Системы интеллектуального анализа данных

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ»
Образовательная программа дополнительного
профессионального образования
(повышения квалификации)
«Инновационные стратегические
информационные технологии»
УГС: 230000 – Информатика и вычислительная техника
Направление подготовки: 230200 – Информационные системы
Приоритетное направление модернизации и технологического развития экономики
России:
«Развитие стратегических информационных технологий»
Цель программы: подготовка группы инженеров 1-3
категорий и ведущих инженеров
к решению
профессиональных задач в соответствии с видами
профессиональной деятельности.
Задачи программы: формирование у целевой
группы специалистов набора профессиональных
компетенций
в
соответствии
с
видами
профессиональной деятельности.
В
рамках
деятельности:
проектно-конструкторской
•концептуальное проектирование
систем и технологий;
информационных
•выбор
и
внедрение
в
практику
автоматизированного проектирования;
средств
• умение разрабатывать новые методы и средства
проектирования информационных систем;
• способность проводить моделирование процессов и
систем;
• способность разрабатывать средства реализации
информационных технологий (методические,
информационные, математические,
алгоритмические, технические и программные).
В рамках научно-исследовательская
деятельность:
• сбор, анализ научно-технической информации,
отечественного и зарубежного опыта по тематике
исследования;
• разработка и исследование теоретических и
экспериментальных моделей сложных технических
объектов;
• моделирование процессов и объектов на базе
стандартных пакетов автоматизированного
проектирования и исследований;
• постановка и проведение экспериментов по
заданной методике, и анализ результатов;
• способность проводить анализ результатов
проведения экспериментов, осуществлять выбор
оптимальных решений, подготавливать и
составлять обзоры, отчеты и научные публикации;
• готовность использовать математические методы
обработки, анализа и синтеза результатов
профессиональных исследований.
Объем программы и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего часов
Общий объем программы
72
Лекционные занятия
26
Лабораторные и практические занятия
28
Самостоятельная работа, включая работу по
подготовке к промежуточному и итоговому
контролю
Текущий /промежуточный контроль
9
Выполнение итоговой / выпускной
аттестационной работы
6
3
Материально- технические условия
реализации программы
Научно-исследовательская лаборатория
"Интеллектуальных информационных систем"
Оснащенная:
-контрольно-измерительным
оборудованием;
-средствами разработки и
отладки на базе новейших
микропроцессорных модулей
и систем на ПЛИС;
Материально- технические условия
реализации программы
Учебно-научная лаборатория "Проектноориентированного обучения ",
оснащенная для проведения лекционных
занятий в форме лекции-визуализации с
использованием:
-демонстрационных макетов;
-электронных презентаций;
- оборудованием для проведения
интерактивных занятий.
Материально- технические условия
реализации программы
Компьютерные классы с набором пакетов
прикладных программ для проведения
моделирования и расчетов:
• MathWorks MATLAB R2012b,
• National Instruments Multisim,
• Cadence OrCAD v.16.
Материально- технические условия
реализации программы
Обучение проходит в компьютерных классах
академии, оснащенных мультимедийными ПЭВМ
не ниже Intel Pentium III, 256 МБ, 20,0 ГБ HDD с
установленным программным обеспечением: MS
Windows ХР, MS Office ХР и другим программным
обеспечением, используемым в процессе
освоения курса и выполнения выпускной
работы.
Материально- технические условия
реализации программы
Имеются следующие научно-исследовательские
лаборатории "Интеллектуальных
информационных систем", учебно-научная
лаборатория "Проектно-ориентированного
обучения"; лаборатория отраслевая научноисследовательская.
Материально- технические условия
реализации программы
В образовательном процессе используются
следующие технические средства: сканер,
мультимедийный проектор, видеомагнитофон,
DVD-плеер, ноутбук, web-камера, СD-привод,
Flash-накопитель, средства беспроводного
доступа.
Материально- технические условия
реализации программы
Для организации обучения используется
образовательная среда Moodle
(http://www.study.pgta.ru), единая учебная
вычислительная сеть (Интранет депозитарий
электронных учебных изданий академии,
размещенный на внутреннем сайте
http://edulib.pgta.lan/), официальный сайт
академии http://www.pgta.ru.
Информационное обеспечение
образовательного процесса
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Г.А. Садовский. Теоретические основы информационно-измерительной техники. – М.: Высшая
школа, 2008г.
В.Л. Волков. Моделирование процессов и систем в приборостроении. Уч. пособие для студентов
технических специальностей. / Арзамас, АПИ НГТУ, 2008.
У. Кестер. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов. – М.: Изд-во
"Техносфера", 2010г.
У. Кестер. Применение высококоскоростных систем. – М.: Изд-во "Техносфера", 2009г.
Г.И. Волович. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. – М.:
Издательский дом «Додэка-ХХI», 2011г.
А.Ф. Котюк. Датчики в современных измерениях. – М.: Изд-во "Радио и связь", 2007г.
Дж. Фрайден. Современные датчики. Справочник. – М.: Изд-во "Техносфера", 2005г.
А. Галушкин Нейронные сети: основы теории. – М.: Изд-во: Горячая линия-Телеком. – 2010г.
А. Алексеев Идентификация и диагностика систем. – М.: Изд-во: Academia. – 2009г.
http://www.analog.com
http://www.ti.com
http://www.linear.com
http://www.gaw.ru
http://www.kit-e.ru
http://www.ekis.kiev.ua
http://www.intersil.com
http://www.marketelectro.ru
http://www.soel.ru
http://www.elcomdesign.ru
Учебно-методические и научно-исследовательские
информационные материалы кафедры
Учебные пособия:
Прокофьев О.В. Семочкина И.Ю.
Методы и средства поддержки приятия решений: учебное
пособие. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2010. – 100с.
Семочкина И.Ю.
Методы анализа данных и их реализация в системах
поддержки принятия решений: учебное пособие. – Пенза:
Изд-во ПГТА, 2013.
Монография:
Системы интеллектуального анализа данных: методология,
реализация, приложения. Под научной редакцией
генерального директора ОАО «НИИФИ» А.Г. Дмитриенко –
Пенза: Изд-во ПГТА, 2013.
Журнал перечня ВАК:
«XXI век: итоги прошлого и
проблемы настоящего плюс» ПГТА
Журналы РИНЦ:
Надежность и качество.
Современные информационные технологии.
Инновационная деятельность кафедры
ЛИЦЕНЗИЯ на осуществление КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
№ 1254К
Патент № 2457617 РФ Способ интегрирующего аналого-цифрового
преобразования напряжения (2012)
Патент №2396570 РФ. Способ интегрирующего преобразования
сигналов низкого уровня в разность интервалов времени (2010)
Патент №2380660 РФ. Способ повышения точности проверки
расходомера (2009)
Патент №2213375 РФ. Способ обучения летчика управлению
летательным аппаратом в режиме реального времени (2003)
Программа Модуля №1
Интеллектуальные информационно-измерительные и
управляющие системы на базе мониторинговых датчиков
Раздел 1. Построение современных интеллектуальных информационноизмерительных и управляющих систем на базе мониторинговых датчиков.
Тема 1.1. Современные информационно-измерительные и управляющие
системы: функции; структура; характеристики.
Тема 1.2. Мониторинговые датчики: структура; функции в составе
информационно-измерительных и управляющих систем; характеристики.
Раздел 2. Интегрирующие развертывающие преобразователи в составе
мониторинговых датчиков
Тема 2.1. Современный уровень развития интегрирующих
развертывающих преобразователей.
Тема 2.2. Проектирование прецизионных мониторинговых датчиков на
базе интегрирующих развертывающих преобразователей.
Тема 2.3. Метрологические характеристики интегрирующих
развертывающих преобразователей
Программа Модуля №1
Интеллектуальные информационно-измерительные и
управляющие системы на базе мониторинговых датчиков
Раздел 3. Алгоритмы преобразования измерительной информации и
алгоритмы работы информационно-измерительных и управляющих систем
на базе мониторинговых датчиков
Тема 3.1. Алгоритмы преобразования измерительной информации
в мониторинговых датчиках на базе интегрирующих
развертывающих преобразователей.
Тема 3.2. Алгоритмы работы информационно-измерительных и
управляющих систем на базе мониторинговых датчиков и
распределенных сенсорных сетей.
Программа Модуля №1
Интеллектуальные информационно-измерительные и
управляющие системы на базе мониторинговых датчиков
Лабораторный практикум:
Лабораторная работа №1 "Моделирование работы
интегрирующих развертывающих преобразователей с
промежуточной импульсно-разностной модуляцией"
Лабораторная работа №2 "Моделирование работы
интегрирующих развертывающих преобразователей с
промежуточной широтно-импульсной модуляцией"
Лабораторная работа №3 "Оценка методических погрешностей
интегрирующих развертывающих преобразователей"
Лабораторная работа №4 "Оценка инструментальных
погрешностей интегрирующих развертывающих преобразователей"
Программа Модуля №2
Системы мониторинга и контроля технически сложных
объектов с использованием интеллектуального анализа
данных
Раздел 1. Современные методы и технологии интеллектуального анализа
данных.
Тема 1.1. Задачи и область применения интеллектуального анализа
данных.
Тема 1.2. Методы и технологии интеллектуального анализа.
Раздел 2. Применение интеллектуального анализа данных в системах
мониторинга и контроля технически сложных объектов
Тема 2.1. Принципы нейросетевой идентификации технически сложных
объектов.
Тема 2.2. Нейросетевая идентификации в системе мониторинга и
контроля технически сложных объектов на основе интегродифференцирующего преобразования, реализующего модифицированный
алгоритм Хаара.
Программа Модуля №2
Системы мониторинга и контроля технически сложных
объектов с использованием интеллектуального анализа
данных
Лабораторный практикум:
Лабораторная работа №1 «Моделирование основных видов
нейронных сетей применяемых в задачах идентификации
состояния технически сложных объектов»
Лабораторная работа №2 «Анализ эффективности модели
идентификации»
Лабораторная работа №3 «Построение модели идентификации
на на основе интегро-дифференцирующего преобразования,
реализующего модифицированный алгоритм Хаара»
КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВХОДНОГО,
ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Контрольные вопросы для входного контроля:
1. Основные понятия и задачи теории систем.
2. Классификация систем.
3. Сложность систем.
4. Характеристики систем.
5. Способы описания систем.
6. Измерительные преобразователи. Основные понятия.
7. Области применения и общие требования, предъявляемые к
измерительным преобразователям.
8. Датчики на основе микроэлектронных технологий
9. Процедура аналого-цифрового преобразования. Шум квантования.
10. Классификация АЦП.
11. Процедура аналого-цифрового преобразования. Интегрирующие АЦП.
12. Параметры современных моделей АЦП.
13. Измерительные усилители. Назначение, принцип действия,
параметры.
14. Применение ИУ в датчиковой аппаратуре.
15. Задачи фильтрации измерительных сигналов.
КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВХОДНОГО,
ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Контрольные вопросы для текущего и итогового контроля по
модулю 1:
1.Основные задачи и функции современных информационноизмерительные и управляющие систем.
2.Структура и принципы построения информационно-измерительные и
управляющие систем.
3.Метрологические, технические и эксплуатационные характеристики
информационно-измерительные и управляющие систем.
4.Способ построения информационно-измерительных и управляющих
систем на основе совокупности интеллектуальных датчиков.
5.Структура и функции интеллектуальных датчиков.
6.Метрологические, технические и эксплуатационные характеристики
интеллектуальных датчиков.
7.Принцип интегрирующего развертывающего преобразования.
8.Классификация и виды интегрирующих развертывающих
преобразователей (ИРП).
9.Особенности применения ИРП для преобразования измерительной
информации датчиков физических величин.
10.ИРП с промежуточной импульсно-разностной модуляцией.
КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВХОДНОГО,
ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Контрольные вопросы для текущего и итогового контроля по
модулю 1:
11.ИРП с промежуточной широтно-импульсной модуляцией.
12.Метрологические характеристики ИРП.
13.Методические погрешности ИРП и способы их минимизации.
14.Инструментальные погрешности ИРП и способы их минимизации.
15.Задачи преобразования и обработки измерительной информации в
интеллектуальных датчиках ИИиУ.
16.Алгоритмы минимизации внешних помех в интеллектуальных датчиках
на базе ИРП.
17.Алгоритмы минимизации внутренних шумов элементной базы в
интеллектуальных датчиках на базе ИРП.
18.Алгоритмы частотно-временного анализа измерительной информации
в интеллектуальных датчиках.
19.Распределение вычислительных ресурсов в системе интеллектуальных
датчиков ИИиУС.
20.Понятие сенсорной сети.
21.Алгоритмы работы сенсорных сетей.
КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВХОДНОГО,
ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Контрольные вопросы для текущего и итогового контроля по
модулю 2:
1.Понятие интеллектуального анализа данных.
2.Основные задачи интеллектуального анализа данных.
3.Область применения интеллектуального анализа данных.
4.Особенности и преимущества интеллектуального анализа в сравнении с
известными способами анализа данных.
5.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- нейронные сети;
6.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- экспертные системы;
7.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- генетические алгоритмы;
8.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- нечеткая логика;
9.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- другие технологии.
КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВХОДНОГО,
ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Контрольные вопросы для текущего итогового контроля по
модулю 2:
10.Современные методы и технологии интеллектуального анализа данных
- другие технологии.
11.Сравнительный анализ, специфика и области применения.
12.Понятие нейронной сети как алгоритма идентификации данных.
13.Виды нейронных сетей и специфика их применения.
14.Модели нейроннныйх сетей.
15.Методы синтеза и анализа нейронных сетей и алгоритмов
идентификации на их основе.
16.Задачи идентификации состояния объектов контроля. Идентификация
в режиме реального времени.
17.Модели нейросетевой идентификации в системе мониторинга и
контроля технически сложных объектов на основе интегродифференцирующего преобразования, реализующего
модифицированный алгоритм Хаара.
ПРОГРАММА СТАЖИРОВКИ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
НА БАЗЕ ИНЖИНИРИНГОВОГО НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
ЦЕНТРА
«УПРАВЛЯЮЩИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И
ТЕХНОЛОГИИ
РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ И АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ»
ПРИ ФГБОУ ВПО «ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Цель стажировки состоит в подготовке инженеров 1-3 категорий и
ведущих инженеров (инженер - электроник 1-3 к., инженерконструктор 1-3 к., инженер-технолог 3 к., ведущий инженерэлектроник, инженер – программист 3к.) к решению
профессиональных задач в соответствии с видами
профессиональной деятельности: проектно-конструкторская
деятельность; научно-исследовательская деятельность.
Приобретение инженеров 1-3 категорий и ведущих инженеров
(инженер - электроник 1-3 к., инженер-конструктор 1-3 к.,
инженер-технолог 3 к., ведущий инженер-электроник, инженер
– программист 3к.) профессиональных компетенций в
соответствии с видами профессиональной деятельности:
1) проектно-конструкторской;
2) научно-исследовательской деятельности.
ПРОГРАММА СТАЖИРОВКИ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
НА БАЗЕ ИНЖИНИРИНГОВОГО НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
ЦЕНТРА
«УПРАВЛЯЮЩИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И
ТЕХНОЛОГИИ
РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ И АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ»
ПРИ ФГБОУ ВПО «ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Модуль 1. Особенности проектирования прецизионных
интеллектуальных датчиков на базе интегрирующих
развертывающих преобразователей.
Раздел 1. Структура интеллектуальных датчиков на базе интегрирующих
развертывающих преобразователей.
Раздел 2. Проектирование интеллектуальных датчиков на базе ИРП с
заданными метрологическими характеристиками.
Модуль 2. Алгоритмы преобразования информации
интеллектуальных датчиков на базе ИРП.
Раздел 1. Алгоритмы минимизации внешних и внутренних шумов в
интеллектуальных датчиках.
Раздел 2. Алгоритмы анализа измерительной информации в
интеллектуальных датчиках на базе ИРП.
ПРОГРАММА СТАЖИРОВКИ ЗА РУБЕЖОМ
НА БАЗЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ
ЦЕНТРОВ
ГЕРМАНИИ ИМЕНИ ГЕЛЬМГОЛЬЦА
«СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И СТИМУЛИРОВАНИЯ
ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ГЕРМАНИИ»
Цель стажировки за рубежом состоит в подготовке инженеров 1-3
категорий и ведущих инженеров (инженер - электроник 1-3 к.,
инженер-конструктор 1-3 к., инженер-технолог 3 к., ведущий
инженер-электроник, инженер – программист 3к.) к
использованию инновационных стратегических
информационных технологий при решении профессиональных
задач.
Образовательные результаты:
способность осуществлять сбор, анализ научно-технической
информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике
исследования;знания о способах использования технопарков,
как инструмента поддержки инновационной деятельности
молодых специалистов;знания об основах поддержки
инновационной деятельности молодых специалистов в
университетах;знания о современной организации и
стимулировании научной и инновационной деятельности в
Германии.
Спасибо за внимание!