Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ЭиВТ 

 

 

 

«   24   »       02       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Теория передачи цифровой информации     

 




Направление подготовки

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Профиль подготовки

"Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

6

108 / 3  

16  

16  

 

3,6  

0,35  

35,95  

45,4  

Экз.(26,65)  

Итого

108 / 3  

16  

16  

 

3,6  

0,35  

35,95  

45,4  

26,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: ознакомление студентов с разработкой и применением общих теоретических принципов и методов статистического анализа цифровых сигналов и синтеза устройств и систем передачи цифровой информации.

Задачи дисциплины: усвоение теоретического материала в соответствие с содержанием курса, приобретение навыков постановки и решения задач по оценке характеристик сигналов, помех, каналов связи; синтеза структур оптимальных и корректирующих кодов.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.14))

Дисциплина “Теория передачи цифровой информации” базируется на дисциплинах: “Математика”, “Дискретная математика”, “Вычислительная математика”, “Теория вероятностей, математическая статистика и случайные процессы”, “Теория информации” и др. На дисциплине “Теория передачи цифровой информации” базируются такие дисциплины как “Вычислительные комплексы и системы”, “Проектирование ЭВМ и спец. ЭВМ” и др.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-3 способность обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

виды и формы представления информации, методы и средства определения количества информации, принципы кодирования и декодирования информации, способы передачи цифровой информации, методы повышения помехозащищенности при обмене данными (ПК-3).

2) Уметь:

принимать необходимые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты при проектировании и создании телекоммуникационных систем передачи цифровой информации (ПК-3).

3) Владеть:

математическими методами определения количества информации, принципами кодирования, методами повышения помехозащищенности при обмене цифровыми данными в каналах и системах передачи информации.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Введение

6

2

2

0

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

2

Цифровое представление непрерывной информации

6

4

4

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

3

Каналы передачи цифровой информации

6

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

4

Информационные характеристики систем связи

6

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

5

Спектральное и временное представление сигналов и помех

6

4

4

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

6

Количественное представление информации. Энтропия

6

2

2

5,4

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

108

16

16

45,4

3,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

108

16

16

45,4

3,6

0,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 6

Раздел 1. Введение

Лекция 1.

Предмет, место и роль теории передачи сигналов. Цель, задачи и методы теории передачи сигналов. Связь теории передачи сигналов с другими дисциплинами (2 часа).

Раздел 2. Цифровое представление непрерывной информации

Лекция 2.

Дискретизация непрерывных сигналов. Теорема Котельникова (2 часа).

Лекция 3.

Цифровое кодирование непрерывных сообщений. Математическая модель дискретизации. Дельта функция (2 часа).

Раздел 3. Количественное представление информации. Энтропия

Лекция 4.

Пропускная способность дискретного канала. Объем сигнала. Объем канала. Количественное представление информации. Энтропия (2 часа).

Раздел 4. Каналы передачи цифровой информации

Лекция 5.

Скорость передачи информации и ширина спектра. Производительность источника информации. Пропускная способность дискретного канала (2 часа).

Раздел 5. Информационные характеристики систем связи

Лекция 6.

Каналы передачи информации. Модели каналов связи и их математическое описание. Формула Байеса. Влияние характеристик модели канала на изменение формы сигнала. Влияние формы спектра цифровых сигналов на параметры модели канала связи (2 часа).

Раздел 6. Спектральное и временное представление сигналов и помех

Лекция 7.

Спектральное и временное представление сигналов и помех. Спектральные характеристики случайных процессов. Функция автокорреляции случайных процессов. Энергетический спектр случайных процессов (2 часа).

Лекция 8.

Обобщенный ряд Фурье. Спектр периодически повторяющейся «единицы». Спектр непериодических сигналов. Спектральная функция одиночной «единицы» (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 6

Раздел 1. Введение

Практическое занятие 1.

Исследование основных свойств теории дискретизации непрерывных функций (2 часа).

Раздел 2. Цифровое представление непрерывной информации

Практическое занятие 2.

Модель операции дискретизации. Период и частота дискретизации (2 часа).

Практическое занятие 3.

Кодирование отсчетов, квантование по уровню. Влияние разрядности кодирования на погрешности представления уровней отсчетов (2 часа).

Раздел 3. Спектральное и временное представление сигналов и помех

Практическое занятие 4.

Верхняя частота спектра аналогового сигнала. Спектральная функция процесса. Преобразование Фурье (2 часа).

Раздел 4. Количественное представление информации. Энтропия

Практическое занятие 5.

Объем канала, объем сигнала (2 часа).

Раздел 5. Каналы передачи цифровой информации

Практическое занятие 6.

Влияние формы спектра цифровых сигналов на параметры модели канала передачи цифровой информации (2 часа).

Раздел 6. Информационные характеристики систем связи

Практическое занятие 7.

АКФ случайного процесса (2 часа).

Раздел 7. Спектральное и временное представление сигналов и помех

Практическое занятие 8.

Энергетический спектр случайного процесса (2 часа).

 

Методические указания доступны по ссылке: https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1958

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Спектральное и временное представление сигналов и помех.

2. Каналы связи и их звенья.

3. Информационные характеристики систем связи.

4. Основы теории кодирования.

5. Передача дискретных сообщений.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Теория передачи цифровой информации" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических и лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания в соответствии с выданными преподавателем вариантами.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Теория передачи цифровой информации

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Основы теории передачи информации : учебное пособие / О.С. Литвинская, Н.И. Чернышев. — Москва : КноРус, 2015. — 168 с. — ISBN 978-5-406-04090-4 - https://www.book.ru/book/916705/view

2. Комбинаторная теория информации (информационная теория детерминированных процессов) : монография / Г.И. Хохлов. — Москва : Русайнс, 2015. — 396 с. — ISBN 978-5-4365-0429-2. - https://www.book.ru/book/918683/view

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Журнал РИНЦ "Методы и устройства передачи и обработки информации" - http://rts-md.com

2. Лебедько Е.Г. Математические основы передачи информации (части 3 и 4): Учебное пособие. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 120 с. - http://window.edu.ru/resource/358/66358

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Электронный обучающий курс "Основы информационных технологий" http://www.intuit.ru/studies/courses/3481/723/info

Электронный обучающий курс "Основы теории информации и криптографии" http://www.intuit.ru/studies/courses/2256/140/info

Программное обеспечение:

Лаборатория сетевых технологий и систем пространственного позиционирования

Операционная система Microsoft Windows (подписка DreamSpark Premium Electronic Software; Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года);

Офисный пакет Apache OpenOffice (free software, Apache License version 2.0);

Браузер Google Chrome (free software, Google EULA);

Пакет математических расчетов Mathcad v.15 (государственный контракт №1 от 10.01.2012 года).

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

book.ru

rts-md.com

window.edu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория сетевых технологий и систем пространственного позиционирования

Компьютер Kraftway Credo KC 36 - 12 шт.; проектор NEC Projector NP40G; экран настенный.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с разработкой и программной реализацией алгоритмов обработки информации. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Теория передачи цифровой информации»

по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

 

Рабочая программа дисциплины «Теория передачи цифровой информации» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 108 час. (3 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: ознакомление студентов с разработкой и применением общих теоретических принципов и методов статистического анализа цифровых сигналов и синтеза устройств и систем передачи цифровой информации.

Задачи дисциплины: усвоение теоретического материала в соответствие с содержанием курса, приобретение навыков постановки и решения задач по оценке характеристик сигналов, помех, каналов связи; синтеза структур оптимальных и корректирующих кодов.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Теория передачи цифровой информации» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

 

24.02.2016 г.