Проєктування реконфігурованих комп'ютерних систем
Спеціальність: Комп'ютерні системи та мережі
Код дисципліни: 7.123.01.E.018
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електронні обчислювальні машини
Лектор: доцент Бачинський Руслан Володимирович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність:
ІНТ - здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі інформаційних технологій або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів комп’ютерної інженерії і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.
загальні компетентності:
ЗК3 - Здатність проводити дослідження на відповідному рівні.
ЗК5 - здатність до застосування знань на практиці;
ЗК6 - здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел;
Спеціальні (фахові) компетентності:
СК2 - здатність розробляти алгоритмічне та програмне забезпечення, компоненти рекнфігурованих комп’ютерних систем, кіберфізичних систем з використанням сучасних методів і мов можелювання апаратних засобів, а також засобів і систем автоматизації проектування.
СК3 - здатність проектувати реконфігуровані комп’ютерні системи з урахуванням цілей, обмежень, технічних, економічних та правових аспектів.
СК4 - здатність будувати та досліджувати моделі руконфігурованих комп’ютерних систем.
СК5 - здатність будувати архітектуру та створювати системне і прикладне програмне забезпечення для реконфігурованих комп’ютерних систем.
СК7 - здатність досліджувати, розробляти та обирати технології створення великих і надвеликих систем.
СК9 - здатність представляти результати власних досліджень та/або розробок у вигляді презентацій, науково-технічних звітів, статей і доповідей на науково-технічних конференціях.
Результати навчання: РН1 - Застосовувати загальні підходи пізнання, методи математики, природничих та інженерних наук до розв’язання складних задач комп’ютерної інженерії.
РН3 - Будувати та досліджувати моделі реконфігурованих комп’ютерних систем, оцінювати їх адекватність, визначати межі застосовності.
РН7 - Вирішувати задачі аналізу та синтезу реконфігурованих комп’ютерних систем.
РН11 - Приймати ефективні рішення з питань розроблення, впровадження та експлуатації реконфігурованих комп’ютерних систем, аналізувати альтернативи, оцінювати ризики та імовірні наслідки рішень.
РН13 - Зрозуміло і недвозначно доносити власні знання, висновки та аргументацію з питань інформаційних технологій і дотичних міжгалузевих питань до фахівців і нефахівців, зокрема до осіб, які навчаються.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Архітектура комп`ютерів
Комп’ютерна логіка
Основи проектування цифрових засобів на ПЛІС
Короткий зміст навчальної програми: Проектування реконфігурованих комп'ютерних засобів починається з дослідження – дослідження того, що на даний час зробили в даному напряму інші розробники, що можна взяти з їхнього досвіду та результатів для використання у власному проекті. Після того, як в результаті дослідження знайдено найкращий аналог, починається власне проектування. Наступним кроком після проектування знову є дослідження, але тепер це дослідження власної розробки, її властивостей, її здатності задовільняти вимоги замовника – її якості. Розробка нової техніки вважається закінченою тільки коли ці дослідження дали позитивний результат.
Дослідження грають також важливу роль при розробці реконфігурованих комп’ютерних систем.
Про надзвичайну важливість досліджень говорить той факт, що витрати на їх проведення сягають 90 % витрат на весь процес створення нової техніки.
Проведення і досліджень, і проектування спирається на чисельні стандарти, при їх проведенні використовуються напрацьовані роками стандартні методики, використовуються стандартне та нестандартне обладнання. Нестандартні програмні (тести) та апаратні засоби, доводиться створювати самим учасникам проекту, що також вимагає окремого знання та компетентностей.
Даний курс як раз і призначений для ознайомлення студентів із згаданими стандартами, методиками, методами та обладнанням.
Опис: Вступ. Мета та задачі курсу. Основні поняття та термінологія. Реконфігуровані комп’ютерні системи, їхні характеристики, властивості та відмінності, організація їхнього проектування. Основні документи при проведенні проектування. Основні етапи життєвого циклу . Основні принципи досліджень, тестування, налагодження і контролю. Еталони. Класифікація і прояви насправностей цифрових пристроїв у складі реконфігурованих комп’ютерних систем. Рекомендована послідовність дослідження, тестування та діагностики цифрових пристроїв у складі реконфігурованих комп’ютерних систем. Особливості дослідження комбінаційних схем. Особливості дослідження схем з пам’яттю. Використання вбудованого контролю для дослідження реконфігурованих комп’ютерних систем. Структурні методи синтезу тестів реконфігуроаних комп’ютерних систем. Стандартне і нестандартне обладнання для дослідження комп’ютерних систем.Використання ПЛІС та ПЛМ для проектування реконфігурованих комп’ютерних систем.Поняття про ядра та генератори конфігурованих ядер для ПЛІС. Засоби проектування реконфігурованих комп’ютерних систем.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання здійснюється за результатами виконання лекційних та семестрового тесту у віртуальному навчальному середовищі університету, а також за результатами виконання лабораторних робіт.
Критерії оцінювання результатів навчання: Семестрова оцінка виставляється за умови виконання студентом навчального плану.
Семестрова оцінка формується з результатів поточного контролю виконання лабораторних робіт і семестрового тестування.
Результат семестрового тестування є добутком результату семестрового тесту у віртуальному навчальному середовищі та коефіцієнта лекційних тестів у віртуальному навчальному середовищі.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. E. A. Lee and S. A. Seshia. Introduction to Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach, Second Edition, MIT Press, - 2017. – 565 p.
Melnyk A. O. Multilevel basic cyber physical system platform // Cyber physical systems: achievements and challenges. First scientific seminar materials (June 25-26 2015 Lviv). – 2015. – p. 5–15
Jay Lee, Behrad Bagheri, and Hung-An Kao. A cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3:18–23, 2015. 2
A. Salo. Simulation of water purification machine for vending cyber physical systems. Technology audit and production reserves — № 2/2(40), 2018 – p. 16 – 21.
Жабін В.І., Жуков І.А., Клименко І.А., Ткаченко В.В. Прикладна теорія цифрових автоматів: Навч. посібник. – К.: Книжкове видавництво НАУ, 2007. – 364 с.
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).
Проєктування реконфігурованих комп'ютерних систем (курсова робота)
Спеціальність: Комп'ютерні системи та мережі
Код дисципліни: 7.123.01.E.019
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Електронні обчислювальні машини
Лектор: доцент Бачинський Руслан Володимирович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність:
ІНТ - здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі інформаційних технологій або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів комп’ютерної інженерії і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.
загальні компетентності:
ЗК3 - Здатність проводити дослідження на відповідному рівні.
ЗК5 - здатність до застосування знань на практиці;
ЗК6 - здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел;
Спеціальні (фахові) компетентності:
СК2 - здатність розробляти алгоритмічне та програмне забезпечення, компоненти рекнфігурованих комп’ютерних систем, кіберфізичних систем з використанням сучасних методів і мов можелювання апаратних засобів, а також засобів і систем автоматизації проектування.
СК3 - здатність проектувати реконфігуровані комп’ютерні системи з урахуванням цілей, обмежень, технічних, економічних та правових аспектів.
СК4 - здатність будувати та досліджувати моделі руконфігурованих комп’ютерних систем.
СК5 - здатність будувати архітектуру та створювати системне і прикладне програмне забезпечення для реконфігурованих комп’ютерних систем.
СК7 - здатність досліджувати, розробляти та обирати технології створення великих і надвеликих систем.
СК9 - здатність представляти результати власних досліджень та/або розробок у вигляді презентацій, науково-технічних звітів, статей і доповідей на науково-технічних конференціях.
Результати навчання: РН1 - Застосовувати загальні підходи пізнання, методи математики, природничих та інженерних наук до розв’язання складних задач комп’ютерної інженерії.
РН3 - Будувати та досліджувати моделі реконфігурованих комп’ютерних систем, оцінювати їх адекватність, визначати межі застосовності.
РН7 - Вирішувати задачі аналізу та синтезу реконфігурованих комп’ютерних систем.
РН11 - Приймати ефективні рішення з питань розроблення, впровадження та експлуатації реконфігурованих комп’ютерних систем, аналізувати альтернативи, оцінювати ризики та імовірні наслідки рішень.
РН13 - Зрозуміло і недвозначно доносити власні знання, висновки та аргументацію з питань інформаційних технологій і дотичних міжгалузевих питань до фахівців і нефахівців, зокрема до осіб, які навчаються.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Архітектура комп`ютерів
Комп’ютерна логіка
Основи проектування цифрових засобів на ПЛІС
Короткий зміст навчальної програми: Проектування реконфігурованих комп'ютерних засобів починається з дослідження – дослідження того, що на даний час зробили в даному напряму інші розробники, що можна взяти з їхнього досвіду та результатів для використання у власному проекті. Після того, як в результаті дослідження знайдено найкращий аналог, починається власне проектування. Наступним кроком після проектування знову є дослідження, але тепер це дослідження власної розробки, її властивостей, її здатності задовільняти вимоги замовника – її якості. Розробка нової техніки вважається закінченою тільки коли ці дослідження дали позитивний результат.
Дослідження грають також важливу роль при розробці реконфігурованих комп’ютерних систем.
Про надзвичайну важливість досліджень говорить той факт, що витрати на їх проведення сягають 90 % витрат на весь процес створення нової техніки.
Проведення і досліджень, і проектування спирається на чисельні стандарти, при їх проведенні використовуються напрацьовані роками стандартні методики, використовуються стандартне та нестандартне обладнання. Нестандартні програмні (тести) та апаратні засоби, доводиться створювати самим учасникам проекту, що також вимагає окремого знання та компетентностей.
Даний курс як раз і призначений для ознайомлення студентів із згаданими стандартами, методиками, методами та обладнанням.
Опис: Вступ. Мета та задачі курсу. Основні поняття та термінологія. Реконфігуровані комп’ютерні системи, їхні характеристики, властивості та відмінності, організація їхнього проектування. Основні документи при проведенні проектування. Основні етапи життєвого циклу . Основні принципи досліджень, тестування, налагодження і контролю. Еталони. Класифікація і прояви насправностей цифрових пристроїв у складі реконфігурованих комп’ютерних систем. Рекомендована послідовність дослідження, тестування та діагностики цифрових пристроїв у складі реконфігурованих комп’ютерних систем. Особливості дослідження комбінаційних схем. Особливості дослідження схем з пам’яттю. Використання вбудованого контролю для дослідження реконфігурованих комп’ютерних систем. Структурні методи синтезу тестів реконфігуроаних комп’ютерних систем. Стандартне і нестандартне обладнання для дослідження комп’ютерних систем.Використання ПЛІС та ПЛМ для проектування реконфігурованих комп’ютерних систем.Поняття про ядра та генератори конфігурованих ядер для ПЛІС. Засоби проектування реконфігурованих комп’ютерних систем.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання здійснюється за результатами виконання курсового проекту, його оформлення та захисту.
Критерії оцінювання результатів навчання: Семестрова оцінка виставляється за умови виконання студентом навчального плану.
Семестрова оцінка формується з результатів виконання курсового проекту, його оформлення та захисту.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. E. A. Lee and S. A. Seshia. Introduction to Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach, Second Edition, MIT Press, - 2017. – 565 p.
Melnyk A. O. Multilevel basic cyber physical system platform // Cyber physical systems: achievements and challenges. First scientific seminar materials (June 25-26 2015 Lviv). – 2015. – p. 5–15
Jay Lee, Behrad Bagheri, and Hung-An Kao. A cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3:18–23, 2015. 2
A. Salo. Simulation of water purification machine for vending cyber physical systems. Technology audit and production reserves — № 2/2(40), 2018 – p. 16 – 21.
Жабін В.І., Жуков І.А., Клименко І.А., Ткаченко В.В. Прикладна теорія цифрових автоматів: Навч. посібник. – К.: Книжкове видавництво НАУ, 2007. – 364 с.
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).