежностей по даним і механізм динамічного планування

(продовження).Лекція 12. Апаратне прогнозування напряму переходів і зниження втрат на

організацію переходів.

ТЕМА 6.

Лекція 13. Сучасні мікропроцесори. Лекція 14. Сучасні мікропроцесори (продовження).

ТЕМА 7.

Лекція 15. Паралельна обробка

ТЕМА 8.

Лекція 16. Трансп’ютери.

ТЕМА 9.

Лекція 17. Мова програмування ОККАМ.Лекція 18. Мова програмування ОККАМ (продовження).

36


Основна література – посібники різних років видання, що знаходяться в НТБ. Організація індивідуального консультування – щотижневі консультації, В.Г.Зайцев.Конспект лекцій з дисципліни: Високопродуктивні комп’ютерні системи.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Краснов С.А. Транспьютеры, транспьютерные вычислительные системы и ОККАМ. В кн.: Вычислительные процессоры и системы, вып.7. – М. «Наука», 1990г., с.3-93.

2. Программирование на параллельно-вычислительных системах. – М. «Мир», 1991.

3. Imnos Corporation. Transputer Development System, 1985. «»4. Бахтеяров С.Д., Дудников Е.Е., Евсеїв М.Ю. Транспьютерная технология. – М.

«Радио и связь», 1993.5. Транспьютеры. Архітектура и программное обеспечение. Пер. с англ. – М.

«Радио и связь», 1993.6. Корпев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. Издательство

«Нолидж». – М., 1998.7. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы. Пер. с англ. – М.

«Мир», 1989.8. В.Г. Зайцев. Конспект лекцій з дисципліни “Операційні системи”.

VI. МОВА

Дисципліна викладається українською або російською (для іноземних студентів) мовою.


При вивченні курсу "Високопродуктивні комп’ютерні системи" студенти виконують домашню контрольну роботу ДКР, метою якої є самостійне вивчення основних методів і положень побудови високопродуктивних комп’ютерних систем. Технічнеі завдання на ДКР наведені нижче.

Виконання ДКР припускає, що кожен студент повинен у відповідності зі своїм варіантом відповісти на два питання завдання, освітивши в письмовому виді подробиці відповіді з ілюстрацією відповідей схемами, таблицями й малюнками (якщо такі є), а також доповісти ці матеріали у вигляді доповіді на практичних заняттях за курсом ВПКС. Захист підготовлених рефератів проводиться на практичних заняттях. Оцінка за ДКР виставляється з урахуванням результатів захисту.


дисципліни „ Високопродуктивні комп’ютерні системи ”, визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру та екзаменаційних балів.


1) Модульний контроль (МКР), яка включає 4 запитання (задачі). Максимальна кількість балів за відповідь на кожне запитання: 10 балів.

37

Критерії оцінювання:10 балів – відповідь правильна і повна (рішення вірне);8-5 балів –відповідь правильна але не повна (у рішенні є помилки, але хід рішення вірний);0-4 бали –відповідь частково або повністю невірна (немає рішення або рішення невірне).Разом за МКР (максимальна кількість балів): 40 балів.

2) Домашня контрольна робота (ДКР). Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту ДКР: 0-10 балів;- творчій підхід та повнота виконання завдання: 0-15 балів;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0 або 5 балів;- якість та повнота оформлення протоколу: 0-10 бал.

Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів): 40 балів.

Штрафні бали нараховуються за:- несвоєчасний захист робіт: – 0-10 балів

Заохочувальні бали нараховуються за:- удосконалення дидактичних матеріалів та контрольних робіт з дисципліни: 2-20 балів.


Студент допускається до екзамену, якщо його поточний рейтинг не нижче, ніж 48 балів.

У разі, якщо поточний рейтинг студента становить 65 балів або вище, він має право, не складаючи екзамену, отримати оцінку “автоматом” відповідно до набраного рейтингу, переведеного в оцінку згідно з таблицею:

Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінка76-80 А відмінно

102-113 В добре90-101 С78-89 D задовільно72-77 Е

Сума балів < 72 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 48 F не допущений

Екзамен оцінюється за 5-бальною системою з множенням результату на коефіцієнт 8. В результаті максимальна оцінка буде дорівнювати 40 балів.

Якщо студент має поточний рейтинг менше 48 балів і допускається до екзамену за дозволом деканату, його поточний рейтинг враховується при виведенні остаточного рейтингу.



38



IX. ОРГАНІЗАЦІЯРеєстрація на вивчення дисципліни та на семестрову атестацію здійснюється

відповідними співробітниками деканату.

39


НП-09 ТЕОРІЯ УПРАВЛІННЯ В ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМАХ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статускредитного модуля обов’язковий


Лектор Зайцев Володимир Григорович(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)




Дисципліна “Теорія управління в технічних системах” - це обов’язкова дисципліна у загальній системі підготовки студентів всіх спеціальностей базових освітніх напрямів 050.102 “Комп’ютерна інженерія та 050.103 “Програмна інженерія”. Передумовою успішного вивчення даної дисципліни є володіння навичками програмування та алгоритмізації, які отримані під час вивчення дисциплін першого року навчання – “Програмування” та “Структури даних та алгоритми”.

Курс визначено для вивчення студентами основних концепцій та принципів теорії управління в технічних системах. Зважаючи на те, що на даний момент обчислювальна техніка знаходить широке застосування у контролі та управлінні технологічними процесами, а також те ,що не зважаючи на на конкретні архітектурні рішення використаних технічних та програмних засобів, принципи управління залишаються незмінними, стало можливим побудувати навчальний процес за принципом “від загального до конкретного”, відокремлюючи деталі реалізації від основних ідей і методів автоматизації.

Базою для вивчення даного курсу слугують знання, які були отримані студентами на попередніх курсах, передбачених навчальними планами для спеціальностей 7.091.501 та 7.091.503.


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




10 НП-09 4,5 / 162 36 - 18 108 1 - Екзамен


Вивчення курсу передбачає не тільки засвоєння теоретичних положень, а також застосування їх на практиці шляхом виконання лабораторних робіт по моделюванню на ЕОМ елементів систем автоматичного управління.Розуміти різницю між створенням програм та програмного забезпечення (ПЗ);

- основні методи розробки ПЗ та його основних складових: стратегій розробки, видів основних обєктів проектування, способів розбиття первинної. В результаті вивчення даного курсу студенти мають опанувати:

- постановки задач теорії управління;- структурні схеми систем управління;- вміст елементарного аналізу систем управління; - методи обчислення часових характеристик систем управління;- застосування перетворення Лапласа та Фурьє для вивчення характкристик

лінійних систем з постійними параметрами;- поняття елементарної ланки та їх застосування у системах управління;- елементарний аналіз імпульсних систем управління;- відомості про проектування та розрахунки систем автоматичного

управління;- відомості про дискретні передаточні функції типових алглритмів управління;- практичні навички з моделювання та програмної реалізації типових

елементів систем та алгоритмів управління.- характерні особливості створення великих програмних комплексів та задачі

на декілька більш простих для спрощення процесу розробки ПЗ;- методи та техніку структурного програмування як засіб підвищення

надійності та верифікації ПЗ;- мову проектування програм (PDL);- практичні навички по створенню конкретних програм за допомогою мови

PDL та однієї з мов програмування ( наприклад, Паскаль).- методи планування процесів та потоків;- засоби мультипрограмування на принципах переривань;- основні засоби синхронізації процесів та потоків;- організацію та засоби управління пам’ятью;- принципи побудови вводу-виводу інформації та файлові системи;- практичні навики з реалізації типових механізмів побудови ОС при

вирішенні конкретних задач.- оцінку часових характеристик функціонування ПЗ СКС за допомогою

замкнутих моделей СМО; - вивчення немарковських моделей СМО за допомогою методу вкладених

марковських ланцюгів;- оцінку часових характеристик виконання програм СКС за допомогою

моделей випадкових процесів;- моделі взаємодії СКС із зовнішним середовищем;- практичні навики застосування моделей випадкових процесів та СМОдля

оцінки часових характеристик ПЗ СКС.


ТЕМА 1. ВВЕДЕННЯ. Постановка задач теорії управління. Приклади систем управління. Структурні

схеми та термінологія для опису систем. Функції управляючого пристрою. Типи систем управління.

41

ТЕМА 2. ЕЛЕМЕНТАРНИЙ АНАЛІЗ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ. Основні рівняння об’єкту управління. Часові характеристики одномірних

лінійних систем. Зв’язок між вхідними та вихідними сигналами одномірної системи.

ТЕМА 3. ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЛАПЛАСА ТА ФУРЬЄ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ З ПОСТІЙНИМИ ПАРАМЕТРАМИ.

Передаточна функція одномірної системи з постійними параметрами. Використання перетворення Лапласа для изначення передаточних функцій. Частотні характеристики лінійних систем з постійними параметрами. Використання перетворення Фурьє для визначення частотних характеристик.

ТЕМА 4. ЕЛЕМЕНТАРНІ ЛАНЦЮГИ У СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ ТА ПОБУДОВА ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛІНІЙНИХ ОДНОМІРНИХ СИСТЕМ.

Визначення елементарного ланцюга та його характеристики. Конкретні прикладиланцюгів різного типую Типи поєднань елементарних ланцюгів:послідовне, паралельне, антипаралельне.

ТЕМА 5. ПОБУДОВА ДИФЕРЕНЦІЙНОГО РІВНЯННЯ ЛІНІЙНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ПО ЇЇ ВІДОМИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ.

Визначення задач побудови рівняня системи. Поняття про структурні схеми та структурні перетворення лінійних неперервних систем. Лінійні диференційні оперетори та їх властивості. Основні види та правила структурних перетворень.

ТЕМА 6. СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ. Задача синтезу системи управління. Поняття еквивалентних лінійних систем.

Інваріантність системи рінянь. Різновиди інваріантностей.

ТЕМА 7. ЕЛЕМЕНТАРНИЙ АНАЛІЗ ЇМПУЛЬСНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ. Визначення імпульсної системи управління. Дискретне перетворення Лапласа.

Z-перетворення.

ТЕМА 8. ПРОЕКТУВАННЯ ТА РОЗРАХУНОК СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ.

Загальні відомості про проектування та розрахунок систем автоматичного управління. Принципи управління по збуренню. Принцип управління по відхиленню. Принцип комбінованого управління.Загальний порядок розрахунку систем автоматичного управління. Функціональна організація цифрових систем автоматичного управління з управляючим мікропроцесором: лінійна структура, радіальна структура, гібридний варіант структури.

ТЕМА 9. ДИСКРЕТНІ ПЕРЕДАТКОВІ ФУНКЦІЇ ТИПОВИХ АЛГОРИТМІВ УПРАВЛІННЯ.

Дискретна передаткова функція неперервної частки цифрової системи автоматичного управління. Дискретна передаткова функція типових алгоритмів управління та їх реалізація: пропорційно-інтегродиференційний, пропорційно-інтегральний, інтегральний, пропорційний, пропорційно-диференційний, інтегро-диференційний.


42

Основна література – посібники різних років видання, що знаходяться в НТБ. Організація індивідуального консультування – щотижневі консультації.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Барабашин Е.А. Введение в теорию устойчивости. – М. “ Наука”. 1967.2. Б. Н. Бублик, Н.Ф. Кириченко. Основы теории управления. – К. “Вища школа”.

1957.3. Под ред. К.Т. Лондеса. Современная теория управления. – М. “Наука”.1970.4. И. Л. Стеклов. Проектування систем автоматичного керування. – “Вища

школа”. 1995.5. Созонник Г.Д., Стеклов В.К.. Цифровые системы управления. – К.

“Техніка”.1991.6. Фрити В. Применение микропроцессоров в системах управления. – М.”Мир”.

1984.7. В.Г.Зайцев. Конспект лекцій з дисципліни:Теорія управління в технічних

системах.

VI. МОВА

Дисципліна викладається українською або російською (для іноземних студентів) мовою.


На протязі вивчення дисципліни «Теорія управління в технічних системах» студент по модульній контрольній роботі та по кожній лабораторній роботі отримує індивідуальне завдання згідно свого варіанту. Застосовується контроль щодо самостійного виконання індивідуального завдання кожним студентом.

В результаті виконання індивідуальних завдань та лабораторних робіт студенти повинні:

- знати основні теоретичні питання;- за допомогою тестів довести коректність розробленого алгоритму;- довести раціональність кодування алгоритму;- продемонструвати працездатність створених програм на ПЕОМ та здатність

аналізувати отримані результати та робити висновки;- вміти користуватись нормативно-довідковою літературою з дисципліни.- МКР та лабораторні роботи виконуються слідом за напрацюванням

відповідного теоретичного матеріалу по індивідуальних варіантах.


дисципліни „Теорія управління в технічних системах”, визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру та екзаменаційних балів.


1)Модульний контроль (МКР)Критерії оцінювання:– відповідь правильна і повна (рішення вірне): 10 балів;– відповідь правильна але не повна (у рішенні є помилки, але хід рішення вірний): 8-5 балів;

43

– відповідь частково або повністю невірна (немає рішення або рішення невірне): 0-4 бали.Разом за МКР (максимальна кількість балів): 40 балів.

2)Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 3 лабораторних роботи.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 20 балів.

Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-5 балів;- якість моделювання об’єктів: 0-10 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-5 бал;Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів): 60 балів.

Штрафні бали нараховуються за:- несвоєчасний захист лабораторних робіт: – 0-10 балів

Заохочувальні бали нараховуються за:- удосконалення дидактичних матеріалів та лабораторних робіт з дисципліни: 2-10 балів.- додаткові бали нараховуються за творчий підхід до виконання завдань, максимальна кількість додаткових балів за всі лабораторні роботи: 5 балів.

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 100 балів.Відповідь на екзамені:Студент допускається до екзамену, якщо його поточний рейтинг не нижче, ніж

60 балівУ разі, якщо поточний рейтинг студента становить 80 балів або вище, він має

право, не складаючи екзамену, отримати оцінку “автоматом” відповідно до набраного рейтингу, переведеного в оцінку згідно з таблицею:



Екзамен оцінюється за 5-бальною системою з множенням результату на коефіцієнт 10. В результаті максимальна оцінка буде дорівнювати 150 балів.

Якщо студент має поточний рейтинг менше 60 балів і допускається до екзамену за дозволом деканату, його поточний рейтинг враховується при виведенні остаточного рейтингу.



Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінка44

142-150 А відмінно127-141 В добре112-126 С97-111 D задовільно61-96 Е



Реєстрація на вивчення дисципліни та на семестрову атестацію здійснюється відповідними співробітниками деканату.

45


НП-10 ВИМІРЮВАННЯ В КС (код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статус кредитного модуля за вільним вибором студента


Лектор Потапова Катерина Романівна, доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)




Курс „Вимірювання в комп’ютерних системах” – це спеціальний курс у схемі системотехнічної підготовки студентів спеціальностей 8.091501 „Комп’ютерні системи та мережі”, 8.091503 „Спеціалізовані комп’ютерні системи” та 8.091502 „Системне програмування”. Вивченню курсу повинні передувати курси "Архітектура ЕОМ", "Комп'ютерні системи", "Комп'ютерні мережі" та "Локальні мережі".


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




10 НП-10 3,5/126 27 - 18 81 1 - Дифзал


Мета даного курсу – одержання студентами знань та навичок з теорії вимірювань та вимірювальних технологій, а також з основ метрології та вимірювальної техніки, питань обробки та представлення результатів вимірювань та методами і засобами електричних вимірювань. При вивченні цієї дисципліни велику роль відіграють навчальні практикуми, де окрім традиційних засобів вимірювання активно використовуються комп’ютерні засоби вимірювань, а також комп’ютерні моделі засобів вимірювань, вимірювальних процесів і процедур. Додатковою метою даного курсу є надбання практичних навичок з роботи з інструментальним середовищем розробки приложень LabView, якt надає можливість створювати комп’ютерні моделі, а також прикладне програмне забезпечення.


46

ТЕМА 1. ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ КОМП’ЮТЕРНОЇ ТЕХНІКИ. Оцінка ефективності використання. Етапи роботи з оцінки. Індекси

продуктивності. Основні класи кількісних індексів. Класифікація робіт з оцінки. Методи оцінки. Вибір індексів продуктивності для діалогових систем.

ТЕМА 2. ВИМІРЮВАЧІ.Основні класи вимірювачів. Загальні відомості про електричні вимірювання.

Засоби, методи вимірювань. Похибки вимірювань.

ТЕМА 3. ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ.Електромеханічні, електронні аналогові та цифрові вимірювальні

перетворювачі. Цифрові вимірювальні прилади. Основні характеристики цифрових приладів. Цифрові прилади для вимірювання електричних величин. Цифрові прилади для вимірювання постійних напруг і струмів. Основні технічні дані.

ТЕМА 4. МІКРОПРОЦЕСОРИ В ЦИФРОВИХ ПРИЛАДАХ.Основні функції мікропроцесорних пристроїв, що застосовуються в цифрових

приладах при вимірюванні, обробці даних, управлінні, індексації. Мультіметри, логери, цифрові вольтметри, амперметри. Основні технічні дані. Осцилографи. Умови використання. Основні характеристики.

ТЕМА 5. ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИСТРОЇ ДЛЯ ОЦІНКИ ХАРАКТЕРИСТИК КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ.

Монітори для збору даних про функціонування комп’ютерів і комп’ютерних систем. Основні характеристики апаратних моніторів. Роботи по збору даних з використанням фіксованого апаратного монітору. Приклад вимірювання коефіцієнта використання пристроїв комп’ютерної техніки. Похибки вимірювань. Інтерпретація даних вимірювань. Технічні характеристики деяких комерційних апаратних вимірювачів з фіксованою програмою. Метод експериментального дослідження комп’ютерних систем засобами програмних і мікропрограмних вимірювачів. Приклад роботи програмного монітора. Програмні вимірювальні засоби, закладені в операційних системах. Загальна характеристика систем збору і обробки інформації про обчислювальний процес. Комплекс програм вимірювань характеристик використання комп’ютерів і окремих пристроїв.

ТЕМА 6. ОРГАНІЗАЦІЯ ЗБОРУ СТАТИСТИЧНИХ ДАНИХ.Програмно-апаратні засоби збору статистичних даних про роботу

багатомашинного комплексу. Засоби збору статистичних даних про роботу багатомашинного комплексу з допомогою програмного монітору, блок-схема алгоритму. Інформаційно-обчислювальні системи. Методи оцінки характеристик обчислювальних систем: порівняння, моделювання, експериментальне дослідження. Методи оцінки ефективності локальних обчислювальних мереж та їх компонентів. Ефективність експериментальних методів.



СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

47

1. Электрические измерения: Учеб. пособие для ВУЗов/ Под ред. д-ра техн. Наук В.Н.Малиновского. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 416 с., ил.

2. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Орнатский П.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Вища школа, 1983.- 455 с.

3. Т.С.Ратхор. Цифровые измерения. АЦП/ЦАП. М.: Техносфера, 2006. – 392 с.4. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabView для новичков и специалистов. –

М.: Горячая линия-Телеком, 2004. – 384 с.: ил.5. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В., Папуловский В.Ф. LabView:

практикум по основам измерительных технологий: Учебное пособие для ВУЗов. – М.: LVR Пресс, 2005. – 208 с.: ил.

VI. МОВА

Українськa, російськa.


При вивченні курсу “Вимірювання в комп’ютерних системах“ виконується індивідуальна робота за загальною тематикою “Створення віртуальних інструментів у середовищі LabView”.


дисципліни „Вимірювання в комп’ютерних системах”, визначається відповідно до рейтингу студента.


1) Модульна контрольна робота (МКР) поділяється на дві контрольні роботи тривалістю по 1 акад. годині.Максимальна кількість балів за кожну роботу: 20балів.

Разом за МКР (максимальна кількість балів): 20 балів × 2 КР = 40 балів.


Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-3 балів;- оптимальність складання програми: 0-3 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-1 бал;- оформлення протоколу: 0-1 бал.



Заохочувальн і бали нараховуються за:- модернізації завдань, виконання завдань із удосконаленнядидактичних матеріалів з дисципліни: 0 -10 балів.

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 100 балів.

Необхідною умовою допуску до заліку є відсутність заборгованостей з лабораторних робіт та зарахування контрольної роботи.

48


Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінка95-100 А

зараховано85-94 В75-84 С65-74 D60-64 Е

Сума балів < 60 Fx не зарахованоРейтинг за семестр < 40 або не виконані інші умови допуску до

екзаменуF не допущено



49


НП- 11 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ДІЯЛЬНІСТЬ В КОМП ’ ЮТЕРНІЙ ІНЖЕНЕРІЇ

(код та назва кредитного модуля, дисципліни)Статус кредитного модуля за вільним вибором студентів


Лектор Романкевич Олексій Михайлович, професор(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІКурс „Науково-дослідна діяльність у комп’ютерній інженерії” – це спеціальний курс

у схемі системотехнічної підготовки студентів спеціальностей 7.091501 „Комп’ютерні системи та мережі”, 7.091503 „Спеціалізовані комп’ютерні системи” та 7.091502 „Системне програмування”. Дисципліна «Науково-дослідна діяльність у комп’ютерній інженерії» (НДДКІ) ґрунтується на всіх дисциплінах, що вивчаються студентами протягом навчання в інституті і проводиться у вигляді лекцій та наукових семінарів.


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 НП-03 2/72 18 18 - 36 1 - Залік


Метою дисципліни є одержання студентами перших навичок науково дослідної роботи, вміння робити доповідь з її результатів, брати участь в роботі наукових семінарів та оформлення результатів у вигляді наукових робіт. Особлива увага приділяється саме доповідям, написанню анотацій та заключних частин. Теми доповідей студентів як правило вибираються з напрямку майбутньої дипломної чи магістерської роботи.


50

РОЗДІЛ 1Тема 1.1.Загальні принципи і методи проведення фундаментальних та

прикладних науково дослідних робіт, організація їх виконання в інститутах НАН України, галузевих інститутах, методика організації наукової роботи в вищих учбових закладах.

Тема 1.2. Основні напрямки сучасної науки та наукоємного виробництва стосовно КІ.

Тема 1.3. Задачі та методи формування наукових кадрів у розвинених країнах світу та в Україні.

Тема 1.4. Основні цілі та задачі магістратури і аспірантури. Екзамени.Тема 1.5. Підготовка, представлення та захист дисертації з технічних

дисциплін.Тема 1.6. Спеціалізовані ради щодо захисту кандидатських та докторських

дисертацій, їх функціонування. Вища атестаційна комісія України.Тема 1.7. Представлення наукових результатів у вигляді публікацій. Стаття, її

оформлення. Журнали вищого рейтингу (з КІ) в Україні.Тема 1.8. Наукові конференції, семінари, симпозіуми. Обмін інформацією на

протязі проведення конференцій.Тема 1.9. Представлення наукових результатів на наукових конференціях різного рівня. Тези доповідей.Тема 1.10. Патентування технічних результатів дослідження. Патенти, мета,

задачі, оформлення патентів в Україні і в світі.

V. МЕТОДИ НАВЧАННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯОсновна література – підручники різних років видання, що знаходяться в НТБ.

Список літератури залежить від обраної теми наукового дослідження та підбирається для кожного студента індивідуально.

Організація індивідуального консультування – щотижневі консультації.

VI. МОВАУкраїнська, російська.


В дисципліні „Науково-дослідна діяльність у комп’ютерній інженерії” вся робота виконується за індивідуальною тематикою, яка співпадає з тематикою майбутньої кваліфікаційної роботи студента.


дисципліни „Мережні інформаційні технології”, визначається відповідно до рейтингу студента.



3)Модульний контроль (МКР), який складається з двох контрольних робіт.Максимальна кількість балів за одну контрольну роботу: 30 балів.


51

4)Робота на практичних заняттях. Бали нараховуються за: результуючу доповідь з наукового дослідження

(під керівництвом викладача), максимум - 40 балів.Разом за практичні заняття (максимальна кількість балів): 40 балів.

Заохочувальні бали нараховуються за:- модернізацію завдань із удосконаленням дидактичних матеріалів з

дисципліни: 0 - 10 балів.



Сумарний рейтинг за семестр або сума балів за залікову

роботуОцінка ECTS Традиційна оцінка

95-100 А

Зараховано85-94 В75-84 С65-74 D60-64 Е

Сума балів < 60 Fx Не зарахованоРейтинг за семестр < 40 F не допущений



52


НП-1 2 ПРОЕКТУВАННЯ КСМ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Гроль Володимир Васильович, професор(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)




Курс «Проектування КСМ» – це спеціальний базовий курс у загальній схемі підготовки студентів спеціальностей 7.091501 “Комп’ютерні системи та мережі”. Передумовою вивчення даного курсу є досконале знайомство з методами побудови мікропроцесорних складних систем. Враховуючи те, що діагностика технічного стану електронних систем та ефективні засоби та методи експлуатаційного обслуговування є складовими частинами загальних засобів по забезпеченню надійності, цим розділам також відведене відповідне місце у програмі даної дисципліни.


Форма навчання

Сем

естр

Всь

ого

кред

итів

/ го

дин

Розподіл навчального часу за видами занять

Види контрольних

заходів

Сем

естр

ова

атес

таці

я

лекції, акад.год.

лаб.роботи, акад.год. СРС МКР РР

Денна 10 4 / 144 36 18 126 + - дифзалік


Мета даного курсу познайомити студентів з основами теорії проектування апаратури та програмних засобів комп’ютерних систем, дати практичні навички, що необхідні для побудови мікропроцесорних складних систем.

В результаті вивчення курсу студенти повинні:- ЗНАТИ як спроектувати комп’ютерну систему, забезпечити потрібний рівень сервісних показників систем із складною структурою на усіх етапах їх життєвого циклу, - ВМІТИ використовувати основні принципи проектування під час розробки обчислювальних або керуючих мікропроцесорних систем.


РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ КСМ

1.1 Основні поняття та ствердження у галузі проектування МПС. Рівні проектування: системний, функціонально – логічний, схемотехнічний. Схема процесу

53

проектування МПС. Основні вимоги, які висуваються до МПС. Структура типової МПС. Вимоги під час обрання МП, оцінка можливостей архітектури МПС. Узагальнені вирішення та рекомендації при проектуванні вузлів та блоків МПС.

1.2 Архітектура трансп’ютера Т414, МПК трансп’ютера. Набор команд. Структура і функції канального адаптера. Аналіз похибок у трансп’ютерній системі. Застосування трансп’ютерних матриць. Загальна організація пам’яті МПС. Синтез модулів пам’яті на ВІС ЗП (об’єднання ВІС по входах, виходах, алгоритм синтезу модуля пам’яті).

1.3 Склад ОМЕОМ, призначення виводів. Розподіл пам’яті програм і даних, організація вводу-виводу. Машинний цикл і цикл команди, синхронізація ОМЕОМ, шаговий режим. Засоби розширення МПС на ОМЭВМ. ОМЕОМ для цифрової обробки сигналів (ЦОС). Структурна схема ОМЕОМ ЦОС, основні функціональні особливості, призначення виводів ВІС, коди констант. Структура мікрокоманди, цифрові та аналогові операції.

РОЗДІЛ 2. ІНТЕРФЕЙСИ КСМ

2.1 Організація опитування двійкового перемикача, очікування випадку. Процедури формування сигналу управління і часової затримки. Генерація імпульсів із змінюваною тривалістю і скважністю. Формування затримки великої тривалості.

2.2 Системний інтерфейс MULTIBUS: функціональні особливості, призначення основних сигнальних ліній, організація захоплення магістралі, обмін даними. Особливості інтерфейсу MULTIBUS 2. 2.3 Інтерфейс CENTRONICS, структура, призначення сигнальних ліній. Послідовний синхронний інтерфейс. Асинхронна послідовна передача. Стандарт RS 232. Інтерфейс "токова петля", диференційний канал.

РОЗДІЛ 3. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ АЛГОРИТМІВ У КСМ

3.1 Засоби і методи розробки програмного забезпечення, послідовність розробки ПО. Ручне програмування в машинних кодах. Програмування на асемблері. Використання мов високого рівня. Склад сервісного ПО для розробки МПС. Види несправностей МПС. Процес відлагодження, функції відлагоджувальних засобів. Особливості МПС, як об’єкта відлагодження. Витоки похибок на різних етапах життєвого циклу МПС. Автономне відлагодження апаратури і програмного забезпечення МПС. Комплексне відлагодження.

3.2 Сигнатурний аналіз. Суть сигнатурного аналізу, імовірність виявлення похибки. Структура сигнатурного аналізатора. Сигнатурне вікно, проблеми формування вікна. Вимоги до проведення сигнатурного аналізу. Тестування в режимі вільного рахування. Граничні можливості сигнатурного аналізу. 3.3 Контроль з застосуванням ЕОМ. Генератори випробувальних діянь, узагальнена структура діагностичного комплексу. Загальний принцип побудови автоматичного тестового обладнання. Сигнатурний аналіз під керуванням ЕОМ.



СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИОсновна література1. Теорія і методи автоматизації проектування обчислювальних систем. - Під

ред. М. Брейера. М.: Світ, 1977, 282 с.54

2. Автоматизація проектування обчислювальних систем. Языки, моделювання і бази даних. - Під ред. М. Брейера. М.: Світ, 1979, 463 с.

3. Носов Ю.П., Петросянц К.О., Шилин В.А. Математичні моделі елементів інтегральної технології. - М.: Сов. радіо, 1976.

Додаткова література1. Петренко А.И., Семенков О.И. Основы побудови систем автоматизованого

проектування. - К.: Вища школа, 1984, 294 с.2. Ажогин В.В., Згуровский М.З. Моделювання на цифрових, аналогових і

гібридних ЕОМ. - К.: Вища школа, 1983, 279 с.

VI. МОВА

Дисципліна викладається українською або російською мовою.

VII. ХАРАКТЕРИСТИКА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬВ дисципліні « Проектування КСМ » передбачені індивідуальні завдання у

вигляді лабораторних робіт. В циклі лабораторних робіт передбачається складання та відлагодження моделюючої програми на мові високого рівня для перевірки комплексу робочих алгоритмів спеціалізованої мікропроцесорної системи.

Перелік варіантів лабораторних робіт:1. Пристрій для керування тестером мікросхем ОЗП.2. Пристрій керування для тестера інтегральних мікросхем3. Контроллер для електронних ваг.4. Контроллер частотоміра5. Генератор сигналів.6. Гра “Квадрати”.7. Комутатор каналів ІРПР (концентратор для лазерного принтера).8. Гра “Дві площини”9. Пристрій шифрування інформації10.Контроллер світлового табло з точковими кольоровими джерелами11.Контроллер програматора ПЗП.12.Пристрій управління координатним свердлильним верстатом13.Пристрій управління рухом підйомного механізму14.Гра “Сектори”15.Контроллер тренажера рухових реакцій16.Контроллер тренажера оператора телетайпа17.Пристрій управління рухом автотранспорту18.Контроллер пристрою для сортування пасивних радіоелеиентів (R, C, L).19. Контроллер світлового табло “Рядок, що біжить”20.Контроллер пристрою охоронної сигналізації21.Пристрій контролю знаходження рухомого складу на трасі електротранспорта22.Тренажер для навчання радіооператорів


дисципліни „Комп'ютерні системи автоматичної ідентифікації”, визначається відповідно до рейтингу студента.


3) Модульна контрольна робота (МКР), яка включає 2 КР.

55

Максимальна кількість балів за відповідь на кожну контрольну роботу: 5 балів.

Критерії оцінювання:5 балів – рішення вірне;3-4 бали – у рішенні є помилки, але хід рішення вірний;0-2 бали – немає рішення або рішення невірне.

Максимальна кількість балів за МКР: 5 балів × 2 КР = 10 балів.



Бали нараховуються за:- Відвідування та своєчасне виконання. Ваговий бал – 4.- Своєчасне оформлення протоколів з лабораторних робіт. Ваговий

бал – 3.- Відповіді. Ваговий бал – 4.



Штрафні бали нараховуються за:- недопуск до лабораторної роботи у зв’язку з незадовільним

вхідним контролем –1 бал;– відсутність на лабораторному занятті без поважної причини

–2 бали;– несвоєчасне (пізніше ніж на тиждень) подання протоколів з

лабораторних робіт–5 балів;– заохочувальні бали: Заохочувальні бали нараховуються за

творчий підхід до виконання завдань, пов’язане з використанням програмних засобів розробки МПС на базі мікроконтроллерів AVR.(+10 балів);

Розмір шкали рейтингу R = 166 балів.Розмір стартової шкали RС = 119 балів.Розмір шкали дифзаліку RЕ = 47 балів.Умови позитивної проміжної атестаціїДля отримання “зараховано” з першої проміжної атестації (8 тиждень) студент

матиме не менше ніж 30 балів (за умови, якщо на початок 8 тижня згідно з календарним планом контрольних заходів “ідеальний” студент має отримати 43 бали).

Для отримання “зараховано” з другої проміжної атестації (14 тиждень) студент матиме на менше ніж 53 бали (за умови, якщо на початок 14 тижня згідно з календарним планом контрольних заходів “ідеальний” студент має отримати 85 балів).

Умови допуску до дифзаліку: зарахування всіх лабораторних робіт, а також стартовий рейтинг rc 60 балів. (не менше 50 % від ).

Таблиця переведення рейтингової оцінки з навчальної дисципліни RD: Оцінка ECTS Традиційна оцінка

156...166 А відмінно

56

146...155 В добре136...145 С126...135 D задовільно119...125 ЕRD119 Fx незадовільно

або не виконані інші умови допуску до екзамену

F не допущений



57


НП-1 3 МЕРЕЖНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Орлова Марія Миколаївна, к.т.н., доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)




Дисципліна "Мережні інформаційні технології” належить до циклу „Професійно-практичної підготовки” навчального плану підготовки бакалаврів за напрямами 050102 „Комп‘ютерна інженерія” та 050103 „Програмна інженерія”.

Дисципліна “ Мережні інформаційні технології ” складається з одного кредитного модуля НП-12 «Мережні інформаційні технології». Обсяг дисципліни – 5 кредити ECTS.

Передумовою вивчення дисципліни „ Мережні інформаційні технології ” є вивчення кредитного модуля НП-07 дисципліни „Комп'ютерні системи”, НП-08 «Комп’ютерні мережі», кредитних модулів НФ-09/1 і НФ-09/2 дисципліни „Комп'ютерна схемотехніка”, кредитних модулів ЗП-08/1 і ЗП-08/2 дисципліни „Архітектура комп'ютерів”, кредитного модуля ВП-03/а дисципліни „WEB-дизайн”. Паралельно з вивченням дисципліни „Локальні мережі” вивчаються кредитні модулі ЗП-08/3 і ЗП-08/4 дисципліни „ Архітектура комп'ютерів ”, кредитного модуля ЗП-09 дисципліни „Захист інформації в комп'ютерних системах" та кредитного модуля ВП-05/а дисципліни "Комп'ютерне забезпечення телекомунікацій".


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




10 НП-12 5/180 27 - 18 135 1 РР екз


Метою дисципліни є вивчення основних принципів побудови локальних комп’ютерних мереж, методів організації передачі в мережах передачі даних,

58

структури та принципів роботи апаратного та програмного забезпечення мереж, всіх аспектів та рівнів організації локальних мереж, від фізичного до рівня прикладних програм, особливостей стеків протоколів основних типів мереж, а також детальне вивчення мережі Internet: принципів адресації, стеку протоколів, принципів функціонування основних протоколів.

Як результат вивчення дисципліни “Мережні інформаційні технології” студенти повинні:

- ЗНАТИ принципи та способи побудови сучасних типів комп'ютерних мереж, структури та принципів роботи апаратного та програмного забезпечення мереж, - ЗНАТИ всі аспекти та рівні організації мереж, від фізичного до рівня прикладних програм, особливостей стеків протоколів основних типів сучасних мереж,- ВМІТИ застосовувати набуті знання для розробки структури комп'ютерної мережі різних типів, моделювання її роботи, - ВОЛОДІТИ НАВИЧКАМИ практичної роботи з адміністрування локальних комп'ютерних мереж. Дисципліна „Мережні інформаційні технології” забезпечує вивчення кредитного

модуля ВП-05/а дисципліни „Комп'ютерне забезпечення телекомунікацій”, кредитного модуля НП-09 дисципліни "Захист інформації в комп'ютерних системах", кредитних модулів ЗП-08/3 та ЗП-08/4 дисципліни "Архітектура комп'ютерів" бакалаврської підготовки та дисциплін "Локальні мережі" і "Мережні інформаційні технології" магістерської підготовки.


ВСТУП.

Предмет курсу. Основні поняття. Вступ в цифрову ієрархію мереж.

ЦИФРОВІ КАНАЛИ ЗВ'ЯЗКУ. Основні поняття передачі інформації. Основи технології цифрової передачі даних. Цифрова ієрархія мереж: американський, європейський та японський стандарти. Плезіохронна та синхронна цифрові ієрархії. Мережі SONET. Схеми мультиплексування для різних стандартів цифрових ієрархій. Структура кадрів каналів Т1/Е1, Т3/Е3. Види та основні характеристики трафіка сучасних цифрових мереж.

ТЕХНОЛОГІЯ FRAME RELAY . Основи технології ретрансляції кадрів. Архітектура протоколів Frame Relay: плани керування та користувача. Протокольні рівні Frame Relay. Перенос даних користувача мережею Frame Relay. Структура кадру та керування потоком. Структура та формат заголовку FR-кадру. Класифікація методів доступу.

ІНТЕГРОВАНІ ЦИФРОВІ МЕРЕЖІ ISDN . Служби ISDN. Системна архітектура ISDN. Інтерфейси між користувачем і мережею ISDN: номінальний та базовий інтерфейси. Формат кадру базового доступу до ISDN. Вузькополосні N-ISDN та B-ISDN.

ТЕХНОЛОГІЯ ATM . Основні характеристики та показники мереж АТМ. Віртуальні маршрути та віртуальні канали. Передача даних в мережах АТМ. Мережеві компоненти АТМ: комутатори

59

АТМ (суспільні та приватні). Структура мережі. Стек протоколів. Мережевий рівень в мережах АТМ. Формати чарунок (комірок). Встановлення з'єднання. Маршрутизація і комутація. Категорії послуг АТМ. Формування та керування трафіком. Боротьба з перевантаженням на основі регулювання швидкості. Локальні мережі, які застосовують технологію ATM.

IP over ATM. PPP over ATM.

ТЕХНОЛОГІЯ XDSL . Структура мережі. Методи інкапсуляції трафіка. Різновиди мереж xDSL. Принципи побудови асиметричної цифрової абонентської лінії (АDSL). Порівняння технологій xDSL. Загальна характеристика технологій R-ADSL, ADSL-Lite, IDSL, HDSL, SDSL,VDSL.

БЕЗПРОВІДНИКОВІ МЕРЕЖІ. Загальна характеристика та сфери застосування. Класифікація безпровідникових мереж. Мережі на радіомодемах. Технологія VSAT. Системи низькоорбітальних супутників. Технологія SST. Мережі на стільникових модемах. Радіорелейний зв'язок. Протоколи безпровідникових локальних мереж. Цифровий стільниковий зв'язок. Система GSM.

Мережі WI-FI та WIMAX.

IP -ТЕЛЕФОНІЯ. Принципи, архітектура, механізми функціонування та практичне застосування IP-телефонії.


знаходяться в НТБ, та методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт, які розміщені на web-порталі факультету прикладної математики на сторінці „Інформаційний розділ” – „Архів матеріалів” – „Орлова” – „МІТ”

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Столлингс В. Компьютерные сети, протоколы и технологии Интернета. –

СПб.: Питер. – 2005. – 832 с.2. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети. – СПб.: Питер. – 2004. – 765 с.3. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – СПб.: Питер. – 2002. – 848 с.4. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной святи. –

ЄКО-ТРЕНДЗ, 2001. – 295.5. Шмалько А.В. Цифровые сети связи: основы планирования и построения. –

М.: Эко-Трендз. – 2001. – 286 с.6. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети. – Изд. Дом «Вильямс». –

2003. – 638 с.7. Столлингс Вильям. Компьютерные системы передачи данных. 6-е издание. :

Пер. с англ. – М.: Издательский дом "Вильямс", 2002. – 928 с.8. Росляков А.В. "IP-телефония". – М.: Эко-Трендз. – 2001. – 256 с.9. Буров Є. Комп'ютерні мережі. Львів: БаК. – 1999. – 468 с.10. Вегешна, Шринивас. Качество обслуживания в сетях IP. : Пер с англ. - Изд.

Дом «Вильямс». – 2003. – 368 с.11. Дикер Пилдуш, Галина. Сети АТМ корпорации Cisco. : Пер с англ. - Изд. Дом

«Вильямс». – 2004. – 880 с.

60

12. Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. АТМ: Технические решениясоздания сетей / Под ред. А.Н.Назарова. – М.: Горячая линия-Телеком. – 2001. – 376 с.

13. Джеймс Мартин, Кэтлин Кэвин Чапмен, Джо Либен. АТМ. Архитектура и реализация. - Москва: ЛОРИ. - 1997. – 213 с.

14. Буассо М., Деманж М., Мюнье Ж.-М. Введение в технологию АТМ. – М.: Радио и связь. – 1997.

15. Лагутенко О.И. Современные модемы. Справочник пользователя. – Спб.: "Лань", 2002.

16. Семенов Ю.А. Сети Internet. Архитектуры и протоколы. Москва: Блик плюс. - 1998.

Додаткова література

1. Пайк М. Internet в подлиннике: Пер. с англ. – СПб.: ВНV – Санкт-Петербург, 1996.

2. К.Джамса, К.Коуп. Программирование для INTERNET в среде Windows.Санкт-Петербург:ПИТЕР. - 1996.



VII. ХАРАКТЕРИСТИКА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬВ дисципліні „Мережні інформаційні технології” передбачені індивідуальні

завдання у вигляді:1) розрахункової роботи,2) лабораторних робіт.

Мета розрахункової роботи (РР) – набуття студентами практичного досвіду з сучасних мережних технологій та навичок коректного представлення результатів аналітичного огляду та аналізу відповідної мережної технології.

Цикл лабораторних робіт передбачає вивчення сучасного програмного забезпечення, а також моделювання роботи мереж відповідної технології. Перелік лабораторних робіт:

Лабораторна робота 1. Моделювання роботи мережі ISDN.Лабораторна робота 2. Моделювання роботи мережі ATM.Лабораторна робота 3. Моделювання роботи та функціонування мереж xDSL .Лабораторна робота 4. Моделювання роботи та принципів функціонування безпроводових мереж.


дисципліни „Мережні інформаційні технології”, визначається відповідно до рейтингу студента.


Семестрові бали нараховуються за:5)Модульний контроль (МКР), який включає:

а) Опитування (10-ти хвилинне опитування проводиться чотири рази на семестр по матеріалах попередніх лекцій).Максимальна кількість балів: 10 балів.

61

б) Контрольні роботи (дві 45-ти хвилинні контрольні роботи за семестр).Кожна контрольна робота включає 5 запитань (1 теоретичне, яке вимагає логічного обґрунтування відповіді, і 4 задачі).Максимальна кількість балів за відповідь на кожне запитання: 3 бали.

Критерії оцінювання:3 бали – рішення вірне;2 бали – рішення має недоліки;1 бал – у рішенні є помилки, але хід рішення вірний;0 балів – немає рішення або рішення не вірне.

Максимальна кількість балів за всі контрольні роботи: 30 балів.Разом за МКР (максимальна кількість балів): 40 балів.

6)Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 5 лабораторних робіт.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 2 бали.

Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-1 бал;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-1 бал;


7)Виконання РР.Протягом семестру студенти виконують курсовий проект.Максимальна кількість балів за виконання курсового проекту: 10 балів.

Критерії оцінювання:5 балів – рішення вірне;4 балів – рішення має недоліки;2-3 бали – у рішенні є помилки, але хід рішення вірний;0-1 бал – немає рішення або рішення не вірне.

Разом за РР (максимальна кількість балів): 10 балів.

Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену (без поважної

причини) лекцію;


Необхідною умовою допуску до екзамену є семестровий рейтинг не менше 35 балів. В іншому разі студент повинен виконати додаткову роботу та підвищити свій рейтинг.

Екзаменаційний білет складається з 8 питань – 2 теоретичних та 6 практичних. Кожне запитання оцінюється 0-5 балами.Критерії оцінювання кожного запитання екзаменаційної роботи:

5 – вірна та змістовна відповідь;4 – відповідь змістовна, але має незначні недоліки;3 – відповідь неповна;2 – відповідь містить помилки;0-1 – немає відповіді або відповідь невірна.



62



екзамену




63


НП-1 4 ТЕХНОЛОГІЯ РОЗРОБКИ WEB -ДОДАТКІВ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Петрашенко Андрій Васильович, к.т.н., доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІДисципліна «Технологія розробки Web-додатків» належить до загальної

схеми системотехнічної підготовки студентів за напрямами 7.091501 та 8.091501 „Комп’ютерні системи та мережі”. Викладенню дисципліни повинні передувати дисципліни «Технологія розробки Web-додатків» є вивчення кредитних модулів ВП-03/а дисципліни «Web-дизайн», кредитних модулів НП-01/1 і НП-01/2 дисципліни «Програмування«, кредитного модуля ВП-01/а дисципліни «Об’єктно-орієнтоване програмування».


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 НП-12 3/108 18 - 18 72 1 - Залік

III.МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)Метою дисципліни є отримання знань щодо сучасних підходів до побудови

клієнт-серверних додатків у глобальній мережі Інтернет та їх взаємодію з реляційними СУБД, основних понять забезпечення безпеки функціонування Web-додатків у відкритій мережі Інтернет, мають оволодіти сучасними спеціалізованими мовами PHP та Python, а також бібліотеками розробки Web-додатків CodeIgniter та Django. Як результат вивчення дисципліни «технологія розробки Web-додатків» студенти повинні:

64

- ЗНАТИ мови програмування PHP та Python, протокол обміну гіпертекстовою інформацією HTTP;

- ОВОЛОДІТИ сучасними інструментальними засобами розробки Web-додатків, володіти сучасними бібліотеками розробки CodeIgniter та Django.


ВСТУППредмет курсу. Основні поняття. Вступ до сучасних Інтернет-технологій.

ТЕМА1. ТЕХНОЛОГІЯ ДИНАМІЧНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ WEB-ДОКУМЕНТІВ ЗАСОБАМИ МОВИ PHP

Вступ до курсу. Основні визначення та задачі курсу. Загальна характеристика. Відмінності PHP від традиційних мов програмування. Базовий синтаксис PHP. Взаємодія із стандартними протоколами обміну HTTP, POP3, SMTP. Організація взаємодії з реляційними базами даних. Функції роботи з файловою системою Web-сервера. Способи організації Web-додатків мовою PHP.

ТЕМА 2. СІМЕЙСТВО МОВ РОЗМІТКИ XMLОсновний синтаксис мови XML. Призначення, атрибути, елементи, теги.

Об’єктна модель документу. Вимоги до XML-документів. Мова пошуку XPath: синтаксис, варіанти використання. Трансформація документів XML – мова XSLT. Можливості мови PHP та сучасних Web-браузерів щодо обробки XML-документів.

ТЕМА 3. КАРКАС WEB-ДОДАТКІВ CODEIGNITERШаблон розробки «Модель-Вид-Контролер». Огляд сучасних каркасів

додатків, що базуються на використанні PHP. CodeInginer – можливості, структура, особливості встановлення та використання. Огляд стандартних класів та бібліотек CodeIgniter

ТЕМА 4. МОВА PYTHON ТА КАРКАС ДОДАТКІВ DJANGOОснови функціонального програмування мовою Python. Синтаксис мови, управляючі конструкції, вирази, типи даних. Структура каркасу додатків Django. Огляд можливостей щодо роботи з протоколом HTTP, передача даних з Web-форм. Об’єктно-реляційна проекція баз даних засобами Django.


знаходяться в НТБ, та технічну документацію щодо відповідних мов, які розміщені на веб-порталі факультету прикладної математики на сторінці „Інформаційний розділ” – „Архів матеріалів” – „Петрашенко” – „Технологія розробки Web-додатків”

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Лаура Томсон, Люк Веллинг. Разработка Web-приложений с помощью PHP

5 и MySQL 5. – Вильямс, 2008. – 880 с.2. Котеров Д.В., Костарев А.Ф. PHP 5. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 1120 с.3. Хольцнер Ст. PHP в примерах. – М.:ООО «Бином-Пресс», 2007. – 352 с.4. David Upton. CodeIgniter for Rapid PHP Application Development. – Packt

Publishing. – 2007. – 244 p.5. Дейв Крейн и др. Ajax в действии. – М.: Вильямс, 2006. – 640 с.6. Nicholas C. Zakas, Jeremy McPeakandJoe Fawcett. Professional Ajax. - Wrox

Press. – 2006. – 626 p.7. Россум Г. и др. Язык программирования Python. – Д.С.Откидач, 2001, 452 с.

65

8. Robert Richards. Pro PHP XML and Web Services. – apress. – 2006. – 919 p.9. Marty Alchin. Pro Django. – apress. – 2009. – 299 p.



VII. ХАРАКТЕРИСТИКА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬЗ дисципліни «Технологія розробки Web-додатків» передбачено індивідуальні

завдання у вигляді лабораторних робіт.

В циклі лабораторних робіт перетбачається виконання робіт на такі теми: «Вивчення засобів взаємодії PHP та MySQL у Web-середовищі», «Вивчення засобів асинхронного обміну даними у Web-середовищі. Ajax та CodeIgniter», «Створення Web-додатків засобами Django».


дисципліни „Технологія розробки Web-додатків”, визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує за такі види робіт:

1) Поточний модульний контроль, який включає:

- письмову самостійну робота (20-ти хвилинна контрольна робота за матеріалами попередніх лекцій, всього 3 роботи за семестр).

Максимальна кількість балів: 15 балів × 3 роботи = 45 балів.

2) Виконання лабораторних робіт.

Протягом семестру студенти виконують 3 лабораторні роботи.

Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 15 балів.

Бали нараховуються за:- відповідність представленого результату завданню на лабораторну роботу: 0-7 балів;- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-4 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-3 бали;- оформлення протоколу: 0-1 бал.


Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: – 1 бал за кожну пропущену (без поважної причини) лекцію;

3) Доповідь на семінарі, яка базується:- на матеріалах навчальної дисципліни або суміжних темах.

Максимальна кількість балів: 10 балів × 1 доповідь = 10 балів.


66

Необхідною умовою допуску до заліку є семестровий рейтинг не менше 40 балів. В іншому разі студент повинен виконати додаткову роботу та підвищити свій рейтинг.

При семестровому рейтингу не менше 60 балів, студент отримує залік (відповідно до таблиці).

Якщо студент за семестр отримав від 40 до 59 балів або бажає підвищити свій рейтинг, він складає залік, при цьому його семестровий рейтинг анулюється, після чого бали нараховуються за результатами виконання залікової контрольної роботи, яка включає 5 запитань. Кожне запитання оцінюється 0-20 балами.Критерії оцінювання кожного запитання залікової роботи:

17-20 – вірна та змістовна відповідь;13-16 – відповідь змістовна, але має незначні недоліки;9-12 – відповідь неповна;5-8 –- відповідь містить помилки;0-4 – немає відповіді або відповідь невірна.

Максимальна кількість балів за залікову контрольну роботу: 100 балів.


Сумарний рейтинг за семестр або сума балів за

залікову роботуОцінка ECTS Традиційна оцінка

95-100 А

зараховано85-94 В75-84 С65-74 D60-64 Е

Сума балів < 60 Fx не зарахованоРейтинг за семестр < 40 F не допущено



67


НП-1 5 ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Орлова Марія Миколаївна, к.т.н., доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІДисципліна "Локальні мережі” належить до циклу „Професійно-практичної

підготовки” навчального плану підготовки бакалаврів за напрямами 050102 „Комп‘ютерна інженерія” та 050103 „Програмна інженерія”.

Дисципліна “Локальні мережі” складається з одного кредитного модуля НП-14 «Локальні мережі». Обсяг дисципліни – 4 кредити ECTS.

Передумовою вивчення дисципліни „Локальні мережі” є вивчення кредитного модуля НП-07 дисципліни „Комп'ютерні системи”, НП-08 «Комп’ютерні мережі», кредитних модулів НФ-09/1 і НФ-09/2 дисципліни „Комп'ютерна схемотехніка”, кредитних модулів ЗП-08/1 і ЗП-08/2 дисципліни „Архітектура комп'ютерів”, кредитного модуля ВП-03/а дисципліни „WEB-дизайн”. Паралельно з вивченням дисципліни „Локальні мережі” вивчаються кредитні модулі ЗП-08/3 і ЗП-08/4 дисципліни „ Архітектура комп'ютерів ”, кредитного модуля ЗП-09 дисципліни „Захист інформації в комп'ютерних системах" та кредитного модуля ВП-05/а дисципліни "Комп'ютерне забезпечення телекомунікацій".


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 НП-14 4 / 144 36 - 18 90 1 - Диф

зал


Метою дисципліни є вивчення основних принципів побудови локальних комп’ютерних мереж, методів організації передачі в мережах передачі даних, структури та принципів роботи апаратного та програмного забезпечення мереж, всіх аспектів та рівнів організації локальних мереж, від фізичного до рівня прикладних програм, особливостей стеків протоколів основних типів мереж, а також детальне

68

вивчення мережі Internet: принципів адресації, стеку протоколів, принципів функціонування основних протоколів.

Як результат вивчення дисципліни “Локальні мережі” студенти повинні:- ЗНАТИ принципи та способи побудови локальних комп'ютерних мереж, структури та принципів роботи апаратного та програмного забезпечення мереж, - ЗНАТИ всі аспекти та рівні організації мереж, від фізичного до рівня прикладних програм, особливостей стеків протоколів основних типів мереж,- ВМІТИ застосовувати набуті знання для розробки структури локальної комп'ютерної мережі, моделювання її роботи, - ВОЛОДІТИ НАВИЧКАМИ практичної роботи з адміністрування локальнихкомп'ютерних мереж. Дисципліна „Локальні мережі” забезпечує вивчення кредитного модуля ВП-05/а

дисципліни „Комп'ютерне забезпечення телекомунікацій”, кредитного модуля НП-09 дисципліни "Захист інформації в комп'ютерних системах", кредитних модулів ЗП-08/3 та ЗП-08/4 дисципліни "Архітектура комп'ютерів" бакалаврської підготовки та дисциплін "Локальні мережі" і "Мережні інформаційні технології" магістерської підготовки.


ВСТУП.Історичні відомості про еволюцію архітектур локальних мереж. Предмет курсу.

Основні поняття. Класифікація локальних мереж.

ТЕХНОЛОГІЯ ЛОКАЛЬНИХ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ.Фізичні характеристики локальних обчислювальних мереж (LAN). Топології

LAN. Поняття латентного часу станції і кола. Однорангові мережі та мережі з виділеним файл-сервером. Вузькополосні та широкополосні мережі. Середовище передачі даних LAN. Характеристики коаксіальних кабелів, оптоволоконних каналів, витої пари. Рівні управління та протоколи LAN. Рівні управління інформаційним каналом (LLC-рівень) та управлення доступом до середовища (MAC-рівень). Структура стандартів IEEE 802.x.

МЕТОДИ ДОСТУПУ ДО КАНАЛУ LAN.Класифікація методів доступу. Випадкові методи доступу. Конфлікти, їх

виявлення та усування. Метод CSMA/CD. Маркерні методи доступу. Маркерне коло та маркерна шина. LAN з топологією "коло" з вставкою регістру. LAN з топологією "коло" з сегментованою передачею. Інтервальні та інтервально-маркерні методи доступу.

МЕРЕЖА ETHERNET.Конфігурація та основні компоненті мереж Ethernet на товстому і тонкому

коаксіальному кабелі. Стандарт IEEE 802.2. Характеристика різних схем раелізації Ethernet 10Base2, 10Base5, 10BaseT. LAN Ethernet фірми 3Com. 100-мегагерцний Ethernet. Формат кадру мережі Ethernet. Підключення мережі Ethernet до Internet.

МЕРЕЖА TOKEN RING.Стандарт IEEE 802.5. Характеристика компонентів мережі Token Ring.

Топологія мережі Token Ring. Призначення та структура блоку доступу для декількох (багатьох) станцій MSAU. Формати інформаційного кадру та кадру управління

69

доступом. Об`єднання кол мережі за допомогою прозорого мосту. Загальна характеристика стандарту IEEE 802.4 (маркерна шина).

ЛОКАЛЬНА МЕРЕЖА ARCNET ТА APPLETALK . Структура мережі ARCnet. Призначення і характеристики активних та пасивних

повторювачів (hub). Формати кадрів мережі ARCnet.

СТАНДАРТ FDDI.Топологія та структура мережі FDDI. Схема зв`язків у подвійному колі мережі

FDDI. Схема протокольних підрівнів для FDDI. Формати пакету протоколу та кадру-маркера. Концентратори FDDI (DAS i SAS).

МЕРЕЖІ APPLE TALK Загальна характеристика Мережі Apple Talk. Стек протоколів Apple Talk та

формат пакетів.

МЕРЕЖЕВІ ПРОТОКОЛИ.Протоколи Novell – IPX/SPX. Співвідношення протоколів Novell та моделі OSI.

Протокол ядра NetWare (NCP).Протокол міжмережевої передачі великих пакетів (LIP). Служба каталогів (NDS). NETBIOS.

СТРУКТУРОВАНІ КАБЕЛЬНІ СИСТЕМИ.Стандарти і специфікації структурованих кабельних систем. Характеристика

горизонтальних та вертикальних підсистем.

ОБ`ЄДНАННЯ LAN В ГЛОБАЛЬНІ ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ МЕРЕЖІ.Призначення, структура та функціонування маршрутизаторів, комп`ютерних

мостів, міжмережевих шлюзів.


знаходяться в НТБ, та методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт, які розміщені на web-порталі факультету прикладної математики на сторінці „Інформаційний розділ” – „Архів матеріалів” – „Орлова” – „Локальні мережі”

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Лаура Ф.Чаппел, Дэн Е. Хейкс. Анализатор локальных сетей NetWare

(Руководство Novell). Москва: ЛОРИ. - 1995. 2. Блэк Д. Сети ЭВМ: протоколы, интерфейсы, стандарты. М.: Мир, 1990.3. Щербо В.К., Киреичев В.М., Самойленко С.И. Стандарты по локальным

вычислительным сетям: Справочник. – М. : Радио и связь, 1990. 4. Гук М. Локальные сети Novell Netware. – 1996.5. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: В 2-х ч.: Пер. с

англ. – М.: Наука. 1992.6. Лагутенко О.И. Модемы. Справочник пользователя. – Спб.: "Лань", 1997.7. Тодд Леммл, Моника Леммл, Джеймс Челлис. Учебное руководство для

специалистов MCSE: TCP/IP. /Пер. с англ. – М.: Изд-во "Лори".- 1997.8. Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М. Локальные сети. Киев. – 1998.9. Семенов Ю.А. Сети Internet. Архитектуры и протоколы. Москва: Блик плюс. -

1998.

70

10. Компьютерные сети. Учебный курс/ Пер. с англ. – М.: Издат. отдел "Русская Редакция" ТОО "Channal Trading Ltd." – 1997.

11. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб.: Питер. – 2001. – 576 с.

12. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – СПб. : Питер. – 2002. – 848 с.

Додаткова література

1. Пайк М. Internet в подлиннике: Пер. с англ. – СПб.: ВНV – Санкт-Петербург, 1996.

2. Фролов А.В., Фролов Г.В. Сети компьютеров в вашем офисе. – М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1995.

3. Веттинг Д. Novell Netware. Пер. с нем. – К.: Торгово-издат. бюро BHV,1993.4. К.Джамса, К.Коуп. Программирование для INTERNET в среде Windows. Санкт-

Петербург:ПИТЕР. - 1996.5. Шон Уолтон. Создание сетевых приложений в среде Linux. Руководство

разработчика. М.-Спб-Киев. Вильямс. – 2001




З дисципліни «Локальні мережі» передбачене індивідуальне завдання у вигляді:

1) лабораторних робіт.

Цикл лабораторних робіт передбачає вивчення сучасного програмного забезпечення, а також моделювання роботи мереж відповідної технології. Перелік лабораторних робіт:

Лабораторна робота 1. Моделювання роботи локальної обчислювальної мережі конфігурації Ethernet.Лабораторна робота 2. Моделювання роботи локальної обчислювальної мережі конфігурації Token Ring.Лабораторна робота 3. Моделювання роботи локальної обчислювальної мережі конфігурації FDDI.Лабораторна робота 4. Моделювання роботи локальної обчислювальної мережі конфігурації ARCnet.


дисципліни „Локальні мережі”, визначається відповідно до рейтингу студента.Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує

протягом семестру за такі види робіт:

1) Модульний контроль (МКР), який включає:а) Опитування (10-ти хвилинне опитування проводиться чотири рази на семестр по матеріалах попередніх лекцій). Максимальна кількість балів: 22 балів.

71

б) Контрольні роботи (дві 45-ти хвилинні контрольні роботи за семестр).Кожна контрольна робота включає 5 запитань (1 теоретичне, яке вимагає логічного обґрунтування відповіді, і 4 задачі).Максимальна кількість балів за відповідь на кожне запитання: 5 балів.

Критерії оцінювання:5 балів – рішення вірне;4 балів – рішення має недоліки;2-3 бали – у рішенні є помилки, але хід рішення вірний;0-1 бал – немає рішення або рішення не вірне.

Максимальна кількість балів за всі контрольні роботи: 50 балів.Разом за МКР (максимальна кількість балів): 72 бали.

2) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 4 лабораторних робіт.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 2 бали.

Бали нараховуються за:- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-1 бал;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-1 бал;


Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену (без

поважної причини) лекцію;

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру: 80 балів.Відповідь на диф. залік:

Необхідною умовою допуску до заліку є семестровий рейтинг не менше 42 балів. В іншому разі студент повинен виконати додаткову роботу та підвищити свій рейтинг.

Залікове завдання складається з 5 питань – 2 теоретичних та 3 практичних. Кожне запитання оцінюється 0-4 балами.Критерії оцінювання кожного запитання екзаменаційної роботи:

4 – вірна та змістовна відповідь;3 – відповідь змістовна, але має незначні недоліки;2 – відповідь неповна;1 –- відповідь містить помилки;0 – немає відповіді або відповідь невірна.





екзамену


72



.

73


ВП-01 ТЕХНОЛОГІЯ ПРОГРАМУВАННЯ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Замятін Денис Станіславович, к.т.н., доцент каф. СКС ФПМ

(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІКурс "Технологія програмування" – це спеціальний курс у загальній схемі

системотехнічної підготовки студентів спеціальності 7.091501 – "Комп`ютерні системи та мережі". Вивченню курсу повинні передувати курси "Системи управління базами даних", "Алгоритми та структури даних", "Об’єктно-орієнтоване програмування", "Комп'ютерні системи" та "Комп’ютерна графіка".


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек

ції

Пра

ктич

ні/

семі

нарс

ькі

Лаб

орат

орні

/

комп

’юте

рний

пр

акти

кум

10 ВП-01 2,5/90 18 - 18 54 1 РГР Залік

III. МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛІНИ)Метою курсу є ознайомлення студентів із сучасними технологіями та

стандартами колективної розробки програмного забезпечення, основними етапами проектування, конструювання, тестування та впровадження програмних продуктів. Студенти повинні знати мови програмування C++, Python, володіти сучасними інструментальними засобами відлагодження, тестування та оптимізації великих програмних продуктів.

В результаті вивчення курсу студенти повинні:- ЗНАТИ моделі життєвого циклу програмного забезпечення, сучасні підходи

до аналізу вимог, проектування та тестування програмного забезпечення, - ВОЛОДІТИ методами модульної декомпозиції, об’єктно-орієнтованого

аналізу, узагальненого, функціонального та мета-програмування, рефакторингу, модульного та функціонального тестування, оптимізації.

74


ТЕМА 1. ВСТУП ДО ТЕХНОЛОГІЙ ПРОГРАМУВАННЯПредмет курсу. Основні поняття. Моделі життєвого циклу та етапи розробки

програмного забезпечення.

ТЕМА 2. ПЛАНУВАННЯ РОЗРОБКИ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯМетоди аналізу вимог. Мова UML. Еволюція та особливості мов

програмування. Види типізації. Основні управляючі конструкції імперативних мов програмування. Управляючі структури та функціональних мов програмування. Принцип повторного використання коду. Процедурна та модульна декомпозиція. Перевантажені функції.

ТЕМА 3. ОБ’ЄКТНО-ОРІЄНТОВАНИЙ АНАЛІЗПоняття абстракції даних. Інкапсуляція, спадкування, поліморфізм. Діаграми

класів та станів. Абстрактні класи та інтерфейси. Поняття патернів проектування. Патерни «Стратегія», «Сінглтон», «Фабрика класів». Множинне спадкування, абстрактні класи та інтерфейси.

ТЕМА 4. УЗАГАЛЬНЕНЕ ПРОГРАМУВАННЯАбстракція алгоритмів. Шаблони. Патерн «Ітератор». Колекції з використанням

шаблонів на прикладі STL. Параметризовані макроси. Метапрограмування.

ТЕМА 5. СУЧАСНІ МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЇ ПРОМИСЛОВОГО ПРОГРАМУВАННЯНадійне програмне забезпечення. Обробка виключних ситуацій. Контрактне

програмування. Архітектура MVC. Програмування, основане на подіях. Патерн «Спостерігач». Умовна компіляція. Кросплатформеність та стандарт POSIX. Роздільна компіляція.

ТЕМА 6. ТЕСТУВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОГРАМНОГО КОДУМодульні, функціональні та інтеграційні тести. Поняття та методи

рефакторингу. Інструментальні засоби оптимізації. Системи контролю версій.


Інформаційно-методичне забезпечення дисципліни включає підручники, що знаходяться в НТБ, методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт та електронний курс для дистанційного навчання

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ1. Александреску А. Современное проектирование на С++. – М.: «Вильямс»,

2002.2. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии. – СПб.:

Питер, 1997.3. Бек К. Экстремальное программирование. – Питер, 2002.4. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами

приложений на С++. – Бином, 1998.5. Буч Г., Якобсон А., Рамбо Дж. UML. – СПб.: Питер, 2006.6. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-

ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. – СПб: Питер, 2005.

75

7. Макконелл С. Совершенный код. – СПб.: Питер, 2005. 8. Стелтинг С., Маасен О. Применение шаблонов Java. — М.: Издательский дом

"Вильямс", 2002.9. Страуструп Б. Язык программирования С++. – Бином, 2004.10. Фаулер М. Архитектура корпоративних программных приложений. – М.:

Вильямс, 2006.11. Фаулер М. Рефакторинг: улучшение существующего кода. – СПб.: Символ-

Плюс, 2003.12. Фаулер М., Скотт К. UML. Основы. – СПб.: Символ-Плюс, 2002.13. D Specification. http://www.digitalmars.com/d/download.html14. http://nemerle.org/Language 15. Guide to the Software Engineering Body of Knowledge. http://www.swebok.org.16. Бек К., Фаулер М. Экстремальное программирование: планирование. –

Питер, 2003.17. Бек К. Экстремальное программирование: разработка через тестирование. –

Питер, 2003.18. Ф. Брукс. Мифический человеко-месяц или как создаются программные

системы, – Символ-Плюс, 2000.19. Кериевски Дж. Рефакторинг с использованием шаблонов. – Вильямс, 2006.20. Коплиен Дж. Мультипарадигменное проектирование для С++. – СПб.: Питер,

2005.21. C# Language Specification. ECMA-334, 4th edition, June 2006.22. http://usecases.org 23. Yukihiro Matsumoto, Ruby Language Reference Manual.24. Эккель Б. Философия С++. Введение в стандартный С++. – СПб.: Питер,

2004.25. Эккель Б., Эллисон Ч. Философия С++. Практическое программирование. –

СПб.: Питер, 2004.


VI. МОВА



З дисципліни «Технологія програмування» передбачене індивідуальне завдання у вигляді:

1) лабораторних робіт,2) розрахунково-графічної роботи.

Цикл лабораторних робіт передбачає вивчення сучасних підходів до розробки програмного забезпечення. Перелік лабораторних робіт:

Лабораторна робота 1. Аналіз вимог та моделювання обраної предметної області. Розробка технічного завдання на проект.

Лабораторна робота 2. Виконання об'єктно-орієнтованої декомпозиції предметної області для обраного проекту.

Лабораторна робота 3. Розробка модульних тестів.

Лабораторна робота 4. Застосування засобів автоматичного документування.

76

http://usecases.org/

http://www.swebok.org/

http://nemerle.org/Language

http://www.digitalmars.com/d/download.html

Розрахунково-графічна робота (РГР) присвячена реалізації програмного коду для проекту, який обрано для виконання лабораторних робіт. Вона складається з теоретичної частини та розробленого програмного коду.

Вимоги до теоретичної частини розрахунково-графічної роботи:

1. Теоретична частина складається з реферату на задану тему та опису розробленого програмного забезпечення.

2. Опис розробки повинен включати опис використаних алгоритмів, модулів та функцій, а також оцінку швидкодії.

3. Останнім розділом роботи повинен бути список літератури за темою (включаючи посилання на джерела в Internet).

Вимоги до програмних засобів:

1) Розроблені програмні засоби повинні являти собою самостійний програмний продукт, що не потребує ніяких допоміжних програм.

2) Розробка повинна виконана на мовах C++ з використанням бібліотек STL, Boost та засобів розпаралелення (MPI, OpenMP, CUDA/OpenCL) та Python.


Оцінка ECTS, яку студент отримує після вивчення кредитного модуля дисципліни „Комп'ютерні системи автоматичної ідентифікації”, визначається відповідно до рейтингу студента.


1) Модульна контрольна робота (МКР)Максимальна кількість балів за відповідь на кожне запитання: 6 балів.Бали нараховуються за:

- правильність відповіді на одне питання: 0-6 балів;Разом за МКР (максимальна кількість балів): 12 балів.

2) Розрахункова робота (РР).Максимальна кількість балів за РР: 30 балів.Бали нараховуються за:

- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-6 балів;- самостійне виконання роботи (відсутність запозиченого

програмного коду): 0-6 балів;- ефективність програмної реалізації: 0-6 балів;- використання бібліотек: 0-6 балів;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-6 балів.


3) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 4 лабораторні роботи.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 7 балів.Бали нараховуються за:

- відповідь під час захисту лабораторної роботи: 0-2 балів;- самостійне виконання роботи (відсутність запозиченого

програмного коду) та ефективність (швидкодія): 0-3 бали;- своєчасне представлення роботи до захисту: 0-2 бал;

77


Штрафні бали нараховуються за:- невідвідування лекцій: –1 бал за кожну пропущену

(без поважної причини) лекцію;

Заохочувальні бали нараховуються за:- підготовка рефератів,- виконання завдань з удосконалення дидактичних матеріалів,- огляд наукових праць: 0-10 балів.


Залік формується з із балів, що їх студент отримує за відповіді на два теоретичних питання в заліковому білеті. Максимальна сума балів за відповідь на одне теоретичне питання складає 15 балів, мінімальна – 0 балів. Проміжні значення встановлюються екзаменатором, виходячи із правильності і повноти відповідей. Необхідною умовою допуску до заліку є зарахування РГР та наявність рейтингу Rс не менше 35 балів.


Залікові бали студента додаються до його семестрового рейтингу. Оцінка (ECTS та традиційна) виставляється відповідно до набраних балів згідно з таблицею:


Сума балів < 60 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 35 F не допущено


Порядок реєстрації на вивчення дисципліни та на семестрову атестацію – згідно нормативним документам НТУУ «КПІ».

78


ВП-02 КОМП ’ ЮТЕРНА КРИПТОГРАФІЯ (код та назва кредитного модуля, дисципліни)



Лектор Тесленко Олександр Кирилович, к.т.н. доцент(прізвище, ім’я та по-батькові, вчений ступень, посада)



I. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІДисципліна «Комп'ютерна криптографія» є однією із професійно-орієнтованих

дисциплін підготовки студентів за спеціальністю 7.091503, 8.091503 «Спеціалізовані комп`ютерні системи» денної форми навчання. Викладенню дисципліни повинні передувати дисципліни „Теорія інформації та кодування”, „Програмування”, «Системне програмування», «Прикладна теорія цифрових автоматів», «Комп‘ютерна схемотехніка», «Комп’ютерні мережі», «Захист інформації в комп’ютерних системах» бакалаврської підготовки.


Сем

естр

Код

кре

дитн

ого

моду

ля

Всь

ого

(кре

д./г

од)


СРС

Мод

ульн

і кон

тр.р

об.

(кіл

ькіс

ть)

Інди

від.

завд

ання

(в

ид)

Сем

естр

ова

атес

таці

я (в

ид)

Лек




9 ВП-02 4 / 144 36 - 27 80 1 - Екз


Навчальна дисципліна «Комп’ютерна криптографія» має за мету набуття студентами знань теоретичних основ комп'ютерної криптографії та умінь їх застосування в практичній діяльності для програмних та програмно-апаратних реалізацій криптографічних перетворень, їх використання в сучасних інформаційних технологіях.


ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ ДИСЦИПЛІНИ.Перелік проблем, які вирішуються засобами комп'ютерної криптографії в

сучасних інформаційних системах. . Короткий огляд історії криптографії. Основні

79

етапи розвитку комп'ютерної криптографії. Роль теорії інформації, теорії алгоритмів і обчислювальної складності програм. Терміни і визначення в області криптографічного захисту інформації.

ТЕМА 2. ОСНОВИ ТЕОРІЇ СЕКРЕТНИХ СИСТЕМ К.ШЕННОНА.Визначення криптографічного простору та криптографічних перетворень в

комп'ютерній криптографії на основі секретної системи по К.Шеннона. Теорема про теоретичну секретність. Аналіз властивостей криптографічних перетворень при забезпеченні теоретичної секретності.

Поняття криптографічного алгоритму. Блочні та потокові криптографічні алгоритми. Поняття ненадійності блочного алгоритму шифрування. Формули К.Шеннона для обчислення ненадійності. Функція ненадійності. Теореми про властивості ненадійності. Вплив апріорного розподілу ймовірностей початкових повідомлень на функцію ненадійності. Визначення практичної секретності. Значення довжини ключа блочного алгоритму. Визначення методів зчеплення при блочному шифруванні і аналіз їх ефективності.

ТЕМА 3. ПРАКТИЧНА СЕКРЕТНІСТЬ.Поняття масового алгоритму (масових функцій, масових задач). Оцінки

складності алгоритмів. Класи складності N та NP. Визначення односторонніх функцій та односторонніх функцій з секретом. Симетричні та несиметричні криптографічні перетворення. Використання односторонніх функцій в симетричних криптографічних перетвореннях. Визначення практичної секретності. Значення довжини ключа блочного алгоритму

ТЕМА 4. СТАНДАРТНІ АЛГОРИТМИ СИМЕТРИЧНИХ КРИПТОГРАФІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ.

Операційна база комп’ютерної криптографії. Аналіз систем команд сучасних ЕОМ для використання в криптографічних перетвореннях.. Забезпечення перемішування та розсіювання. Цикли Фейстеля. Вимоги до алгоритмів блочних симетричних криптографічних перетворень. Рівні криптоаналізу. Лінійний та диференційний крипто аналіз. Характеристика алгоритмів DES, ГОСТ 28147-89, RC6, Rijndael та їх порівняльний аналіз. Режими блочних алгоритмів.

ТЕМА 5. АЛГОРИТМИ НЕСИМЕТРИЧНИХ КРИПТОГРАФІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ.Математичні основи алгоритмів шифрування з відкритими ключами. Елементи

теорії скінчених груп та скінчених полів, основні теореми. Проблеми дискретного логарифмування та факторизації чисел. Алгоритм шифрування Ель-Гамаля та його математичне обґрунтування. Алгоритм шифрування RSA та його математичне обґрунтування. Особливості програмної реалізації алгоритмів Ель-Гамаля та RSA.. Оцінки швидкодії алгоритмів. Шляхи апаратної реалізації. Порівняльна характеристика симетричних алгоритмів та алгоритмів шифрування з відкритим ключем.

ТЕМА 6. ЦИФРОВИЙ ЕЛЕКТРОННИЙ ПІДПИС.Визначення електронного підпису і його ролі в сучасних інформаційних

технологіях. Перелік вимог до електронного підпису. Математичні основи електронного підпису. Практичні засади електронного підпису. Визначення функції хешування та вимоги до неї. Алгоритм функції хешування по ГОСТ Р 34.11-94. Аналіз алгоритму та особливостей його програмної реалізації. Процедура вироблення та

80

перевірки електронного підпису по ДСТУ 4145-2002. Генерація загальних параметрів, секретного та відкритого ключів. Особливості програмної реалізації процедури.

ТЕМА 7 ПРИКЛАДИ СУЧАСНИХ КОМП'ЮТЕРНИХ КРИПТОГРАФІЧНИХ СИСТЕМ.Визначення криптографічного протоколу. Перелік вимог до криптографічного

протоколу. Аналіз атак на криптографічні протоколи. –Використання симетричного та несиметричного шифрування в криптографічних протоколах.

Характеристики протоколу SSL компанії Netscape Communication Corporation для захисту інформаційного обміну в середовищі Інтернет. Ієрархія ключів, блок-схема розсилки ключів абонентам мережі, блок-схема забезпечення цифрового підпису даних в мережі.


знаходяться в НТБ.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИОсновна література

1. Задірака В., Олексюк О. Комп'ютерна криптологія. Підручник. Київ 2002.2. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Теория связи в

секретных системах. Издательство иностранной литературы. М.1963.3. Диффи У., Хэлмэн М. Защищенность и имитостойкость. Введение в

криптографию. ТИИЭР, том 67, №3, 1979.4. Вербіцький О.В. Вступ до криптології. Львів. 19985. ДСТУ 4145 – 2002. Інформаційні технології. Криптографічний захист

інформації. Цифровий підпис, що ґрунтується на еліптичних кривих. Формування та перевірка. К. 2002.

6. ГОСТ 28147-89 Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования. Издательство стандартов. М. 1989.

7. ГОСТ Р 34.11-94 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования. Издательство стандартов. М. 1994

8. ГОСТ Р 34.10-94 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедура выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе ассиметричного криптографического алгоритма. Издательство стандартов. М. 1994

9. Саломаа А. Криптография с открытым ключем. М., МИР, 1996.10. Кострикин А.И. Введение в алгебру. М. Наука, 1994.

Додаткова література11. Большаков А.А. и др. Основы обеспечения безопасности данных в

компьютерных системах и сетях. Учебное пособие. Санкт-Петербург. 1996.12. Спесивцев А.В. и др. Защита информации в персональных ЭВМ. Радио и

связь. М. 1992.13. Ященко В.В. Введение в криптографию. М.,1998.14. Нечаев В.И. Элементы криптографии. М.,"Высшая школа",199915. Анохин М.И., Варновский М.П., Сидельников В.М., Ященко В.В.

Криптография в банковском деле. М., МИФИ., 1997.Індивідуальне консультування виконується у вигляді щотижневих консультацій.

VI. МОВА

81


VII. ХАРАКТЕРИСТИКА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЗАВДАНЬВ дисципліні „ Комп'ютерна криптографія ” передбачені індивідуальні завдання

у вигляді лабораторних робіт1) Дослідження апостеріорних ймовірностей криптограм в залежності від

властивостей функції шифрування, довжини ключа та розподілу апріорних ймовірностей початкових повідомлень та ключів (6 години).

2) Дослідження властивостей функції ненадійності блочних алгоритмів шифрування. (6 годин)

3) Одержання практичних навичок програмування алгоритмів стандартних блочних криптографічних перетворень. (8 години)

4) Реалізація та дослідження криптографічностійких програмних генераторів випадкових послідовностей (7 годин)


Оцінка ECTS, яку студент отримує після вивчення кредитного модуля дисципліни «Комп'ютерна криптографія», визначається відповідно до рейтингу студента.

Рейтинг студента з кредитного модуля складається з балів, що він отримує протягом семестру та за складання іспиту:


1) Модульна контрольна робота (МКР).Контрольна робота має 2 запитання, одне із них теоретичне, а друге –

практичне. Ваговий бал запитання r2 = 14.Критерії оцінювання:

Відповідь правильна та прокоментована r2 = r2 Відповідь правильна, але не прокоментована r2 = 10 балівВідповідь не правильна, але коментарій вказує на механічну помилку (наприклад, помилку в обчисленнях) r2 = 8 балівВідповідь не правильна, але коментарій вказує на не значну логічну помилку – 6 балів0 балів в інших випадках.

Максимальна кількість балів за МКР: 14 балів × 2 запит. = 28 балів. Позначимо R2 – кількість балів, які отримав студент за виконання контрольної роботи.Разом за МКР (максимальна кількість балів): 28 балів.

2) Виконання лабораторних робіт. Протягом семестру студенти виконують 3 лабораторних робіт.Максимальна кількість балів за кожну лабораторну роботу: 24 бали.По кожній лабораторній роботі студент одержує ваговий бал при умові якісного виконання, що включає

a) безпомилкову роботу програми з першої перевірки викладачем або самостійне виправлення помилки на протязі поточного заняття;

b) самостійність студента при створенні програми, яка визначається знанням семантики будь якої частини програми та спроможністю на

82

протязі поточного заняття модифікувати програму по вимозі викладача;

c) захист лабораторної роботи в установлений строкВ випадку виконання пп. а) та b) і не виконання п. с) або виконання с) та b) і не виконання п. а) студент одержує r1=16 балівВ випадку виконання лише п. b) студент одержує r1=10 балівПозначимо R1 – кількість балів, які студент одержав на протязі семестру за виконання лабораторних робіт.

Разом за лабораторні роботи (максимальна кількість балів):24 бали × 3 лаб. робіт = 72 бали.

Штрафні бали нараховуються за:- недопуск до лабораторних робіт у зв’язку з незадовільним вхіднимконтролем: -1 бал;- відсутність на лекції без поважної причини: -1 бал;

Заохочувальні бали нараховуються за:- участь у модернізації лабораторних робіт, виконання завдань із удосконалення дидактичних матеріалів: 5 – 10 балів;

Позначимо Rшз – суму штрафних та заохочувальних балів

Сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає: RС = 72 + 28 = 100 балів.


Відповідь на екзамені:

Екзаменаційна складова шкали дорівнює 30 % від R, а саме:

RE= RC0,3

1−0,3= 43 бали

.Таким чином, рейтингова шкала з дисципліни складає R = RС + RЕ = 143 бали.Стартовий рейтинг студента rC = R1+R2+ Rшз

Необхідною умовою допуску до екзамену є зарахування всіх лабораторних робіт, виконання контрольної роботи, а також стартовий рейтинг (rC) не менше 40 % від RС, тобто 40 балів.

Виходячи з розміру шкали RЕ = 43 бали, складаються критерії екзаменаційного оцінювання з визначенням 4-5 рівнів.

Екзаменаційний білет складається з 2 питань – одного теоретичного та одного практичного. Максимальна кількість балів за теоретичне питання – 23. Максимальна кількість балів за практичне питання - 20.



Сумарний рейтинг за семестр Оцінка ECTS Традиційна оцінкаRD 135 А відмінно122-134 В добре107-121 С

83

93-106 D задовільно83-92 Е

Сума балів ≤ 82 Fx незадовільноРейтинг за семестр < 40 або не виконані інші умови допуску до

екзамену




84

Documents

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ …scs.fpm.kpi.ua/.../materials/information_package/sksm.docx · Web viewМета даного курсу - познайомити