ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
Руководитель ООП
по направлению 200100
проф. А.И. Потапов
Зав. кафедрой
приборостроения
проф. А.И. Потапов
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Информационные технологии в приборостроении»
(наименование по рабочему учебному плану)
Направление: 200100 «Приборостроение»
Профиль: «Приборы и системы горного и технического надзора и контроля»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель:
профессор
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
А.И. Потапов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«Информационные технологии в приборостроении»
Дисциплина «Информационные технологии в приборостроении» является частью профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по
направлению 200100 –«Приборостроение» по профилю «Приборы и системы
горного и технического надзора и контроля», обучение проводится на втором
семестре.
Общая трудоемкость дисциплины «Информационные технологии в
приборостроении» по очной форме подготовки составляет 5 зачетных единиц или 180 часов.
Дисциплина реализуется на базе кафедры приборостроения Горного
университета.
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов, способных решать вопросы применения информационных технологий в науке и
производстве с позиций системного подхода на основных этапах жизненного
цикла приборов и систем, а также:
 формирование знаний об использовании информационных технологий
в науке и производстве приборов, компьютеризированных микропроцессорных приборах и информационно-измерительных устройств
контроля природной среды, веществ, материалов и промышленных изделий, принципов, методов и средств измерений с использованием программных продуктов.
 овладение навыками проведения исследований, обработки и представления экспериментальных данных с использованием информационноизмерительных систем и программных продуктов;
 освоение информационных технологий в приборостроении;
 умение выбирать структурные и принципиальные схемы микропроцессорных устройств контроля, рассчитывать или выбирать рабочие
режимы контроля;
 овладение навыками проектирования метрологического обеспечения
устройств контроля и аттестации микропроцессорных приборов и измерительных преобразователей.
2. Задачи изучения дисциплины
Задачей дисциплины является формирование у студентов знаний и умений по применению программных приложений при решении практических
задач.
Также к задачам изучения дисциплины в соответствии с требованиями
к компетенции направления подготовки бакалавров относятся:
получение знаний принципов применения информационных технологий, позволяющих осуществлять целенаправленный синтез схем и конструкций приборов и систем, а также их оптимизацию;
формирование умений применять полученные знания к проектированию приборов и систем с позиций системного анализа;
овладение современными типовыми методиками проектирования и
конструирования приборов и систем с применением информационных технологий.
3. Место дисциплины в учебном процессе:
Дисциплина «Информационные технологии в приборостроении» в соответствии с учебным планом направления подготовки магистров 200100.68
«Приборостроение» относится к дисциплинам профессионального цикла
подготовки и является базовой для магистров в области приборостроения.
Методы и средства, изученные студентами в рамках данной дисциплины, также используются в параллельно изучаемых дисциплинах «Математическое моделирование в приборных системах», «Компьютерные технологии
в науке и производстве приборов» и «Методология научных исследований в
приборостроении», предусмотренными учебным планом подготовки магистров по направлению «Приборостроение».
Для освоения дисциплины необходимо знать:
 вопросы математического анализа,
 теорию физических полей,
 основы метрологии и стандартизации,
 элементную базу аналоговых и цифровых устройств,
 электротехнику.
В результате изучения дисциплины «Информационные технологии в
приборостроении» студент должен знать:
• основы системного анализа и теории чувствительности;
• методы анализа цепей постоянного и переменного токов;
• основные принципы разработки моделей тепловых и механических
процессов, надежности и методы их анализа;
• алгоритмы схемно-топологического проектирования приборов и систем;
• основы CALS-технологий;
• типовые программные продукты, ориентированные на решение научных,
проектных
и
технологических,
включая
информационноизмерительные, задачи приборостроения;
уметь:
• формализовать физические и технические процессы;
• применять численные методы расчета электрических цепей с использованием пакетов прикладных программ;
• представлять техническое решение средствами компьютерной графики и геометрического моделирования;
.01.2009
• использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения
практических задач в области приборостроения, в том числе анализировать тепловой и механический режимы работы приборов и систем;
• осуществлять анализ показателей безотказности приборов и систем;
• выполнять трассировку печатных плат при помощи стандартных пакетов прикладных программ и систем;
• вести электронный архив;
• разрабатывать и применять ИЭТР;
владеть:
• численными методами решения систем дифференциальных и алгебраических уравнений;
• методами и компьютерными системами проектирования и исследования приборов и систем, а также методами информационно-измерительных
технологий;
• методами проведения исследований, включая применение готовых
методик.
обладать следующими компетенциями:
Дисциплина нацелена на формирование ряда общекультурных: (ОК-1),
(ОК-2), (ОК-3) и профессиональных компетенций выпускника: (ПК-1-5),
(ПК-7-19), (ПК-21-24), (ПК-27-31), обозначенных в ООП «Приборостроение».
Виды учебной работы – лекции, лабораторные работы, практические
занятия.
Изучение дисциплины заканчивается во втором семестре экзаменом.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 6 зачётных единиц.
Всего
часов
Семестр
44
44
Лекции
11
11
Практические занятия (ПЗ)
33
33
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
-
-
Самостоятельная работа (всего)
136
136
-
-
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
2
В том числе:
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчётно-графические работы
-
-
180
180
Реферат
Другие виды самостоятельной работы:
Работа с литературой
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен)
Общая трудоёмкость
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
2
Наименование
раздела дисциплины
Раздел 1.
Характеристика
измерительной
информации
Раздел 2.
Информация и
информационные
технологии и системы
Содержание раздела
Определение измерения и измерительной информации.
Неизбежность погрешности измерения. Физическая величина,
измерение физической величины, система единиц измерения.
Методы и виды измерения. Прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.
Средства информационно – измерительной техники и их
классификация, математические модели и структуры средств
измерений. Измерительные цепи, их свойства, классификация.
Цепи прямого и уравновешивающего преобразования.
Сигнал – носитель информации, параметры сигналов, модели сигналов. Непрерывные и дискретные, аналоговые и цифровые сигналы. Квантование по времени и уровню. Спектральные характеристики сигналов. Помехи и помехоустойчивость,
согласование помехи и сигнала.
Кодирование сигналов. Коды двоичные, шестнадцатеричные, двоичнодесятичные, параллельные, последовательные. Коды избыточные, помехоустойчивые, корректирующие.
Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования.
Понятие информации, её основные функции и свойства Понятие и свойства информационных технологий.
Этапы развития и современное состояние информационных
технологий. Классификация информационных технологий.
Основные элементы теории информации, энтропия и количество информации понятие о теореме Шеннона, кодирование
информации, единицы количества информации, понятие алгоритма, краткие сведения о программировании.
Понятие информационной системы. Этапы развития информационных систем. Основные задачи информационных систем. Основные свойства и процессы в информационных системах. Пользователи информационных систем. Структура информационной системы. Принципы и методы создания ИС.
Методы и концепции создания ИС. Классификация информаци-
3
Раздел 3
Технологии
информационной
поддержки жизненного цикла ПС
4
Раздел 4
Информационная
теория измерения
5
Раздел 5
Принципы обработки данных и
планирования
многофакторного
эксперимента.
онных систем. Основы функционирования автоматизированных.
информационно-поисковых систем. Состав и структура автоматизированных информационно-поисковых систем. Структура и
свойства информационно-поисковых языков. Системы индексирования. Эффективность поиска автоматизированных. информационно-поисковых систем.
Особенности функционирования документальных ИС. Особенности функционирования фактографических ИС. Интеллектуальные информационные системы. Понятие искусственного интеллекта и интеллектуальной ИС. Области применения интеллектуальных ИС. Экспертные системы. Основы CALSтехнологий.
Концепция единого информационного пространства.
Методические основы CALS-технологий. Концептуальная
модель единого информационного пространства. Компоненты
CALS-технологий. Вопросы защиты информации. Электронная
цифровая подпись.
Нормативная база CALS-технологий
Обзор международных стандартов. Стандарт ISO 10303
STEP. Язык Express. Интегрированная информационная модель
изделия. Прикладные протоколы.
PDM-технология и интерактивные электронные технические руководства
Основные принципы технологии управления данными на
всех этапах жизненного цикла ПС. PDM-технология. Интерактивные технические руководства (ИЭТР). Методология функционального моделирования. Обобщенные структуры электронного (виртуального) КБ и предприятия. Внедрение CALSтехнологий на промышленных предприятиях. Создание единого
информационного пространства на основе PDM-системы.
Основные понятия теории информации. Непрерывные и
дискретные сообщения. Измерение информации, связь количества информации и энтропии, единицы измерения. Передача информации, канал передачи, скорость передачи информации,
пропускная способность канала. Помехи, их влияние и средства
подавления или снижения.
Случайные погрешности и их законы распределения. Связь
между результатами измерений и числовыми характеристиками
законов распределения. Понятия доверительного интервала и
доверительной вероятности. Структурные методы уменьшения
погрешностей. Синтез измерительных каналов с использованием
результатов анализа характеристик идеального прибора.
Основные понятия, термины и определения. Статистические математические модели. Проверка статистических гипотез.
Регрессионный, дисперсионный и корреляционный анализ. Статистический анализ и интерпретация результатов. Однофакторные и многофакторные эксперименты. Классификация планов.
Блочные планы. Полный и дробный факторные эксперименты.
Планирование экстремальных экспериментов.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых
п/п (последующих) дисциплин
1
Выпускная квалификационная
работа
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
–
–
–
-
-
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
п/п
1
2
3
4
5
Раздел 1.
Характеристика измерительной информации
Раздел 2.
Информация и информационные
технологии и системы
Раздел 3
Технологии информационной поддержки жизненного цикла ПС
Раздел 4
Информационная теория измерения
Раздел 5
Принципы обработки данных и планирования многофакторного эксперимента.
Итого
Лекции Прак. Лаб.
зан. зан.
Семин.
СРС
Всего
час.
2
5
-
-
14
21
3
5
-
-
48
56
2
5
-
-
24
31
2
8
-
-
32
42
2
10
-
-
18
30
11
33
-
-
136
180
6. Лабораторный практикум: не предусмотрен.
7. Практические занятия (семинары): предусмотрено 33 час.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная
1. 8. Норенков, И. П. Информационные технологии в образовании /И. П.
Норенков, А. М. Зимин. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. –352 с.
2. Н.А. Виноградова, Я.И. Листратов, Е.В. Свиридов. «Разработка прикладного программного обеспечения в среде LabVIEW». Учебное пособие –
М.: Издательство МЭИ, 2005.
3. Компьютерные технологии в приборостроении. Основы математического и методического обеспечения : учеб. пособие / А. В. Сарафанов, С. И.
Трегубов, К. Н. Захарьин, Н. М. Егоров. – Красноярск : И ПК С ФУ, 2008.
– 204 с.
4. Компьютерные технологии в приборостроении : лаб. практикум /В.А.
Комаров, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов и др. – Красноярск : ИПК СФУ,
2008. – 203 с.
5. Гольдин, В. В. Информационная поддержка жизненного цикла электронных средств : монография / В. В. Гольдин, В. Г. Журавский, Ю. Н. Кофанов, А. В. Сарафанов. – М.: Радио и связь, 2002. – 386 с.
Дополнительная
6. Норенков, И. П. Информационная поддержка наукоемких изделий.
CALS-технологии / И. П. Норенков, П. К. Кузьмик. − М. : Изд-во МГТУ им.
Н. Э. Баумана, 2002. − 320 с. : ил.
7. Влах, И. Машинные методы проектирования электронных схем : пер.
с англ. / И. Влах, К. Сингхал. − М. : Радио и связь, 1988. − 560 с.
8. Хайнеман, Р. Моделирование работы электронных схем : пер. с нем. /
Р. Хайнеман. – М. : ДМК Пресс, 2005. – 336 с.
9. Яцюк, О. Г. Компьютерные технологии в дизайне. Эффективная реклама: науч. изд. / О. Г. Яцюк, Э. Т. Романычева. – СПб. : БХВ–Петербург,
2004. – 432 c.
10. ГОСТ Р ИСО 10303-1–99. Системы автоматизации производства и
их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными.
Ч. 1. Общие представления и основополагающие принципы. – М.: Госстандарт России, 1999.
11. ГОСТ Р ИСО 10303-21-99. Системы автоматизации производства и
их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. –
М.: Госстандарт России, 1999.
12. ГОСТ Р ИСО 10303-31-2002. Системы автоматизации производства
и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными.
– М.: Госстандарт России, 2002. интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. – М.: Госстандарт России, 1999.
13. ГОСТ 2.052-2006. Единая система конструкторской документации.
Электронная модель изделия. – М.: Госстандарт России, 2006.
14. Долгих Э. А. Основы применения CALS-технологий в электронном
приборостроении : учеб. пособие / Э. А. Долгих, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубов. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. – 130 с.
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
кафедра ПС
профессор А.И. Потапов