Министерство науки и высшего образования 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  УКТС 

 

 

 

«   04   »       06       2019 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Компьютерные технологии в приборостроении     

 




Направление подготовки

12.03.01 Приборостроение

Профиль подготовки

Приборы и системы

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

144 / 4  

16  

16  

16  

1,6  

0,25  

49,85  

94,15  

Зач. с оц.  

Итого

144 / 4  

16  

16  

16  

1,6  

0,25  

49,85  

94,15  

 

 

Муром, 2019 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: научить студентов основам построения многопоточных приложений, решения задач конструирования и проектирования на основе программного обеспечения в области автоматизированного проектирования и конструирования.

Задачей дисциплины является формирование у студентов знаний и умений по разработке и применению программных продуктов при решении практических задач приборостроения, выполнять математическое моделирование процессов и объектов, решать задачи проектирования и конструирования на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.О.21))

Курс базируется на знаниях, полученных студентами в области естественно-научных дисциплин. Базовые дисциплины: «Математика», «Физика», «Информатика», а также дисциплины «Программирование и основы алгоритмизации» и «Методы математического моделирования». Углубление и расширение вопросов, изложенных в данном курсе, будет осуществляться при изучении дисциплин «Визуальное объектно-ориентированное программирование», «Основы проектирования приборов и систем», «Конструирование контрольно-измерительных приборов», а также при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 Способен понимать принципы работы современных информационных технологий и использовать их для решения задач профессиональной деятельности.

 

Результатом освоения дисциплины является достижение следующих индикаторов:

Знать принципы работы современного программного обеспечения для разработки печатных плат и конструирования объектов приборостроения.

Уметь работать с современными системами автоматизированного проектирования и трассировки печатных плат, конструирования объектов приборостроения.

Владеть навыками вывода полученных результатов при проектировании печатных плат и конструировании объектов приборостроения.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

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

Системный подход к проектированию приборов и систем средствами компьютерных технологий

6

8

16

81

отчет, тестирование

2

Компьютерные средства проектирования приборов

6

8

16

13,15

отчет, тестирование

Всего за  семестр

144

16

16

16

94,15

1,6

0,25

Зач. с оц.

Итого   

144

16

16

16

94,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 6

Раздел 1. Системный подход к проектированию приборов и систем средствами компьютерных технологий

Лекция 1.

Роль моделей в процессе проектирования приборных систем (2 часа).

Лекция 2.

Основы системного подхода к проектированию приборов (2 часа).

Лекция 3.

Описание работы информационных систем конечными автоматами. Процессы и ресурсы. Классификация взаимодействия между процессами (2 часа).

Лекция 4.

Исследование физических процессов в приборных системах средствами математического моделирования (2 часа).

Раздел 2. Компьютерные средства проектирования приборов

Лекция 5.

Семафоры, неделимые операции над семафорами. Решение задачи о взаимном исключении процессов с помощью сетей Петри и семафоров (2 часа).

Лекция 6.

Буфер. Представление буфера с помощью сетей Петри и общих семафоров. Мониторы. Синхронизация процессов сообщениями (2 часа).

Лекция 7.

Сравнение языков программирования MODULA-2 и PASCAL. Понятие модуля в языке реального времени MODULA-2. Единицы компиляции в языке MODULA-2. Пример модуля Буфер, сообщающего о своем состоянии флагами (2 часа).

Лекция 8.

Системно-зависимые возможности языка MODULA-2. Реализация семафоров с помощью языка MODULA-2. Использование приоритетов и семафоров в мониторе Буфер. Конечный автомат состояний ресурса монитора Буфер (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 6

Раздел 1. Компьютерные средства проектирования приборов

Практическое занятие 1.

Создание компонентов и работа с менеджерами библиотек (2 часа).

Практическое занятие 2.

Построение схем в графическом редакторе (2 часа).

Практическое занятие 3.

Проектирование печатных плат (2 часа).

Практическое занятие 4.

Автоматическая трассировка соединений (2 часа).

Практическое занятие 5.

Создание и редактирование чертежа с помощью системы автоматизированного проектирования KOMPAS (2 часа).

Практическое занятие 6.

Конструирование объектов пакетом KOMPAS (2 часа).

Практическое занятие 7.

Построение сопряжений в чертежах деталей пакетом KOMPAS (2 часа).

Практическое занятие 8.

Трехмерное моделирование сборочного чертежа в пакете KOMPAS (2 часа).

 

Методические указания для практических занятий приведены в информационно-образовательном портале https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1557

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 6

Раздел 1. Системный подход к проектированию приборов и систем средствами компьютерных технологий

Лабораторная 1.

Низкоуровневая организация процессов в операционных системах (4 часа).

Лабораторная 2.

Создание и синхронизация параллельных процессов в операционных системах (4 часа).

Лабораторная 3.

Исследование системы взаимодействующих параллельных процессов (4 часа).

Лабораторная 4.

Исследование многоканальной системы контроля (4 часа).

 

Методические указания для практических занятий приведены в информационно-образовательном портале https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1557

 

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. Модель электрических процессов.

2. Функции параметрической чувствительности.

3. Метод аналитического дифференцирования.

4. Метод приращений.

5. Метод сопряженной модели.

6. Модели резистора, конденсатора, индуктивности.

7. Модель биполярного транзистора.

8. Макромодель операционного усилителя.

9. Редукция топологических моделей.

10. Соединения дескрипторов процессов в кольцевой список и очереди.

11. Доступ к контроллеру прерываний в языке MODULA-2.

12. Назначение модуля ProcessScheduler.

13. Системно-зависимые возможности языка MODULA-2.

14. Реализация параллельных процессов и семафоров с помощью языка MODULA-2.

15. Структурный граф организации подсистемы опроса датчиков.

16. Точность изготовления деталей приборов и методы ее обеспечения.

17. Применение RP-технологий в производстве элементов, приборов и систем.

18. Проектирование печатных плат.

19. Трассировка соединений.

 

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.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

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

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

8

144 / 4  

4  

4  

4  

2  

0,5  

14,5  

125,75  

Зач. с оц.(3,75)  

Итого

144 / 4  

4  

4  

4  

2  

0,5  

14,5  

125,75  

3,75  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Системный подход к проектированию приборов и систем средствами компьютерных технологий

8

4

103

отчет, тестирование

2

Компьютерные средства проектирования приборов

8

4

4

22,75

отчет, тестирование, контрольная работа

Всего за  семестр

144

4

4

4

+

125,75

2

0,5

Зач. с оц.(3,75)

Итого   

144

4

4

4

125,75

2

0,5

3,75

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 8

Раздел 1. Компьютерные средства проектирования приборов

Лекция 1.

Современные методы проектирования техпроцессов и оформления технологической документации (2 часа).

Лекция 2.

Компьютерные средства проектирования приборов (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 8

Раздел 1. Компьютерные средства проектирования приборов

Практическое занятие 1.

Создание компонентов и работа с менеджерами библиотек (2 часа).

Практическое занятие 2.

Проектирование печатных плат (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 8

Раздел 1. Системный подход к проектированию приборов и систем средствами компьютерных технологий

Лабораторная 1.

Низкоуровневая организация процессов в операционных системах (4 часа).

 

4.2.2.4. 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. Модель электрических процессов.

2. Функции параметрической чувствительности.

3. Метод аналитического дифференцирования.

4. Метод приращений.

5. Метод сопряженной модели.

6. Модели резистора, конденсатора, индуктивности.

7. Модель биполярного транзистора.

8. Макромодель операционного усилителя.

9. Редукция топологических моделей.

10. Соединения дескрипторов процессов в кольцевой список и очереди.

11. Доступ к контроллеру прерываний в языке MODULA-2.

12. Назначение модуля ProcessScheduler.

13. Системно-зависимые возможности языка MODULA-2.

14. Реализация параллельных процессов и семафоров с помощью языка MODULA-2.

15. Структурный граф организации подсистемы опроса датчиков.

16. Точность изготовления деталей приборов и методы ее обеспечения.

17. Применение RP-технологий в производстве элементов, приборов и систем.

18. Проектирование печатных плат.

19. Трассировка соединений.

 

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

1. Информационные технологии в приборостроении.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении занятий применяется имитационный или симуляционный подход, когда преподавателем разбирается на конкретном примере проблемная ситуация, все шаги решения задачи студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. Затем студенты самостоятельно решают аналогичные задания. Так же при проведении занятий применяется частично-поисковый метод: студенты осуществляют поиск решения поставленной проблемы (задачи). При этом, постановочные задачи опираются на уже имеющиеся у студентов знания и умения, полученные в предшествующих темах.

 

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 Компьютерные технологии в приборостроении

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Левин, С. В. Электроника в приборостроении : учебное пособие / С. В. Левин, В. Н. Хмелёв. — Саратов : Вузовское образование, 2018. — 111 c. - http://www.iprbookshop.ru/74233.html

2. Компьютерные технологии в проектировании. Лабораторный практикум : учебное пособие / Л. И. Назина, О. П. Дворянинова, Н. Л. Клейменова, А. Н. Пегина. — Воронеж : Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2022. — 96 c. - https://www.iprbookshop.ru/122594.html

3. Ёлшин, Ю. М. Инновационные методы проектирования печатных плат на базе САПР P-CAD 200x / Ю. М. Ёлшин. — Москва : СОЛОН-Пресс, 2018. — 464 c. - http://www.iprbookshop.ru/90329.html

4. Мефодьева, Л. Я. Практика КОМПАС. Первые шаги : учебное пособие / Л. Я. Мефодьева. — Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2014. — 123 c. - http://www.iprbookshop.ru/45482.html

5. Беспалов, Д. А. Операционные системы реального времени и технологии разработки кроссплатформенного программного обеспечения. В 3 частях. Ч.3 : учебное пособие / Д. А. Беспалов, С. М. Гушанский, Н. М. Коробейникова. — Ростов-на-Дону, Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2021. — 214 c. - https://www.iprbookshop.ru/117158.html

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Колесниченко, Н. М. Инженерная и компьютерная графика : учебное пособие / Н. М. Колесниченко, Н. Н. Черняева. — 2-е изд. — Москва, Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. — 236 c. - https://www.iprbookshop.ru/115228.html

2. Лихачева, М. С. Проектирование печатных плат : учебно-методическое пособие / М. С. Лихачева. — Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2022. — 35 c. - https://www.iprbookshop.ru/125275.html

 

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:

Информационно-образовательный портал МИВлГУ http://www.mivlgu.ru/iop/

Портал знаний http://statistica.ru/branches-maths/obzor-chislennykh-metodov/

Национальный Открытый Университет "Интуит" http://www.intuit.ru/

Онлайн среда для моделирования Tinkercad http://tinkercad.com

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

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

iprbookshop.ru

 

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

 

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. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу в соответствии с заданием на практическую работу.В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

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 – зачет с оценкой. 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

«Компьютерные технологии в приборостроении»

по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение

 

Рабочая программа дисциплины «Компьютерные технологии в приборостроении» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет с оценкой .

Цель дисциплины: научить студентов основам построения многопоточных приложений, решения задач конструирования и проектирования на основе программного обеспечения в области автоматизированного проектирования и конструирования.

Задачей дисциплины является формирование у студентов знаний и умений по разработке и применению программных продуктов при решении практических задач приборостроения, выполнять математическое моделирование процессов и объектов, решать задачи проектирования и конструирования на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования.

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 «Компьютерные технологии в приборостроении» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение.

 

04.06.2019 г.