Бакалавриат 2024/2025

Интеллектуальные встраиваемые системы контроля и управления

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Лежнев Евгений Владимирович, Старостенко Владимир Игоревич

Язык: русский

Кредиты: 9

Программа дисциплины

Аннотация

Курс посвящен аппаратным аспектам организации автоматических и автоматизированных систем управления, реализации систем искусственного интеллекта для эффективного исполнения нейронных сетей. Цель курса – усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава и характеристик, понимание принципов построения, функционального назначения технических средств систем, изучение архитектуры, приобретение теоретических сведений в области вычислительных средств способных в реальном режиме времени обрабатывать большие объемы данных, получение практики программирования микроконтроллеров и ПЛИС, а также знаний и навыков в области встраиваемых систем. На занятиях изучается работа устройств связи с объектом, элементы теории управления и регулирования, использование каналов передачи данных для построения распределенных систем. Курс углубляет знания, полученные студентами в курсах «Объектно-ориентированное программирование», «Теория автоматов и управление», «Микроконтроллерные системы», «Схемотехника», «Функциональные узлы и компоненты систем управления». Полученные при изучении курса знания применяются при прохождении практики, в работе над проектами, выполнении ВКР.

Цель освоения дисциплины

• Целью освоения дисциплины является овладение теоретическими и практическими знаниями в области разработки встроенных и распределенных систем контроля и управления.

Планируемые результаты обучения

• Знание возможных вариантов организации систем контроля и управления. Понимание назначения компонентов типовых систем. Умение выбирать наиболее оптимальную в конкретных условиях организацию системы
• Знание состава компонентов типовых систем контроля и управления.
• Навыки разработки и отладки компонентов систем сбора данных и управления
• Навыки самостоятельной работы с инструментальными средствами разработки программного обеспечения и схемотехнического моделирования.

Содержание учебной дисциплины

• Вводная лекция. Основные понятия, области применения и архитектура встроенных и распределенных систем контроля и управления.
• Основы теории систем автоматического управления (САУ), типы и конструктивные элементы, компоненты устройства связи с объектом (УСО)
• Общие сведения о программируемых логических контроллерах и операционных системах реального времени
• Интерфейсы для передачи данных в распределенных системах контроля и управления
• Применение микроконтроллеров во встраиваемых и распределённых системах
• Компоненты устройств связи с объектом (УСО)
• Операционные системы реального времени
• Реализация основных интерфейсов микроконтроллеров организации распределённых систем.
• Архитектуры, состав и принципы функционирования ПЛИС. Языки описания аппаратуры HDL.
• Реализация на ПЛИС встраиваемых систем контроля и управления с распределённой обработкой потоков данных.
• Реализация на ПЛИС контроллеров стандартных интерфейсов для связи с объектом и других решений для систем контроля и управления
• Применение ПЛИС в системах контроля и управления. Инструментальные средства работы с ПЛИС.

Элементы контроля

• Лабораторные работы
• Активность на лекциях
• Экзамен 3 модуль
• Экзамен 2 модуль

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.15 * Активность на лекциях + 0.2 * Лабораторные работы + 0.3 * Лабораторные работы + 0.2 * Экзамен 2 модуль
• 2024/2025 3rd module
  0.65 * Лабораторные работы + 0.2 * Экзамен 3 модуль + 0.15 * Активность на лекциях

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Автоматическое управление - Петрова А.М. - Издательство ФОРУМ - 2023 - https://znanium.com/catalog/product/1937949 - 549692 - ZNANIUM
• Архитектура и операционные системы параллельных вычислительных систем - Кудин А. В., Линёв А. В. - Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского - - - 2007 - русский - https://e.lanbook.com/book/153263 - ЛАНЬ - 153263
• Введение в операционные системы : учеб. пособие, Иртегов, Д.В., 2008
• Микропроцессоры и микроконтроллеры. Методы программирования систем промышленной автоматизации. ПЛК ОВЕН: Лабораторный практикум - Косырев К. А., Руденко А. В. - Национальный исследовательский ядерный университет «Московский инженерно-физический институт» - 978-5-7262-2765-8 - 2021 - русский - https://e.lanbook.com/book/284360 - ЛАНЬ - 284360
• Передача информации в распределенных информационно-управляющих системах - Кон Е. Л., Кулагина М. М. - Пермский национальный исследовательский политехнический университет - 978-5-398-01506-5 - 2015 - русский - https://e.lanbook.com/book/160965 - ЛАНЬ - 160965
• Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование - Авдеев В.А. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-94074-505-1 - 2009 - русский - https://e.lanbook.com/book/1087 - ЛАНЬ - 1087
• ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов, Стешенко, В. Б., 2000
• ПЛИС фирмы Altera: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры - Стешенко В.Б. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-94120-112-9 - 2010 - русский - https://e.lanbook.com/book/60976 - ЛАНЬ - 60976
• Программирование последовательных интерфейсов - 978-5-9775-0274-0 - Магда Ю. - 2009 - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург - https://ibooks.ru/products/333606 - 333606 - iBOOKS
• Пустовая, О. А. Информационно-измерительные системы и АСУ ТП : учебник / О. А. Пустовая, Е. А. Пустовой. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 104 с. - ISBN 978-5-9729-0829-5. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1903131
• Распределенные системы реального времени - Эрджиес К. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-852-4 - 2020 - русский - https://e.lanbook.com/book/179479 - ЛАНЬ - 179479
• Рачков, М. Ю.  Технические средства автоматизации : учебник для вузов / М. Ю. Рачков. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 182 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-11644-1. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/513716 (дата обращения: 02.07.2026).
• Ставров, С. Г. Языки и методы программирования ПЛК : учебное пособие / С. Г. Ставров, В. М. Пушков, В. Б. Блинов. — Иваново : ИГЭУ, 2020. — 64 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/183955 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Схемотехника аналоговых электронных устройств. Функциональные узлы : учеб. пособие для вузов, Борисенко, А. Л., 2017
• Схемотехника измерительных устройств - Муханин Л. Г. - Издательство "Лань" - 978-5-8114-0843-6 - 2022 - русский - https://e.lanbook.com/book/205958 - ЛАНЬ - 205958
• Теория информации. Хранение и передача данных - Иванова С. М., Ильиченкова З. В. - МИРЭА - Российский технологический университет - - - 2022 - русский - https://e.lanbook.com/book/256583 - ЛАНЬ - 256583
• Технические средства автоматизации и управления : учебник для академического бакалавриата / О. С. Колосов [и др.] ; под общей редакцией О. С. Колосова. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 291 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-8208-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/433197 (дата обращения: 28.08.2023).
• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера - Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-522-6 - 2017 - русский - https://e.lanbook.com/book/97336 - ЛАНЬ - 97336
• Ягодкина, Т. В.  Основы автоматического управления : учебник и практикум для среднего профессионального образования / Т. В. Ягодкина, В. М. Беседин. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 470 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11688-5. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/476365 (дата обращения: 04.07.2025).
• Ядро Cortex-M3 компании ARM. Полное руководство - Джозеф Ю. - Издательство "ДМК Пресс" - 978-5-97060-307-9 - 2012 - русский - https://e.lanbook.com/book/69941 - ЛАНЬ - 69941

Рекомендуемая дополнительная литература

• Схемотехника аналоговых электронных устройств : учебник для вузов, Павлов, В. Н., 2003

Авторы

• Старостенко Владимир Игоревич
• Лежнев Евгений Владимирович