Основи збору, передавання та обробки інформації
Спеціальність: Системна інженерія (Інтернет речей)
Код дисципліни: 6.122.09.E.056
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Комп'ютеризовані системи автоматики
Лектор: Степаняк М.В.
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
ЗК6. Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями.
ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК8. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
ЗК12. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.
ЗК15. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.
Фахові компетентності (ФК):
СК1. Здатність до математичного формулювання та досліджування неперервних та дискретних математичних моделей, обґрунтовування вибору методів і підходів для розв’язування теоретичних і прикладних задач у галузі комп’ютерних наук, аналізу та інтерпретування.
СК2. Здатність до виявлення статистичних закономірностей недетермінованих явищ, застосування методів обчислювального інтелекту, зокрема статистичної, нейромережевої та нечіткої обробки даних, методів машинного навчання та генетичного програмування тощо.
СК3. Здатність до логічного мислення, побудови логічних висновків, використання формальних мов і моделей алгоритмічних обчислень, проектування, розроблення й аналізу алгоритмів, оцінювання їх ефективності та складності, розв’язності та нерозв’язності алгоритмічних проблем для адекватного моделювання предметних областей і створення програмних та інформаційних систем.
СК4. Здатність використовувати сучасні методи математичного моделювання об’єктів, процесів і явищ, розробляти моделі й алгоритми чисельного розв’язування задач математичного моделювання, враховувати похибки наближеного чисельного розв’язування професійних задач.
СК5. Здатність здійснювати формалізований опис задач дослідження операцій в організаційно-технічних і соціально-економічних системах різного призначення, визначати їх оптимальні розв’язки, будувати моделі оптимального управління з урахуванням змін економічної ситуації, оптимізувати процеси управління в системах різного призначення та рівня ієрархії.
Фахові компетентності професійного спрямування (ФКС)
Для блоку індустріальний Інтернет речей
1.1. Здатність розробляти алгоритмічне і програмне забезпечення пристроїв Інтернету речей та вміти розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні рішення;
1.2. Здатність розробляти системи і пристрої Інтернету речей на базі мікропроцесорів та мікроконтролерів.
1.3. Здатність розробляти програмне забезпечення для обміну даними між віддаленими пристроями Інтернету речей;
1.4. Здатність використовувати знання основ цифрової обробки сигналів та вміння використовувати їх при проектуванні систем технічного зору, опрацюванні мовних сигналів, аналізі та синтезі зображень.
Для блоку інтернет речей на автотранспорті
2.4. Здатність розробляти структури баз даних, виконувати базові функції адміністрування систем керування базами даних для систем управління рухомими об’єктами.
Результати навчання: В результаті вивчення дисципліни фахівець повинен знати:
- методи перетворення та передачі повідомлень і сигналів;
- принципи організації та особливості ліній, каналів та мереж зв'язку;
- способи забезпечення високої завадостійкості, ефективності і надійності телекомунікаційних систем та мереж.
Підготовлений фахівець повинен вміти:
- здійснювати розрахунки параметрів сигналів і характеристик елементів та функціональних вузлів систем збору, передачі і обробки інформації;
- самостійно розробляти схеми вузлів та пристроїв систем збору, оброблення та передавання інформації на основі сучасної елементної бази.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Теорія інформації
Елементи дискретних пристроїв автоматики і обчислювальної техніки
Прикладний аналіз даних
Короткий зміст навчальної програми: Метою викладання дисципліни є повідомлення студентам знань з теорії збору, передачі і обробки інформації для розуміння функціонування сучасних телекомунікаційних систем та мереж, а також розвиток у студентів навичок до самостійної розробки елементів та функціональних вузлів засобів електрозв'язку.
Опис: Навчальна дисципліна ВБ2.1. Основи збору, передавання та обробки інформації ключена до циклу дисциплін професійної підготовки за переліком освітньо-професійної програми бакалавра за спеціальністю 122 Комп’ютерні науки спеціалізації Системна інженерія (Інтернет речей).
У процесі навчання студенти ознайомлюються з:
- методами перетворення та передачі повідомлень і сигналів;
- принципами організації та особливості ліній, каналів та мереж зв'язку;
- способами забезпечення високої завадостійкості, ефективності і надійності телекомунікаційних систем та мереж.
Здійснювати розрахунки параметрів сигналів і характеристик елементів та функціональних вузлів систем збору, передачі і обробки інформації. Розробляти схеми вузлів та пристроїв систем збору, оброблення та передавання інформації на основі сучасної елементної бази та подальшого використання в різних галузях науки й техніки.
Назви тем:
1 Основні поняття та визначення
Поняття, способи представлення і передавання інформації. Пові-домлення і сигнали. Аналогові і дискретні сигнали, детерміновані і випадкові сигнали. Тривалість, ширина смуги і динамічний діа-пазон сигналу. Поняття об’єму сигналу. Властивості передаваль-ного і приймального пристрою системи зв’язку.
2.Канали зв’язку
лінія зв’язку і канал зв’язку.Об’єм каналу зв’язку. Умова узго-дження сигналу і каналу зв’язку. Можливість обміну між параме-трами каналу зв’язку Провідні канали зв’язку. Канали радіо і ра-діорелейного зв’язку. Тропосферні, іоносферні та сателітарні лі-нії. Структура волоконно-оптичних систем зв’язку.
3.Сигнали і завади
Сигнал як випадковий процес, його середнє значення, дисперсія і середньоквадратичне відхилення. Завади і їх походження. Флук-туаційні і імпульсні завади. Методи боротьби з завадами. Опти-мальний фільтр і кореляційний приймач.
4. Модульовані сигнали
Параметри АМ сигналу. Спектр АМ сигналу. Енергетичні харак-теристики АМ сигналу. Ширина спектру при кутовій модуляції.
Формування АМ і односмугового сигналу. Схеми частотного і фазового модулятора. Формування аналогового АІМ, ШІМ і ЧІМ сигналу.
5. Детектування сигналів
Діодні амплітудні детектори. Детектування сигналів з балансною модуляцією і односмугових сигналів. Детектування сигналів з ча-стотною модуляцією. Аналогові і дискретні сигнали, детерміно-вані і випадкові сигнали. Детектування сигналів з фазовою моду-ляцією.
6.Телеметричні системи
Принципи вимірювання фізичних величин. Загальна структура первинних перетворювачів. Засоби контролю температури. Вимі-рювання тиску, вологості, швидкості потоку рідин ігазів, аналіза-тори хімічного складу, напруженості магнітного поля, перемі-щення об’єктів. Інфрачервоні та волоконно-оптичні первинні пе-ретворювачі. Структурна схема системи телеметрії. Принцип фо-рмування канальних сигналів при частотному і часовому ущіль-нені каналів. Розділення сигналів в приймальному пристрої.
7. Модуляція в цифрових системах передачі інформації
Класифікація маніпульованих сигналів. Амплітудна маніпуляція, швидкість передачі і вимога до смуги пропускання амплітудно-маніпульованих сигналів. Багатозначна амплітудна маніпуляція. Частотна і мінімальна частотна маніпуляція. Фазова і відносна фазова маніпуляція. Квадратурна фазова і амплітудна маніпуляція.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з практичних (розрахункових),індивідуальних домашніх робіт, виконання лабораторних робіт (40%)
• підсумковий контроль (60 %, контрольний захід, іспит): письмово-усна форма .
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (40%): письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування,
Підсумковий контроль (60 %, іспит).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: .Література до теоретичного курсу
1. Теория передачи сигналов / А.Г.Зюко, Д.Д.Кловський, М.В.Назаров, Л.М.Финк. - М: Радио и связь, 1986, с. 304.
2. Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход: Пер. с англ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
3. Системы электросвязи: Учебник для вузов / Под ред. В.П.Шувалова. - М.: Радиосвязь. 1987, с. 512.
4. Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов / Под ред. В.П.Шувалова. - М.: Радио и связь. 1990, с. 464.
5. Пенин П.И., Филиппов Л.И. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь. 1984, с. 256.
5. Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме». - 2003. - 1104 с.
6. Макаров В.А. Теоретические основы телемеханики. Л: 1974, с.287.
7. Хома В.В. Основи збору , передачі та оброблення інформації. Навчальний посібник. Львів. 2007. Вид. НУ ЛП , с.312.
3.2. Література до лабораторних і практичних занять
1. Митюшкин К.Т. Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах. - М.: энергоатомиздат, 1990, с. 288.
2. Жуковицкий Б.Я. Сигналы телемеханики и их преобразования. Изд. 2-е перероб. и доп. М. "Энергия" 1968. с. 96.
3. Советов Б.Я. Применение микропроцессорных средств в СПД. - М.: Высш. шк., 1987, с. 256.
4. Печников А.В., Сидоренко Г.В., Федорова С.А. Средства передачи и отображение информации. - М.: Радио и связь. 1991, с. 224.
5. Берганов И.Р., Гордиенко Г.В., Крухмалев В.В. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. Уч. пособие. - М.: Радио и связь. 1989, с. 272.
6. Жураковский Ю.П. Передача информации в ГАП. - К.: Вища шк., 1991, с. 216.
7. Питання теорії та проектування передавальних напівкомплектів систем телемеханіки. Навч. посібник / Під ред. М.В.Кіріанакі. - К.: УМК ВО, 1991, с. 204.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).