авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |

«СБОРНИК РАБОЧИХ ПРОГРАММ Профиль бакалавриата: Вычислительно-измерительные системы Содержание ...»

-- [ Страница 9 ] --

Б.3.16. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 36 час 4 семестр Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 36 час 4 семестр Расчетные задания, рефераты не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 72 час 4 семестр учебному плану (всего) Экзамены 4 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение способов моделирования (симулирования) отдельных узлов электрических средств измерений, приобретение навыков использования симуляторов на основе ЭВМ при проектировании технических средств измерений, освоение стандартных приемов документирования проделанных модельных экспериментов.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (ПК-9);

сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем (ПК-10);

инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем (ПК-11).

Задачами дисциплины являются:

изучение схемотехнических компьютерных моделей электронных узлов и средств измерений;

реализация симуляторов на основе ЭВМ при проектировании технических средств измерений;

освоение стандартных приемов документирования проделанных модельных экспериментов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математическая логика и теория алгоритмов», «Дискретная математика», «Электроника».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «ЭВМ и периферийные устройства», «Микропроцессорные системы», «Аналоговые измерительные устройства», «Цифровые измерительные приборы», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

принципы построения схемотехнических компьютерных моделей электронных узлов и средств измерений(ПК-2,ПК-5,ПК-10);

классификацию и назначение компьютерных моделей электронных узлов (ПК-9,ПК 11);

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

разрабатывать оптимальные схемы электронных узлов средств измерений (ОК-10,ПК 2);

проводить оценку временных и аппаратных затрат проектируемых схем (ПК-6, ПК-10);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами поиска и принятия решений по разработке электронных узлов средств измерений (ОК-1, ОК-10);

навыками синтеза и анализа схем электронных узлов средств измерений (ПК-2, ПК-5);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных узлов и устройств электронных узлов средств измерений (ПК-10).

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных электронных узлов средств измерений (ПК-11).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Общие понятия моделирования.

Контрольная работа 10 4 4 -- 4 Термины и определения.

Изучение программного пакета моделирования Контрольная работа 60 4 20 -- 20 MicroCap.

Модели компонентов Контрольная работа 3 36 4 12 -- 12 MicroCap.

Устный опрос, Зачет 2 4 -- -- -- решение задачи Устный опрос, Экзамен 36 4 -- -- -- решение задачи Итого: 144 36 -- 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Общие понятия моделирования. Термины и определения.

Ознакомительный экскурс в метрологию: базовые понятия и термины.

Моделирование как средство изучения мира. Польза модельного подхода к проектированию электрических средств измерений (СИ). Представление базовых метрологических характеристик СИ в виде схемотехнических моделей.

2. Изучение программного пакета моделирования MicroCap.

Установка пакета MicroCap на компьютер. Структура файлового пакета. Построение принципиальных и функциональных электрических схем встроенным графическим редактором. Изменение графики компонентов в соответствии с российскими стандартами.

Создание новых библиотечных компонентов. Функции и настройки текстовых надписей на поле схемы.

Синтаксис внутреннего языка MicroCap. Форматы чисел и переменных. Синтаксис системных переменных. Синтаксис описания параметров моделей. Синтаксис выражений и функций. Размещение текстовых директив. Арифметические и логические операторы.

Анализ функций постоянного тока в среде MicroCap. Задание параметров моделирования.

Меню режимов расчета. Проблемы сходимости. Многовариантный анализ. Моделирование статической погрешности СИ.

Анализ по переменному току на малом сигнале тока в среде MicroCap. Правила составления задания для частотного анализа. Задание параметров моделирования. Меню режимов расчета. Моделирование частотной погрешности СИ.

Анализ переходных процессов тока в среде MicroCap. Задание параметров моделирования.

Меню режимов расчета, задание начальных значений и редактирование переменных состояния. Примеры анализа. Моделирование динамических погрешностей СИ.

Статистический анализ по методу Монте-Карло тока в среде MicroCap. Использование функций Performance и построение гистограмм. Моделирование случайных погрешностей.

Просмотр и обработка результатов моделирования. Представление результатов, пригодных к распечатке. Дополнительные возможности при построении графиков. Нанесение на графики размерных линий и координат.

3. Модели компонентов MicroCap.

Общие сведения о моделях компонентов MicroCap. Построение модели на примере резистора. Источники сигналов и их модели. Независимые источники постоянного напряжения и тока. Источники напряжения и тока сложной формы. Зависимые источники (линейные, нелинейные полиномиальные). Источники, управляемые Лапласовыми выражениями.

Модели ключей MicroCap. Ключи, управляемый напряжением и током Устройство выборки-хранения. Ключи типов DPST, SPDT, SPST. Модель вольтамперметра.

Программа MicroCap в процессе анимации. Диалоговое окно Animate Options. Строительство новых моделей реальных компонентов. Интерфейс программы MODEL.

Характеристики иных средств компьютерного моделирования электрических устройств.

Сравнение систем PSpice, MicroCAP, ORCAD, DESIGNLAB, WorkBench. Основные правила моделирования СИ с использованием программ схемотехнического анализа.

4.3. Лабораторные работы №1. Создание графических схем моделей средствами MicroCAP.

№2. Моделирование статических характеристик электрического устройства.

№3. Моделирование статической погрешности решающего усилителя.

№4. Защита первого цикла лабораторных работ.

№5. Моделирование временных динамических погрешностей измерительного преобразователя №6. Моделирование частотной динамической погрешности измерительного преобразователя №7. Моделирование случайных погрешностей измерительного преобразователя №8. Защита второго цикла лабораторных работ.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с применением раздаточного материала в виде схем и конспектов лекций, демонстрацией работы пакета MicroCAP в реальном времени.

Лабораторные занятия предполагают индивидуальные для каждого студента построение и отладку схемотехнической модели средства измерения на персональном компьютере.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным и лабораторным занятиям, контрольным работам, выполнение домашних заданий, а также подготовку к сдаче зачета и экзамена.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы и домашние задания.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы и защиты лабораторных работ.

В приложение к диплому вносится оценка экзамена за 4 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Программа схемотехнического моделирования MicroCap 8. / Амелина М. А., Амелин С.

А. – М.: Горячая линия-Телеком, 2. Искусство схемотехники / Хоровиц П., Хилл У., пер. с англ Б.Н. Бронина и др. — 5-е изд. – М.: «Радон», 3. Электроника: Учеб. пособие./ Лачин В.И., Савёлов Н.С. – 4-е изд. — Ростов н/Д: изд во «Феникс», б) дополнительная литература:

1. OrCAD. Моделирование / Ю.И. Болотовский, Г.И. Таназлы – 2. МИ 2247 – 93. Рекомендация ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение 1. MS Windows XP 2. Учебная версия пакета Micro-Cap 10 фирмы Spectrum Software а) интернет-ресурсы:

1. http://www.spectrum-soft.com/index.shtm 2. http://neo-chaos.narod.ru/useful/orcad/bolotovsky_orcad_0.pdf 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используются стандартные персональные компьютеры лабораторий кафедры Информационно-измерительной техники.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Старший преподаватель Козлов Н.В.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (Вычислительно измерительные системы) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Теоретические основы информационно-измерительной техники»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.17.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 36 час 5 семестр Практические занятия 18 час 5 семестр Лабораторные работы не предусмотрены 5 семестр Расчетные задания не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 90 час 5 семестр учебному плану (всего) Экзамены 5 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение теоретических основ расчета метрологических характеристик средств измерений, конструктивно-технологических, алгоритмических и структурных методов повышения точности средств измерений.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

Задачами дисциплины являются:

изучение теоретических основ расчета метрологических характеристик средств измерений;

освоение методов исследования точности средств измерений;

изучение конструктивно-технологических, алгоритмических и структурных методов повышения точности средств измерений;

применение методов выделения сигналов измерительной информации на фоне помех.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (по выбору) профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теория вероятностей и математическая статистика», «Теоретические основы электротехники», «Электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Аналоговые измерительные устройства», «Цифровые измерительные приборы», «Диагностика микропроцессорных средств измерений», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

основы расчета метрологических характеристик средств измерений (ОК-10);

законы накопления частных погрешностей (ПК-5);

принципы нормирования погрешностей средств измерений (ОК-10,ПК-5);

сигналы измерительной информации и их математические модели (ОК-10);

дискретное преобразование Фурье (ОК-10);

методы выделения сигналов измерительной информации на фоне помех (ПК-6).

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

проводить метрологический анализ модели средства измерений (ПК-5);

проводить расчет метрологических характеристик измерительной системы по нормируемым характеристикам составляющих ее блоков (ПК-5);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами обработки прямых, косвенных и совместных измерений с однократными и многократными наблюдениями (ПК-2);

навыками анализа погрешностей дискретизации и квантования (ПК-5);

анализом погрешностей, вызванных восстановлением аналоговых сигналов (ОК 10,ПК-6);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных аналоговых измерительных узлов и устройств (ПК-6);

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных измерительных устройств (ПК-5).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные понятия теоретической Контрольная работа 29 5 10 5 -- метрологии Принципы нормирования Контрольная работа 24 5 8 4 -- погрешностей средств измерений Сигналы измерительной информации и их Контрольная работа 29 5 10 5 -- математические модели Аналоговые линейные Контрольная работа 24 5 8 4 -- системы Устный опрос, Зачет письменное решение 2 5 -- -- -- задачи Устный опрос, Экзамен письменное решение 36 5 -- -- -- задачи Итого: 144 36 18 -- 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Основные понятия теоретической метрологии Основные понятия теоретической метрологии. Теоретические основы расчета метрологических характеристик средств измерений. Метрологический анализ модели средства измерений. Законы накопления частных погрешностей. Методы исследования точности средств измерений. Метод статистических испытаний.

2. Принципы нормирования погрешностей средств измерений Принципы нормирования погрешностей средств измерений. Расчет метрологических характеристик измерительной системы по нормируемым характеристикам составляющих ее блоков.

Обработка прямых, косвенных и совместных измерений с однократными и многократными наблюдениями.

Конструктивно-технологические, алгоритмические и структурные методы повышения точности средств измерений. Метод отрицательной обратной связи, метод составных параметров, тестовые методы, 3. Сигналы измерительной информации и их математические модели Сигналы измерительной информации и их математические модели. Модуляция, квантование, дискретизация и восстановление сигналов измерительной информации.

Характеристики детерминированных и случайных аналоговых сигналов. Дискретные сигналы. Связь между характеристиками аналоговых и дискретизированных сигналов.

Дискретное преобразование Фурье. Теорема отсчетов. Погрешности дискретизации и квантования.

4. Аналоговые линейные системы Аналоговые линейные системы. Преобразование случайных помех линейными системами. Методы выделения сигналов измерительной информации на фоне помех.

Оптимальная линейная фильтрация. Элементы теории статистических решений.

4.2.2. Практические занятия:

№1. Метрологический анализ средства измерений, ч. 1;

№2. Метрологический анализ средства измерений, ч. 2;

№3. Контрольная работа;

№4. Обработка прямых измерений с однократными и многократными наблюдениями;

№5. Обработка косвенных и совместных измерений с однократными и многократными наблюдениями;

№6. Контрольная работа;

№7. Методы повышения точности средств измерений;

№8. Анализ погрешностей, вызванных дискретизацией, квантованием и восстановлением аналоговых сигналов;

№9. Контрольная работа. Зачет.

4.3. Лабораторные работы: «Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены».

4.4. Расчетные задания: «Расчетные задания учебным планом не предусмотрены».

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с применением раздаточного материала в виде набора схем, описаний технических характеристик средств измерений.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным и практическим занятиям, контрольным работам, а также подготовку к сдаче зачета и экзамена.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, работа в классе ПЭВМ с применением автоматизированного контроля знаний на базе имеющихся ПСУН.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы.

В приложение к диплому вносится оценка экзамена за 5 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. – М.: Логос, 2001.

2. Солодов Ю.С. Сборник задач по курсу “Теоретические основы информационно измерительной техники”. - М.: Изд-во МЭИ, 1992.

б) дополнительная литература:

1. Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций / Авторы: А.И. Солонина, Д.А.

Улахович, С.М. Арбузов, Е.Б. Соловьева / СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Windows – 2007;

Electronics Workbench.

б) другие:

программные средства учебного назначения:

http:// www.iit.my1.ru Солодов Ю.С., Теоретические основы информационно-измерительной техники, 1.

Учебно-методическая документация, ч. 1., 40 стр.;

Солодов Ю.С., Теоретические основы информационно-измерительной техники, 2.

Учебно-методическая документация, ч. 2, 40 стр.;

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используется компьютерный класс кафедры информационно-измерительной техники.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Солодов Ю.С.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (Вычислительно измерительные системы) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Измерительные преобразователи»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.17.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 36 час 5 семестр Практические занятия 8 час самостоятельной работы 5 семестр Лабораторные работы 18 час 5 семестр Расчетные задания не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 90 час 5 семестр учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрен Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение основ элементной базы измерительных преобразователей, принципов построения преобразователей измерительных сигналов и анализ их метрологических характеристик.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

Задачами дисциплины являются:

изучение основ схемотехники измерительных преобразователей;

реализация возможностей современной элементной базы с целью построения оптимальных схем;

изучение принципов функционирования, построения и анализа схем функциональных измерительных узлов измерительных преобразователей;

применение методик исследования схем в статическом и динамическом режимах для проверки правильности их работы.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (по выбору) профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники», «Теоретические основы информационно-измерительной техники», «Электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Аналоговые измерительные устройства», «Цифровые измерительные приборы», «Диагностика микропроцессорных средств измерений», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

основы схемотехники измерительных преобразователей (ПК-5);

классификацию и назначение функциональных аналоговых узлов и устройств информационно-измерительной техники (ПК-2);

принципы построения структурных, функциональных и принципиальных схем измерительных преобразователей (ПК-6).

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

разрабатывать оптимальные схемотехнические решения узлов измерительных преобразователей (ОК-10,ПК-2);

проводить оценку метрологических характеристик проектируемых схем (ПК-9,ПК-10);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами поиска и принятия решений по разработке схем (ПК-2);

навыками синтеза и анализа узлов измерительных преобразователей (ПК-2,ПК-5);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных аналоговых измерительных узлов и устройств (ОК-1,ПК-5);

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных аналоговых измерительных устройств (ОК-10,ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные характеристики 17 5 4 -- 3 измерительных преобразователей Метрологические характеристики Контрольная работа 34 5 6 -- 4 измерительных преобразователей Измерительные преобразователи Контрольная работа 45 5 14 -- 7 электрических сигналов в электрические Измерительные преобразователи 38 5 12 -- 4 неэлектрических величин Расчетное задание 5 8 5 -- -- -- Устный опрос, Зачет письменное решение 2 5 -- -- -- задачи Итого: 144 -- 36 -- 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Основные характеристики измерительных преобразователей Измерительные преобразователи (назначение, классификация). Технические характеристики измерительных преобразователей и их связь с характеристиками вычислительно-измерительных систем. Метрологические характеристики вычислительно измерительных систем.

Номинальная функция преобразования измерительного преобразователя (ИП).Статические и динамические характеристики ИП. Особенности нормирования метрологических характеристик ИП. Классы точности. Связь класса точности с пределами аддитивной и мультипликативной погрешностей. Расчет характеристик при последовательном соединении ИП. Отрицательная обратная связь. Динамические характеристики ИП, нормирование и расчет.

2. Метрологические характеристики измерительных преобразователей Нормирование погрешностей усилителей переменного тока, преобразователей переменного тока в постоянный, селективных усилителей. Нормирование метрологических характеристик измерительной системы, состоящей из нескольких ИП, включенных последовательно. Определение погрешностей ИП по данным эксперимента. Учет погрешностей образцовых приборов. Нормирование метрологических характеристик измерительных усилителей. Устройства гальванического разделения аналогового сигнала:

разновидности, нормирование метрологических характеристик. Усилители со стабилизацией прерыванием (в том числе типа МДМ).

3. Измерительные преобразователи электрических сигналов в электрические Преобразователи напряжения в ток и тока в напряжение. Преобразователи сопротивления: мосты, двухпроводные усилители и др. Преобразователи переменного напряжения в постоянное, детекторы и их входные параметры.

Интегрирующие и дифференцирующие ИП, расчет и нормирование параметров.

4. Измерительные преобразователи неэлектрических величин ИП неэлектрических величин. Преобразователи перемещения в сопротивление.

Реостатные ИП, принцип действия и устройство. Емкостные ИП, принцип действия и устройство. Характеристики и измерительные цепи. Дифференциальные емкостные ИП, принцип действия и устройство, преобразователи емкости в напряжение, фазочувствительные выпрямители Индуктивные ИП, принцип действия и устройство. Дифференциальные индуктивные ИП, принцип действия и устройство. Характеристики и измерительные цепи.

Магнитоупругие ИП, принцип действия и устройство. Трансформаторные ИП, дифференциально-трансформаторные ИП, принцип действия и устройство. Характеристики и измерительные цепи. Индукционные ИП, принцип действия и устройство. Индукционные датчики расхода.

Тензорезисторные ИП, принцип действия, устройство. Характеристики, измерительные цепи, тарировка. Мостовые схемы, расположение на обьекте и включение, линейность и чувствитьельность.

Пьезоэлектрические и пьезорезонансные ИП, принцип действия и устройство.

Характеристики, измерительные цепи, вторичные преобразователи. Измерители вибраций и акселерометры.

Терморезистивные ИП, принцип действия и устройство. Характеристики и измерительные цепи. Двухпроводные усилители. Термоэлектрические ИП, принцип действия и устройство. Характеристики и измерительные цепи. Компенсация холодных концов, нормирование параметров.

Преобразователи излучений. Классификация излучений. Внешний фотоэффект, фотоумножители. Внутренний фотоэффект, фотодиоды и фоторезисторы. Характеристики и измерительные цепи. Измерение жестких излучений, счетчик Гейгера.

4.2.2. Практические занятия: «Практические занятия учебным планом не предусмотрены».

4.3. Лабораторные работы:

№1. Терморезисторы и термопары.

№2. Тензорезисторы.

№3. Интегрирующие и дифференцирующие пребразователи.

№4. Акселерометры и измерители вибраций.

4.4. Расчетные задания:

Расчет метрологических характеристик измерительных преобразователей.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы:

«Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с применением раздаточного материала в виде набора схем, описаний технических характеристик операционных усилителей.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным и лабораторным занятиям, контрольным работам, выполнение расчетного задания, а также подготовку к сдаче зачета.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, защиты лабораторных работ, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы, защиты лабораторных работ, защиту расчетного задания.

В приложение к диплому вносится оценка зачета за 5 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Аш Ж.Датчики измерительных систем. Кн1,2. М.: Мир, 1992.

б) дополнительная литература:

1. Р.Г.Джексон. "Новейшие датчики". М.: Техносфера, 2007.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Windows – 2007.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используются стенды лаборатории «Специальных средств измерений» с использованием специальных стендов ЭЛВИС фирмы National Instruments.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Старший преподаватель Капустин В.М.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (Вычислительно измерительные системы) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Аналоговые измерительные устройства»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.18.2, Б.3.21. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 45 час 6 семестр Практические занятия не предусмотрены 6 семестр Лабораторные работы 15 час 6 семестр Расчетные задания 8 час самостоятельной работы 6 семестр Объем самостоятельной работы по 84 час 6 семестр учебному плану (всего) Экзамены 6 семестр Курсовые проекты (работы) 1 з.е. (36 час) 6 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение основ элементной базы аналоговых измерительных устройств, принципов построения аналоговых преобразователей измерительных сигналов и анализ их метрологических характеристик.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

Задачами дисциплины являются:

изучение основ схемотехники аналоговых измерительных устройств;

реализация возможностей современной элементной базы с целью построения оптимальных схем;

изучение принципов функционирования, построения и анализа схем функциональных аналоговых измерительных узлов и устройств;

применение методик исследования схем в статическом и динамическом режимах для проверки правильности их работы.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (по выбору) профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники», «Теоретические основы информационно-измерительной техники», «Электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Цифровые измерительные приборы», «Диагностика микропроцессорных средств измерений», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

основы схемотехники аналоговых измерительных устройств (ПК-5);

классификацию и назначение функциональных аналоговых узлов и устройств информационно-измерительной техники (ПК-2);

принципы построения структурных, функциональных и принципиальных схем аналоговых измерительных устройств (ПК-6).

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

разрабатывать оптимальные схемотехнические решения узлов аналоговых измерительных устройств (ОК-10, ПК-2);

проводить оценку метрологических характеристик проектируемых схем (ОК-10,ПК-5);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами поиска и принятия решений по разработке схем (ПК-2);

навыками синтеза и анализа узлов аналоговых измерительных устройств ПК-2,ПК-5);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных аналоговых измерительных узлов и устройств (ОК-1,ПК-5);

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных аналоговых измерительных устройств ((ОК-10,ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Операционные и Контрольная работа 13 6 4 -- 3 решающие усилители Статические характеристики аналоговых Контрольная работа 14 6 6 -- 2 измерительных устройств Динамические характеристики аналоговых Контрольная работа 16 6 6 -- 4 измерительных устройств Измерительные Контрольная работа 22 6 12 -- 2 усилители Аналоговые фильтры Контрольная работа 5 22 6 12 -- 2 Генераторы сигналов и специализированные Контрольная работа 11 6 5 -- 2 схемы Расчетное задание 7 8 6 -- -- -- Устный опрос, Зачет письменное решение 2 6 -- -- -- задачи Устный опрос, Экзамен письменное решение 36 6 -- -- -- задачи Итого: 144 -- 45 15 15 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Операционные и решающие усилители Разновидности АИУ и их условное графическое изображение.

Операционные и решающие усилители. Идеальные ОУ и РУ на их основе.

Расчет метрологических характеристик АИУ с использованием параметров ОУ:

коэффициента усиления, входного дифференциального и синфазного сопротивлений, выходного сопротивления, входных токов, напряжения смещения, коэффициента ослабления синфазного сигнала, коэффициента влияния источников питания. Расчет влияния характеристик резисторов обратной связи на метрологические характеристики АИУ.

2. Статические характеристики аналоговых измерительных устройств Способы снижения статических погрешностей АИУ. Пример полного расчета статических метрологических характеристик АИУ в заданных рабочих условиях.

3. Динамические характеристики аналоговых измерительных устройств Устойчивость АИУ в зависимости от амплитудно-частотной характеристики ОУ и параметров цепей обратной связи. Коррекция АЧХ ОУ.

Расчет малосигнальных динамических характеристик АИУ: полосы пропускания, времени и погрешности установления. Характеристики АИУ в зависимости от максимально скорости нарастания выходного напряжения ОУ.

Расчет характеристик АИУ в зависимости от параметров шума ОУ.

4. Измерительные усилители Специализированные операционные усилители. Усилители класса Rail-to-rail input и rail-to-rail output: достоинства и недостатки по сравнению с обычным ОУ, особенности построения входных каскадов. Усилители с токовой обратной связью. Усилители с автоматической коррекцией нуля.

Дифференциальные измерительные усилители. Назначение и характеристики. Схемы на основе одного, двух и трех ОУ. Расчет метрологических характеристик.

Программируемые измерительные усилители и масштабные преобразователи.

Преобразователи напряжения в ток и тока в напряжение.

Логарифмические и антилогарифмические усилители. Построение аналоговых умножителей и делителей.

Измерительные усилители напряжения переменного тока.

5. Аналоговые фильтры Аналоговые фильтры. Пассивные и активные фильтры. Фильтры низких частот, высоких частот, полосовые, избирательные. Характеристики фильтров и их сравнение.

Построение фильтров первого и второго порядков. Расчет характеристик. Построение фильтров высокого порядка. Применение программ MicroCap, FilterPro, FilterCad для расчета параметров фильтров. Особенности применения фильтров для построения АИУ.

Формирование требований к ним.

6. Генераторы сигналов и специализированные схемы Генераторы синусоидальных колебаний. Условия возбуждения. Особенности одновременного использования отрицательной и положительной обратной связи. Генератор на биениях. Особенности построения реального устройства. Его нормируемые метрологические характеристики. Генераторы прямоугольных напряжений. Применение кварцевого резонатора для стабилизации частоты.

Стабилизаторы напряжения. Классификация. Особенности применения.

Сравнительная характеристика. Линейные стабилизаторы напряжения. Импульсные (на индуктивности) стабилизаторы напряжения. Импульсные (на емкости) стабилизаторы напряжения.

Источники опорного напряжения. Расчет метрологических характеристик.

Схема с характеристикой типа "идеальный диод". Амплитудные детекторы. Схемы выделения абсолютного значения сигнала. Преобразователи средневыпрямленного значения переменного напряжения в постоянное. Расчет метрологических характеристик.

Аналоговые устройства обеспечения гальванической развязки. Классификация.

Особенности применения.

Компараторы. Нормируемые характеристики. Примеры применения. Расчет метрологических характеристик АИУ, использующих компараторы.

4.2.2. Практические занятия: «Практические занятия учебным планом не предусмотрены».) 4.3. Лабораторные работы №1. Определение статических и динамических характеристик операционных усилителей.

№2. Исследование аналоговых измерительных устройств с линейной и нелинейной отрицательной обратной связью.

№3. Исследование аналоговых измерительных устройств с положительной обратной связью.

4.4. Расчетные задания Расчет метрологических характеристик аналогового измерительного устройства.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект посвящен разработке аналогового измерительного узла, входящего в состав средства измерения, или аналогового средства измерений целиком.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с применением раздаточного материала в виде набора схем, описаний технических характеристик операционных усилителей.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным и лабораторным занятиям, контрольным работам, а также подготовку к сдаче зачета и экзамена.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, защиты лабораторных работ, работа в классе ПЭВМ с применением автоматизированного контроля знаний на базе имеющихся ПСУН, защита курсового проекта.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет, зачет по курсовому проекту и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы, защиты лабораторных работ.

В приложение к диплому вносится оценка экзамена за 6 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 2009. - 704 с.

б) дополнительная литература:

1. Аналого-цифровое преобразование, под ред. Кестера У.. М.: Техносфера, 2007. – 1016 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Windows – 2007;

Electronics Workbench;

MicroCap;

FilterPro;

FilterCad.

б) другие:

программные средства учебного назначения:

1. Желбаков И. Н., Серов Н. А., Серов А. Н. Виртуальные модели электронных схем применения операционных усилителей, Виртуальный лабораторный практикум. М., МЭИ, 2008. http://dot.mpei.ru/do 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используются стенды лаборатории «Специальных средств измерений» с использованием специальных стендов ЭЛВИС фирмы National Instruments, а также компьютерный класс кафедры информационно-измерительной техники.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

к.т.н., доцент Серов Н.А.

ассистент Серов А.Н.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (Вычислительно измерительные системы) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Цифровые измерительные приборы, часть 2»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.19. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 45 час 8 семестр Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 30 час 8 семестр Расчетные задания не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 105 час 8 семестр учебному плану (всего) Экзамены 8 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение основ элементной базы цифровых измерительных приборов, принципов построения аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, цифровых измерительных приборов для измерения различных физических величин и анализ их метрологических характеристик.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

Задачами дисциплины являются:


изучение основ схемотехники цифровых измерительных устройств;

реализация возможностей современной элементной базы с целью построения оптимальных схем;

изучение принципов функционирования, построения и анализа схем функциональных цифровых измерительных узлов и устройств, их метрологических характеристик;

применение методик исследования цифровых измерительных приборов в статическом и динамическом режимах для проверки правильности их работы.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (по выбору) профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники», «Теоретические основы информационно-измерительной техники», «Электроника», «Схемотехника», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Аналоговые измерительные устройства», «Цифровые измерительные приборы, часть 1».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Диагностика микропроцессорных средств измерений», «Цифровые процессоры сигналов», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

основы схемотехники цифровых измерительных приборов (ПК-5);

классификацию и назначение аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей (ПК-2);

принципы построения структурных, функциональных и принципиальных схем цифровых измерительных приборов (ПК-6).

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

разрабатывать оптимальные схемотехнические решения узлов цифровых измерительных приборов (ОК-10,ПК-2);

проводить оценку метрологических характеристик проектируемых схем (ПК-9,ПК-10);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами поиска и принятия решений по разработке схем (ПК-2);

навыками синтеза и анализа узлов цифровых измерительных приборов (ПК-2,ПК-5);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных измерительных узлов цифровых измерительных приборов (ОК-1,ПК-5);

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных цифровых измерительных приборов (ОК-10,ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Цифровые вольтметры, их структуры и Контрольная работа 66 8 20 - 16 основные звенья.

Цифровые Контрольная работа 29 8 10 - 4 осциллографы Аналого-цифровые и цифроаналоговые Контрольная работа 47 8 15 - 10 преобразователи Устный опрос, Зачет – – – письменное решение 2 8 задачи Устный опрос, Экзамен – – – письменное решение 36 8 задачи Итого: 180 45 30 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Цифровые вольтметры, их структуры и основные звенья.

Цифровые вольтметры (ЦВ), их структуры и основные звенья: источники опорного напряжения, компараторы, интеграторы.

Автоматизация вспомогательных операций в ЦВ: определения и индикации полярности измеряемого напряжения, выбора диапазона измерения, коррекции смещения нулевого уровня, калибровки. ЦВ со встроенными микропроцессорами.

Помехозащищенность интегрирующих ЦВ: источники помех, эквивалентные схемы и характеристики помехозащищенности;

способы защиты ЦВ от помех общего и нормального вида.

2. Цифровые осциллографы Технические данные современных цифровых осциллографов (ЦО). Особенности построения функциональных узлов ЦО.

3. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи Схемотехника цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) с резистивными матрицами и источниками токов. Биполярные и умножающие ЦАП.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) поразрядного уравновешивания, параллельные и параллельно-последовательные. Применение устройств выборки-хранения.

Дельта-сигма АЦП.

Технические данные современных ЦАП и АЦП. Перспективы развития ЦИП, АЦП и ЦАП.

4.2.2. Практические занятия: «Практические занятия учебным планом не предусмотрены».) 4.3. Лабораторные работы №1. Цифровой вольтметр с двухтактным интегрированием №2. Цифровой прибор для измерения временных характеристик сигналов №3. Цифровой осциллограф №4. Аналого-цифровые преобразователи №5. Цифроаналоговые преобразователи 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся с применением раздаточного материала в виде набора схем, описаний технических характеристик цифровых измерительных приборов.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным и лабораторным занятиям, контрольным работам, а также подготовку к сдаче зачета и экзамена.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, защиты лабораторных работ, работа в классе ПЭВМ с применением автоматизированного контроля знаний на базе имеющихся ПСУН.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы, защиты лабораторных работ.

В приложение к диплому вносится оценка экзамена за 8 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Аналого-цифровое преобразование, под ред. Кестера У.. М.: Техносфера, 2007. – 1016 с.

б) дополнительная литература:

1. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств, Москва: Техносфера, 2009. – 712 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Windows – 2007;

Electronics Workbench.

б) другие:

программные средства учебного назначения:

Московский энергетический институт (технический университет). Институт автоматики и вычислительной техники. Кафедра информационно-измерительной техники. Вадим Юрьевич и Иван Петрович Кончаловские. Цифровые измерительные приборы и преобразователи.

Лекции и упражнения. Компакт-диск. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используются стенды лаборатории «Специальных средств измерений», а также компьютерный класс кафедры информационно-измерительной техники.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

к.т.н., доцент Кончаловский В.Ю.

ассистент Кончаловский И.П.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (Вычислительно измерительные системы) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Организация научных исследований»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.20.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции не предусмотрены Практические занятия не предусмотрены Лабораторные работы 30 час 6 семестр Расчетные задания не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 42 час 6 семестр учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрен Курсовые проекты (работы) не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: освоение способов поиска новой научно-технической информации, сравнительный анализ найденной через системы поиска информации, проведение схемотехнических расчетов измерительных устройств с последующим физическим моделированием, программное моделирование узлов средств измерений.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осваивать методики использования аппаратных средств для решения практических задач (ПК-2);

разрабатывать компоненты аппаратных комплексов, использовать современные инструментальные средства и технологии (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);


Задачами дисциплины являются:

изучение основ схемотехники измерительных устройств;

реализация возможностей современной элементной базы с целью построения оптимальных схем;

изучение принципов функционирования, построения и анализа схем функциональных измерительных узлов;

применение методик исследования схем в статическом и динамическом режимах для проверки правильности их работы;

освоение принципов программного моделирования измерительных устройств.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части (по выбору) профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы») направления 230100 «Информатика и вычислительная техника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники», «Теоретические основы информационно-измерительной техники», «Электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Аналоговые измерительные устройства».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Цифровые измерительные приборы», «Диагностика микропроцессорных средств измерений», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации в области схемотехники (ОК-1, ОК-10);

основы схемотехники измерительных устройств (ПК-5);

классификацию и назначение функциональных аналоговых узлов и устройств информационно-измерительной техники (ПК-2);

принципы построения структурных, функциональных и принципиальных схем средств измерений (ПК-6).

Уметь:

ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к их параметрам (ПК-6);

разрабатывать оптимальные схемотехнические решения узлов средств измерений (ОК 10,ПК-2);

проводить оценку метрологических характеристик проектируемых схем (ОК_10,ПК-5);

выполнять эксперименты по проверке правильности функционирования схем и поиску неисправностей в них (ПК-9, ПК-10);

Владеть:

методами поиска и принятия решений по разработке схем (ПК-2);

навыками синтеза и анализа узлов средств измерений (ПК-2,ПК-5);

методикой экспериментального исследования схем с использованием современных инструментальных средств и технологий (ПК-6, ПК-9);

современными методами и средствами проектирования функциональных аналоговых и цифровых измерительных узлов и устройств (ОК-1,ПК-5);

навыками применения полученной информации при проектировании более сложных аналоговых и цифровых измерительных устройств ОК-10,ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Схемотехнический расчет узла средства 16 6 -- -- 8 измерений Физическое или математическое моделирование Контрольная работа 44 6 -- -- 24 проектируемого узла средства измерений Исследование модели проектируемого узла 10 6 -- -- 4 средства измерений Устный опрос, Зачет письменное решение 2 6 -- -- -- задачи Экзамен -- -- -- -- -- - Итого: 72 -- 36 -- 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: «Лекции учебным планом не предусмотрены»

4.2.2. Практические занятия: «Практические занятия учебным планом не предусмотрены».

4.3. Лабораторные работы:

Занятия по дисциплине проводятся в форме лабораторных работ. Студенты получают индивидуальное задание от руководителя.

4.4. Расчетные задания:

«Расчетные задания учебным планом не предусмотрены».

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы:

«Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Самостоятельная работа включает подготовку к лабораторным занятиям, контрольным работам, а также подготовку к сдаче зачета.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольная работа, защиты лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за освоение дисциплины на дифференцированном зачете определяется как среднеарифметическая оценка за контрольные работы, защиты лабораторных работ.

В приложение к диплому вносится оценка зачета за 6 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Аш Ж.Датчики измерительных систем. Кн1,2. М.: Мир, 1992.

2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 2009. - 704 с.

б) дополнительная литература:

1. Р.Г.Джексон. "Новейшие датчики". М.: Техносфера, 2007.

2. Аналого-цифровое преобразование, под ред. Кестера У.. М.: Техносфера, 2007. – 1016 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Windows – 2007;

Electronics Workbench;

MicroCap;

FilterPro;

FilterCad.

б) другие:

программные средства учебного назначения:

1. Желбаков И. Н., Серов Н. А., Серов А. Н. Виртуальные модели электронных схем применения операционных усилителей, Виртуальный лабораторный практикум. М., МЭИ, 2008. http://dot.mpei.ru/do 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ В качестве средств материально-технического обеспечения дисциплины используются стенды лаборатории «Специальных средств измерений» с использованием специальных стендов ЭЛВИС фирмы National Instruments, а также компьютерный класс кафедры информационно-измерительной техники.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» («Вычислительно-измерительные системы»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Серов Н.А.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой ИИТ д.т.н., профессор Желбаков И.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профили подготовки: Автоматизированные системы обработки информации и управления;

Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (специализация "Вычислительно-измерительные системы") Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ " МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ" Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б3.20.2.2;

Б3.20.4. Часов (всего) по учебному плану: 7 семестр – Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 36 час 7 семестр Практические занятия не предусмотрены 7 семестр Лабораторные работы 7 семестр 18час Расчетные задания, рефераты не предусмотрены 7 семестр Объем самостоятельной работы по 126 час учебному плану (всего) Экзамены 7 семестр Курсовые проекты (работы) не предусмотрены 7 семестр Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является дать комплекс знаний о методах и средствах защиты информации, сформировать у слушателей знания и навыки, которые необходимы для эффективного применения средств защиты информации от несанкционированного доступа.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

находить организационно - управленческие решения в нестандартных ситуациях и готов нести за них ответственность (ОК-4);

использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

применять на практике основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации (ОК-11);

инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем (ПК-11).

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основными методами и средствами защиты информации;

дать информацию о классических и современных криптографических алгоритмах для симметричных и асимметричных систем;

научить применять современные методы аутентификации для защиты компонентов автоматизированных систем обработки информации;

ознакомить с базовыми протоколами распределения ключей;

показать основные алгоритмы реализации электронной цифровой подписи;

дать основные понятия о финансовой криптографии;

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к группе дисциплин по выбору профессионального цикла Б. основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям "Автоматизированные системы обработки информации и управления" и "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" направления 230100 Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Дискретная математика", "Информатика", "Схемотехника", "Программирование".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, изучения дисциплины "Защита информации", а также программ магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

методы и средства обеспечения информационной безопасности автоматизированных систем обработки информации (ОК-11,ПК-2);

методы идентификации и аутентификации объектов компьютерных систем (ПК-5);

классические и современные алгоритмы криптографической защиты информации (ОК 10);

алгоритмы реализации электронной цифровой подписи (ПК-3);

источники научно-технической информации (книги, журналы, сайты Интернет) по методам и средствам защиты компьютерной информации (ОК-13).

Уметь:

инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем и подсистем их защиты (ПК- 9, ПК-11);

- выбирать, комплекcировать и эксплуатировать программно-аппаратные средства защиты информации от несанкционированного доступа в создаваемых вычислительных и информационных системах и сетевых структурах (ПК-10).

использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые алгоритмы и аппаратные средства для реализации подсистем защиты АСОИ (ПК-7);

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-2, ОК-3);

терминологией в области классических и современных криптосистем, систем аутентификации и финансовой криптографии(ОК-1,ОК-5);

навыками поиска информации о методах и средствах защиты компьютерных систем (ПК-7);

методами выбора элементной базы для построения различных архитектур вычислительных средств (ПК-5);

методами и средствами разработки и оформления технической документации (ПК-7) 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Классификация защищаемой Устный опрос 12 7 4 0 2 информации и ее носителей Энтропия и Тест на знание 8 7 2 0 0 неопределенность терминологии Элементы теории чисел Тест по методам вычисления 12 7 2 0 2 обратного элемента Информационная Тест по классам безопасность защищенности 14 7 4 0 2 компьютерных систем АСОИ 5 Парольные системы Тест по правилам 18 7 4 0 2 выбора пароля Традиционные симметричные Контрольная работа 22 7 6 0 4 криптосистемы. Методы генерации псевдослучайных Тест по методам 16 7 2 0 2 последовательностей генерации ПСП чисел Современные Тест по параметрам симметричные современных 16 7 4 0 2 криптосистемы криптоалгоритмов Тест по методам Асимметричные формирования 10 7 2 0 2 криптосистемы открытых и секретных ключей Управление Тест по протоколам криптографическими распределения 6 7 2 0 0 ключами ключей Специальные Тест по протоколам алгоритмы для с нулевым 8 7 4 0 0 протоколов разглашением Автоматизированная Зачет система контроля 2 7 -- -- знаний Экзамен (рекомендуется до 1 устный 36 7 -- -- з.е.) Итого: 180 36 0 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Классификация защищаемой информации и ее носителей.

Типы секретных систем. Обзор литературы. Определение информации.

Классификация защищаемой информации и ее носителей. Носители информации.

Классификация устройств хранения информации. Физика процессов магнитной записи и воспроизведения. Организация дисковой памяти. CD - накопители. Флэш память. Голографическая память.

2 Энтропия и неопределенность.

Количество информации в сообщении. Энтропия и неопределенность.Избыточность информации. Энтропия языка. Стойкость криптосистем. Расстояние единственности.

3. Элементы теории чисел Модулярная арифметика. Расширенный алгоритм Евклида. Поля. Кольцо многочленов.

4. Информационная безопасность компьютерных систем Основные понятия. Политика безопасности. Основные угрозы безопасности АСОИ.

Компоненты АСОИ. Основные каналы несанкционированного доступа.

Обеспечение безопасности АСОИ. Матрица доступа. Домен безопасности. Основы проектирования системы защиты АСОИ. Меры обеспечения безопасности компьютерных систем.

Классы защищенности АСОИ. Подсистема управления доступом. Подсистема регистрации и учета. Подсистема криптографической защиты. Подсистема обеспечения целостности.

Хранение секретов. Безопасность хранения информации на жестких дисках. Методы уничтожения информации на НЖМД. Алгоритм Гутманна.

5. Парольные системы Парольные системы для защиты от несанкционированного доступа к информации.

Основные термины. Методы аутентификации. Биометрические методы. Требования к выбору и использованию паролей. Длина паролей и безопасное время.

Хранение паролей. Хэш-функция. Аутентификация "с нулевым разглашением".

Противодействие пассивному перехвату. Защита при компрометации проверяющего. Противодействие несанкционированному воспроизведению.

Одноразовые пароли. Метод «запрос-ответ».

6. Традиционные симметричные криптосистемы.

Принципы криптографической защиты информации. Обобщенная схема симметричной,асимметричной криптосистемы. Основные типы криптоаналитических атак. Традиционные симметричные криптосистемы. Шифры перестановки. Шифрующие таблицы.

Шифры простой замены. Полибианский квадрат. Система шифрования Цезаря.

Математический анализ шифра простой замены (подстановки).Система Цезаря с ключевым словом. Шифрующие таблицы Трисемуса. Биграммный шифр Плейфейра. Криптосистема Хилла. Система омофонов.

Шифры сложной замены. Шифр Гронсфельда. Система шифрования Вижинера.

Шифр "двойной квадрат" Уитстона. Одноразовая система шифрования.

Шифрование методом Вернама.Роторные машины. Шифрование методом гаммирования.

7. Методы генерации псевдослучайных последовательностей чисел Регистры сдвига с линейной обратной связью. Потоковые шифры на основе РСЛОС. Генератор Геффе.Чередующийся генератор «старт-стоп». Каскад Голлманна. Шифр A5. Регистры сдвига с обратной связью по переносу. Основные направления проектирования потоковых шифров. Генератор BBS.Алгоритм RC4.

8. Современные симметричные криптосистемы Стандарт шифрования данных DES.Режим "Электронная кодовая книга".Режим "Сцепление блоков шифра".Режим "Обратная связь по шифру".Режим "Обратная связь по выходу".

Алгоритм шифрования данных IDEA. Стандарт шифрования данных ГОСТ 28147 89. Режим простой замены. Режим гаммирования. Режим гаммирования с обратной связью. Режим выработки имитовставки.

9. Асимметричные криптосистемы.

Концепция криптосистемы с открытым ключом. Однонаправленные функции.

Криптосистема шифрования данных RSA.Схема шифрования Эль Гамаля.

10. Управление криптографическими ключами.

Метод генерации сеансового ключа в стандарте ANSI X9.17.Хранение ключей.

Концепция иерархии ключей. Распределение ключей с участием центра распределения для симметричных криптосистем. Протокол для асимметричных криптосистем с использованием сертификатов открытых ключей.

Алгоритм открытого распределения ключей Диффи–Хеллмана.

11.Специальные алгоритмы для протоколов Трехпроходный протокол Шамира. Скрытый канал на основе схемы Эль - Гамаля.

Алгоритмы разделения секрета. Криптография с временным раскрытием.

Квадратичные вычеты. Протоколы с нулевым разглашением. Протокол Фиата—Шамира. Протокол идентификации Шнорра. Неотслеживаемость.

Электронные деньги. Монетная система Чаума.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы 7 семестр Средства анализа данных.

1.

Удаление и восстановление информации на магнитном носителе.

2.

Определение обратного элемента в конечном поле.

3.

Защита информации по паролю в WinZip и WinWord. Системы восстановления паролей 4.

AZPR и AO97PR.

Исследование частотных свойств шифра простой замены.

5.

Исследование частотных свойств шифров сложной замены.

6.

Разработка программной реализации потокового шифра.

7.

Основы работы с системой «Криптон».

8.

9. Система электронно-цифровой подписи «Нотариус».

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций PowerPoint. Презентации лекций содержат более 630 слайдов с анимацией, дозированной выдачей информации и многоуровневыми гиперссылками.

Лабораторные занятия проводятся в дисплейном классе на персональном компьютере с применением как специализированных программных продуктов, так и с применением универсальной системы компьютерной алгебры "Mathematica 7".. Описания лабораторных работ предоставляются студентам в электронном виде (рабочее задание дополнительно на бумажном носителе) и имеют следующую структуру:

articles – папка, содержащая дополнительные материалы, статьи и т.п. по теме, distributives – дистрибутивы программ, используемых в лабораторной работе, work task – рабочее задание.

Самостоятельная работа включает подготовку к лабораторным и практическим занятиям;



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.