Рабочая программа дисциплины системы передачи и преобразования информации

Скачать 176.08 Kb.

Название	Рабочая программа дисциплины системы передачи и преобразования информации
Дата публикации	03.10.2013
Размер	176.08 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Информатика > Документы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

Факультет автоматики и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________ Ю.М. Вишняков
"_____"__________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

220700.62 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
Профиль подготовки:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения
Очная

(очная, очно-заочная и др.)

г. Таганрог

2011

1. Цели освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Системы передачи и преобразования информации» (СППИ) – состоит в изучении студентами технологии передачи информации по каналам связи.

Цели дисциплины соответствуют всем 3-м целям ООП по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств», а именно:

1 цель направления. Удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии путем получения высшего образования в области автоматизации технологических процессов и производств;

2 цель направления. Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома магистра в области автоматизации технологических процессов и производств, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.

3 цель направления. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации систем автоматизации производственных и технологических процессов изготовления продукции различного служебного назначения, управления ее жизненным циклом и качеством, контроля, диагностики и испытаний.

А также локальным целям профиля подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств в энергетике»:

1 цель профиля. Развитие у студентов теоретических знаний и практических навыков, позволяющих выпускникам понимать и применять фундаментальные и передовые знания и научные принципы, лежащие в основе современных средств и систем автоматизации, управления, контроля технологическими процессами и производствами при формулировании и решении инженерных задач;

2 цель профиля. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать задачи проектирования, изготовления, отладки, производственных испытаний, эксплуатации и научного исследования средств технологического оснащения автоматизации, управления, контроля и диагностирования основного и вспомогательного производств в области энергетики, их математического, программного, информационного и технического обеспечения

3 цель профиля. Формирование у выпускников навыков практической реализации и внедрения инженерных решений, при разработке проектов автоматизации технологических процессов и производств, управления жизненным циклом продукции и ее качеством, включающих вопросы планирования и организации работ, формирования технической документации, защиты интеллектуальной собственности, оценки экономической эффективности, безопасности и экологичности разработок.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата по направлению подготовки 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Данная дисциплина относится к математическому и естественно-научному циклу. Вариативная часть.

Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин «Математика», «Математическая логика и теория алгоритмов». Материалы дисциплины используются в курсах «Теория автоматического управления», «Моделирование систем управления», «Вычислительные машины, системы и сети»».
Среди основных задач образовательной профессиональной программы необходимо выделить такие, как подготовка к участию во всех фазах исследования, проектирования, разработки, изготовления и эксплуатации средств и систем автоматизации и управления (СиСАиУ); организация процесса разработки и производства СиСАиУ, построение математических моделей технических систем, технологических процессов и производств как объектов автоматизации и управления; разработка алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизации и управления объектами различной физической природы; инсталляция, настройка и обслуживание системного, инструментального и прикладного программного обеспечения систем автоматизации и управления; анализ эксплуатационных характеристик средств и систем автоматизации и управления с целью выработки требований по их модификации. Благодаря изучению указанных вопросов, студент приобретает практические навыки по проектированию систем автоматизации и управления.

Изучение дисциплины «Системы передачи и преобразования информации» является одной из важнейших составляющих в подготовке специалиста, поскольку основы знаний по информационным процессам, с одной стороны, являются важной областью эффективного применения современных средств ВТ, а с другой стороны, они служат основой для совершенствования существующих и создания новых современных систем автоматики и автоматизации.

Дисциплина дается на третьем курсе и позволяет студенту изучить расчет спектральных характеристик сигналов, параметров дискретизации и квантования сигналов, построения циклического кода, кодирующих и декодирующих устройств.

Организации и предприятия, принимающие на работу выпускников университета по ОПП 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», нуждаются в специалистах, свободно ориентирующихся не только в возможностях современных программных и программно-аппаратных средств вычислительной техники, но и знающих основные тенденции их дальнейшего развития, в том числе и в области информационных процессов и систем. Дисциплина «Системы передачи и преобразования информации» является одним из важнейших компонентов подготовки таких специалистов. Полученные теоретические и практические навыки являются основой развития узкопрофессиональных и специализированных знаний в рамках специфики организации или промышленного предприятия.

Поскольку в процессе обучения студент знакомится с современными программными средствами, используемыми при разработке, решении и описании поставленных задач, то при овладении этими навыками в достаточной степени его резюме заинтересует многих заказчиков.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины информатика.
Выпускник должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:
ОК–16: способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасность и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

ОК–17: способностью применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией;

ОК–18: способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- элементы теории информации и теории математических моделей сигналов,

- теорию кодирования,

- теорию оценки эффективности и помехоустойчивости информационных систем;

- принципы построения систем передачи и преобразования информации;

Уметь:

- применять принципы и методы математического моделирования при разработке и исследовании систем управления;

Владеть:

- современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

- принципами и методами моделирования, анализа, синтеза и оптимизации систем и средств автоматизации, контроля и управления.
4. Структура и содержание дисциплины «Системы передачи и преобразования информации»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Вид учебной работы	Всего часов
Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	180/5 ЗЕТ
Аудиторные занятия	72
- лекции	18
- практические занятия	18
- лабораторные работы	36
- другие виды аудиторных занятий	-
Самостоятельная работа	58
Курсовой проект (работа)	-
Контроль самостоятельной работы	18
Аттестация	32 Экзамен (5 семестр)

№ п/п	Раздел дисциплины “Информатика”	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)					Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
				лек	лаб	пр	ср	КСР
Модуль “ Каналы передачи информации и Основы теории сигналов”
1	основные понятия	5	1	0,5	1	0,5	2		письменная контрольная работа, собеседования
2	основы описания дискретных каналов	5	1	0,5	1	0,5	3
3	основные модели источников ошибок	5	2	1	2	1	2
4	частные модели источников ошибок	5	3	1	2	1	3
5	математическое представление сигналов	5	4	0,5	1	0,5	2
6	дискретизация и квантование сигналов	5	4	0,5	1	0,5	3	6
Модуль “ Спектры сигналов и принципы построения модемов”
7	частотная область представления сигналов	5	5	0,5	1	0,5	2		письменная контрольная работа, собеседования
8	спектр плотности энергии	5	5	0,5	1	0,5	3
9	спектр плотности мощности	5	6	1	2	1	3
10	виды модуляции	5	7	1	2	1	2
11	спектры модулированных сигналов	5	8	0,5	1	0,5	2
12	принцип действия дискретных каналов	5	8	0,5	1	0,5	2	6
Модуль “ Кодирование информации и принципы построения систем передачи информации”
13	первичные коды	5	9	1	2	1	3		письменная контрольная работа, собеседования
14	помехоустойчивые коды	5	10	1	2	1	2
15	групповые коды	5	11	1	2	1	2
16	циклические коды	5	12	1	2	1	2
17	кодирующие устройства	5	13	1	2	1	2
18	декодирование циклических кодов	5	14	1	2	1	2
19	синхронизация и фазирование	5	15	1	2	1	2
20	методы повышения верности	5	16	1	2	1	2
21	системы передачи информации с решающей обратной связью	5	17	1	2	1	2
22	системы передачи информации с информационной обратной связью	5	18	1	2	1	2	6

5. Образовательные технологии
Используется:

– при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника;

– при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, программное обеспечение для выполнения лабораторных работ.

- технология разноуровневого обучения;

- технология развивающего обучения;

- технология модульного и блочно-модульного обучения

- информационно-коммуникационные технологии;

- технологии личностно-ориентированного обучения и воспитания;

- педагогика сотрудничества;

- технология учебного проектирования;

- технология обучения как учебного исследования;

- технология коллективно-мыслительной деятельности.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Лабораторные занятия

1. Лабораторная работа № 1. «Исследование дискретизации и квантования аналоговых сигналов»

2. Лабораторная работа № 2. «Исследование спектров сигналов»

3. Лабораторная работа № 3. «Исследование кодирующих устройств»

4. Лабораторная работа № 4. «Исследование декодирующих устройств»

5. Лабораторная работа № 5. «Исследование систем передачи информации с решающей обратной связью»

6. Лабораторная работа № 6. «Исследование систем передачи информации с информационной обратной связью»
Темы практических занятий
1. Определение энтропии и информации

2. Модели непрерывных и дискретных каналов связи

3. Модели сигналов

4. Дискретизация и квантование

5. Спектры сигналов

6. Модуляция сигналов

7. Кодирование

8. Декодирование

9. Системы передачи информации с обратной связью
Темы рефератов:

1. Информация и Энтропия.

2. Способы измерения информации.

3. Оптимальное кодирование информации.

4. Пропускная способность канала.

5. Способы вычисления информационной емкости системы.

6. Помехи в каналах связи.

7. Модели непрерывного канала.

8. Сообщения, сигналы и помехи, как случайные процессы.

9. Дискретизация и квантование сигналов.

10. Критерий оценки точности.

11. Выбор шага дискретизации по вероятностным характеристикам сигнала.

12. Экспоненциальный ряд Фурье.

13. Спектры сигналов.

14. Энергетические характеристики спектра.

15. Амплитудная модуляция.

16. Спектры сигналов, модулированных по частоте.

17. Спектры сигналов модулированных по фазе.

18. Спектры манипулированных сигналов.

19. Модуляция с применением импульсных носителей.

20. Принципы построения многоканальных систем.

21. Принцип действия канала с амплитудной манипуляцией.

22. Принцип действия канала с частотной манипуляцией.

23. Принцип действия канала с относительной фазовой модуляцией.

24. Коды по законам комбинаторики.

25. Групповые коды.

26. Циклические коды.

27. Кодеры циклических кодов.

28. Устройства декодирования циклических кодов.

29. Синхронизация и фазирование.

30. Системы с решающей обратной связью.

31. Системы с информационной обратной связью.
Контрольные вопросы:

1. Предмет курса, его цели и задачи.

2. Определение информации и энтропии в случае равновероятных возможностей. Количество информации. Три способа измерения информации. Энтропия в случае неравновероятных возможностей.

3. Апостериорная энтропия. Усредненная энтропия. Свойства энтропии. Условная энтропия. Свойства условной энтропии.

4. Энтропия непрерывной случайной величины. Распределение случайной величины. Два варианта определения энтропии. Энтропия для случайной величины, имеющей «разрывы».

5. Кодирование. Кодирование дискретной информации при отсутствии помех. Два подхода в кодировании.

6. Принципы кодирования и декодирования. Определение длины кодовой реализации. Оптимальное и неоптимальное кодирование.

7. Основные теоремы для кодирования без помех. Дешифрируемые коды. Коды Крафта.

8. Оптимальное кодирование по Хуфману. Коды Фано. «Дерево» кодирования.

9. Кодирование при наличии штрафов. Пропускная способность канала. Прямой способ вычисления информационной емкости системы.

10. Структура одноканальной системы передачи информации. Помехи в каналах связи. Классификация каналов. Классификация помех. Пропускная способность канала. Скорость передачи информации.

11. Сообщения, сигналы и помехи, как случайные процессы. Система базисных функций.

12. Дискретизация и квантование сигналов. Общие положения. Регулярность отсчетов. Критерий оценки точности.

13. Выбор шага дискретизации по временным характеристикам сигнала. Выбор шага дискретизации по производным сигнала.

14. Выбор шага дискретизации по вероятностным характеристикам сигнала. Квантование сигнала.

15. Спектры сигналов. Ортогональный базис. Функции тригонометрического базиса. Экспоненциальный ряд Фурье

16. Энергетические характеристики спектра. Спектр плотности энергии. Равенство Парсеваля и его применение для расчета практической ширины спектра. Средняя мощность сигнала.

17. Амплитудная модуляция. Правило построения амплитудо-модулированного сигнала.

18. Спектры сигналов, модулированных по частоте. Узкополосная ЧМ-модуляция.

19. Спектры сигналов модулированных по фазе.

19. Спектры сигналов модулированных по частоте и амплитуде.

20. Спектры манипулированных сигналов. Амплитудная манипуляция. Частотная манипуляция. Фазовая манипуляция. Модуляция с применением импульсных носителей.

21. Кодирование. Первичные коды. Алфавит, длина, и мощность кода. Коды по законам комбинаторики. Коды по законам размещения, сочетания, перестановок. Код по закону перестановок с повторением. Сменно-качественный код.

22. Избыточность кода. Режимы обнаружения и исправления ошибок. Принципы обнаружения и исправления ошибок. Оценка корректирующих свойств кода. Кодовое расстояние по Хэммингу.

23. Коды, обнаруживающие одиночные ошибки. Код с контролем на четность. Код с постоянным весом. Корреляционный код. Код с инверсным дополнением.

24. Определение группового кода через образующую матрицу. Свойство замкнутости. Линейная независимость в комбинационном коде. Образующая матрица. Правило определения контрольных символов.

25. Методика построения группового кода. Проверочная матрица и опознователь ошибок. Условия обнаружения и исправления ошибок. Таблица декодирования.

26. Задание циклического кода. Образующий полином. Образующая матрица.

27. Методы обнаружения исправления ошибок. Проверочная матрица. Проверочный полином. Вычисление синдрома ошибки. Условия выбора порождающего полинома.

28. Линейные переключательные схемы. Схемы умножения и деления.

30. Кодеры циклических кодов. Схема вычисления остатка.

31. Кодирующие устройства. Схема умножения информационного полинома на образующий.

32. Кодирующие устройства. Схема основанная на свойствах проверочного полинома.

33. Устройства декодирования. Схема с обнаружением ошибок. Вычислитель синдромов.

34. Устройства декодирования. Схема для режима исправления ошибок. Селектор синдромов.

35. Устройства декодирования. Последовательный и параллельный методы.

36. Синхронизация и фазирование.

37. Системы с решающей обратной связью. Структура системы, временные диаграммы, граф состояний. Область применения.

38. Системы с информационной обратной связью. Структура системы, временные диаграммы, граф состояний. Область применения.

39. Организация обмена между аппаратурой передачей данных и оконечным оборудованием данных.

40. Понятие интерфейса. Временные диаграммы установления связи.
Контроль самостоятельной работы студентов по данной дисциплине осуществляется проведением контрольных работ, защита рефератов с последующим разбором типовых ошибок.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Системы передачи и преобразования информации.
а) основная литература:
1. Финаев В.И. Обработка и передача сигналов в системах дистанционного управления: Учебное пособие. – Таганрог: ТРТУ, 2003.

2. Финаев В.И. Информационные обмены в сложных системах: Учебное пособие. – Таганрог: ТРТУ, 2001.

3. Глод О.Д., Пушнин А.В., Финаев В.И. Сборник задач по курсу «Системы петерачи и преобразования информации»: Учебное пособие. – Таганрог: ТРТУ, 2002.

4. Цымбал В.П. Теория информации и кодирование. - Киев: "Вища школа", 2007.

5. Цымбал В.П. Задачник по теории информации и кодированию. - Киев: "Вища школа", 2006.

6. Мартин Д. Системный анализ передачи данных. Т.2 - М.: Мир, 2005.

7. http://sau.tti.sfedu.ru/ru/forstudent/library

б) дополнительная литература:

1. Лозинский Л.Д. Помехоустойчивая передача информации в АСУ. - М.: Инт-т имени И.М.Губкина, 2003.

2. Удалов А.П., Супрун Б.А. Избыточное кодирование при передаче информации двоичными кодами. - М.: Связь, 2004.

3. Яглом А.М., Яглом И.М. Вероятность и информация. - М.: Наука, 2003.

4. Зюко АГ. Элементы теории передачи информации. - Киев: "Техника" 2009.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

http://tsisa.ru/

http://www.isa.ru/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Лекционные занятия проводятся в аудиториях оснащенных интерактивными досками и проекционным оборудованием.

Лабораторные занятия проводятся в лабораториях оснащенными персональными компьютерами и сетевым оборудованием, с установленными на них лицензионными операционными системами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки ФАВТ 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» и профилю подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств в энергетике»
Автор: Заргарян Е.В., к.т.н., доцент каф. САУ

Рецензент: Финаев В.И., д.т.н., проф., зав. каф. САУ
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Тема № Сообщения, данные, сигнал, атрибутивные свойства информации,... Практическое руководство по администрированию базы данных пользователей системы дистанционного обучения нп «телешкола» 1		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Практические занятия направлены на освоение методики конфигурирования аппаратуры cisco сетей передачи информации, чтобы успешно выполнить...
	Рабочая программа по учебной дисциплине Устройства преобразования и обработки Рабочая программа дисциплины «Устройства преобразования и обработки информации (упои)»		Темы вашего учебного проекта Компьютерная технология дает возможность оптимизировать и рационализировать управленческую функцию за счет применения новых средств...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Системы и сети передачи информации» студентам очной полной формы обучения...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ввести понятия коммуникационные технологии, каналы передачи информации, характеристики каналов передачи информации
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: дать учащимся представление об информационном процессе передачи информации, ознакомить со схемой передачи информации		Рабочая программа учебной дисциплины системы ввода и редактирования информации Целью курса «Системы ввода и редактирования информации» является изучение студентами программного обеспечения для ввода и редактирования...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Икт – одна из фундаментальных отраслей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая...		«Экономическая кибернетика» Кибернетика наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах. Экономическая...
	Реферат на тему: Системы передачи информации Введение: в данной работе рассмотрены принципы скремблирования и дескремблирования линейного сигнала		Реферат по физике на тему: «Использование оптической модуляции света... Итогом моей работы помимо научно-популярного текста так же является установка для демонстрации процесса передачи информации по оптоволокну...
	Программы вид работы (краткая инструкция) форма и метод контроля... Общие сведения об электрической связи: история развития связи; Понятие информация и звук; Системы передачи информации: передача информации...		Рабочая программа учебной дисциплины информатика Цель преподавания дисциплины «Информатика» дать сведения о месте информатики в ряду естественнонаучных и прикладных дисциплин; об...
	Рабочая программа учебной дисциплины информатика Цель преподавания дисциплины «Информатика» дать сведения о месте информатики в ряду естественнонаучных и прикладных дисциплин; об...		Паспорт программы учебной дисциплины «системы обработки графической... Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос по...

Рабочая программа дисциплины системы передачи и преобразования информации

Похожие: