Закреплена за кафедрой | НЕT (реорганизована) 72 |
---|---|
Направление подготовки | 44.04.01. Педагогическое образование |
Профиль | Педагог школьного и дополнительного образования в сфере информатики и робототехники |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 2 ЗЕТ |
Учебный план | 44_04_01_ИиР-1-2019 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 1 (2) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 14 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
Практические | 18 | 18 | 18 | 18 |
Сам. работа | 36 | 36 | 36 | 36 |
Итого | 72 | 72 | 72 | 72 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании
кафедры
НЕT (реорганизована) 72
Протокол от 15.08.2019 г. № 1
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор А.А. Лагутин
1.1. | Подготовка магистранта к осуществлению научно-исследовательской деятельности, связанной с обработкой и анализом измерительной информации, работой с пакетами прикладных программ, а также с работой в междисциплинарных областях научных исследований. Подготовка специалиста, способного представлять, обосновывать и отстаивать результаты собственных исследований и выводов, осознавать ответственность за принятие профессиональных решений. Формирование социально-личностных качеств научного сотрудника: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, гражданственности, коммуникабельности, толерантности, повышения общей культуры. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01 |
ПК-1 | Способен организовывать и осуществлять обучение по информатике и робототехнике в образовательных организациях основного общего, среднего общего образования в сфере информатики и робототехники |
ПК-4 | Способен организовывать деятельность обучающихся по освоению дополнительной общеобразовательной программы по информатике и робототехнике |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | Основные методы обработки и анализа измерительной информации. Математические модели явлений и процессов, протекающих в преобразователях физических величин,используемых в конкретной профессиональной области. Современный уровень развития информационно-измерительных технологий и направления их развития. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | Применять современные пакеты прикладных программ для обработки и анализа измерительной информации. Выбирать и применять наиболее подходящие алгоритмы обработки результатов измерительных экспериментов в своей профессиональной области. Выбирать программные и аппаратные компоненты измерительных систем, предназначенных для автоматизации научных исследований в своей профессиональной области. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | Построения программно-аппаратных комплексов для сбора, обработки и представления измерительной информации. Программирования систем обработки и анализа результатов измерительных экспериментов. Принятия нестандартных решений при подготовке и проведении измерительного эксперимента. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Роль датчиков в системах сбора данных | ||||||
1.1. | Общая структура систем сбора данных и систем управления. Классификация датчиков. Принципы работы датчиков. Виды характеристик преобразования датчиков. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л3.1, Л2.2 |
1.2. | Анализ и экспериментальная оценка характеристик преобразования датчиков тока, освещённости, расстояния и температуры. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
1.3. | Общая структура систем сбора данных и систем управления. Классификация датчиков. Принципы работы датчиков. Виды характеристик преобразования датчиков. | Сам. работа | 2 | 4 | ПК-1 | |
1.4. | Аналого-цифровое преобразование измерительных сигналов аналоговых датчиков. Выбор разрядности и частоты дискретизации. Теорема Котельникова. Наложение частот. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л3.1 |
1.5. | Виды аналого-цифровых преобразователей. Экспериментальная оценка характеристик аналого-цифровых преобразователей. Наблюдение эффекта наложения частот. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | |
1.6. | Аналого-цифровое преобразование измерительных сигналов аналоговых датчиков. Выбор разрядности и частоты дискретизации. Теорема Котельникова. Наложение частот. | Сам. работа | 2 | 4 | ПК-1 | |
1.7. | Виды измерений. Понятие и классификация погрешностей измерений. Статистическая обработка результатов измерений. Модели законов распределения случайных погрешностей. Оценивание и представление погрешностей измерений. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.1 |
1.8. | Статистическая обработка результатов измерений тока, освещённости, расстояния и температуры. Оценка эффективности усреднения результатов измерений. Проверка нормальности закона распределения случайных погрешностей. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
1.9. | Виды измерений. Понятие и классификация погрешностей измерений. Статистическая обработка результатов измерений. Модели законов распределения случайных погрешностей. Оценивание и представление погрешностей измерений. | Сам. работа | 2 | 4 | ПК-1 | |
Раздел 2. Калибровка и сопряжение датчиков по проводным и беспроводным иинтерфейсам | ||||||
2.1. | Принципы реализации калибровки датчиков. Аппроксимация характеристик преобразования датчиков. Метод наименьших квадратов. Погрешность калибровки. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1 | Л1.1 |
2.2. | Калибровка датчиков тока, освещённости и температуры и оценка погрешности калибровки. | Практические | 2 | 2 | ПК-1 | Л1.1 |
2.3. | Принципы выполнения калибровки датчиков. Аппроксимация характеристик преобразования датчиков. Метод наименьших квадратов. | Сам. работа | 2 | 4 | ||
2.4. | Аппаратная и программная поддержка сопряжения датчиков по проводным и беспроводным иинтерфейсам. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1 | |
2.5. | Сопряжение датчиков по проводным и беспроводным иинтерфейсам. | Практические | 2 | 2 | ||
2.6. | Аппаратная и перограммная поддержка сопряжения датчиков по проводным и беспроводным иинтерфейсам. | Сам. работа | 2 | 4 | ||
Раздел 3. Фильтрация, корреляционный и спектральный анализ результатов измерений | ||||||
3.1. | Фильтрация данных и измерительных сигналов. Типы фильтров. КИХ и БИХ-фильтры. Реализация фильтров с помощью дискретной свёртки или с помощью разностного уравнения. Синтез КИХ-фильтров оконным методом. Виды окон и их спектральные характеристики. Фильтры Савицкого-Голея. Нелинейные фильтры. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
3.2. | Реализация заданного фильтра оконным методом. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | |
3.3. | Фильтрация данных и измерительных сигналов. Типы фильтров. КИХ и БИХ-фильтры. Реализация фильтров с помощью дискретной свёртки или с помощью разностного уравнения. Синтез КИХ-фильтров оконным методом. Виды окон и их спектральные характеристики. Фильтры Савицкого-Голея. Нелинейные фильтры. | Сам. работа | 2 | 4 | ПК-1 | |
3.4. | Корреляционный метод измерения. Расчёт авто- и взаимно-корреляционной функции, оценка интервала корреляции. Погрешности корреляционного метода измерения. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
3.5. | Реализация корреляционного метода измерения скорости звука. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
3.6. | Коореляционный метод измерения. Расчёт авто- и взаимно-корреляционной функции, оценка интервала корреляции. Погрешности корреляционного метода измерения. | Сам. работа | 2 | 4 | ||
3.7. | Спектральный анализ измерительных сигналов: Дискретное и быстрое преобразование Фурье (FFT). | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
3.8. | Спектральный анализ прямоугольного, треугольного и пилообразного сигналов. | Практические | 2 | 2 | ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
3.9. | Спектральный анализ измерительных сигналов: Дискретное и быстрое преобразование Фурье (FFT). | Сам. работа | 2 | 4 | ||
Раздел 4. Цифровая обработка изображений | ||||||
4.1. | Характеристики изображений на выходе видеокамер. Бинаризация изображений. Обнаружение объектов на изображении. Измерение параметров объектов. | Лекции | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
4.2. | Обнаружение объекта заданной формы на изображении и измерение его размеров. | Практические | 2 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
4.3. | Характеристики изображений на выходе видеокамер. Бинаризация изображений. Обнаружение объектов на изображении. Измерение параметров объектов. | Сам. работа | 2 | 4 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
См. Приложение (Файл Фонд оценочных средств). |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
См. Приложение (Файл Фонд оценочных средств). |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
См. Приложение (Файл Фонд оценочных средств). |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | В.П. Федосов, А.К. Нестеренко | Цифровая обработка сигналов в LabVIEW: учебное пособие | М.: ДМК Пресс // ЭБС "Лань", 2009 | e.lanbook.com |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | С.А. Ахманов, Ю.Е. Дьяков, А.С. Чиркин | Статистическая радиофизика и оптика: Учебное пособие | Москва : Физматлит // ЭБС "Лань", 2010 | https://e.lanbook.com/book/48263 |
Л2.2 | Суранов А.Я. | LabVIEW 8.20: Справочник по функциям: Справочник | М.: ДМК Пресс // ЭБС "Лань", 2009 | e.lanbook.com |
6.1.3. Дополнительные источники | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л3.1 | А.Я. Суранов | Аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразование: Методические указания к выполнению лабораторной работы | Изд-во АлтГУ, 2000 | |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
519М | электронный читальный зал с доступом к ресурсам «ПРЕЗИДЕНТСКОЙ БИБЛИОТЕКИ имени Б.Н. Ельцина» - помещение для самостоятельной работы | Учебная мебель на 46 посадочных мест; 1 Флипчарт; компьютеры; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" и доступом в электронную информационно-образовательную среду; стационарный проектор: марка Panasonic, модель PT-ST10E; стационарный экран: марка Projecta, модель 10200123; система видеоконференцсвязи Cisco Telepresence C20; конгресс система Bosch DCN Next Generation; 8 ЖК-панелей |
001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
304К | лаборатория телекоммуникаций и цифрового телевидения центр систем автоматизации и управления - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; стеллажи под лабораторное оборудование; проектор: марка INFOCUS модель IN24 - 1 единица; программно-аппаратный комплекс измерения технологических параметров на базе плат, система сбора данных AFS, средства отладки и программирования DL-NEXYS, станции паяльные ERSA (2шт.), телефон системный Panasonic KX-DT321RU-B (2шт.), IP-платформа Panasonic KX-NCP1000RU, Анализатор спектра R&S FSH8, модальная система анализа и генерации сигналов, персональные портативные устройства сбора данных NI myDAQ; методические указания по выполнению лабораторных работ по курсам "Техника приема и обработки сигналов", "Проектирование устройств на ПЛИС", "Цифровая и микропроцессорная техника". |
При изучении тем курса следует самостоятельно повторить рассмотренные вопросы, пользуясь рекомендованной литературой, и ответить на контрольные вопросы. Возможен вариант опережающего знакомства с материалом лекции с тем, чтобы на лекции получить ответ на возможные вопросы. Целесообразно постараться "привязать" рассматриваемые вопросы к теме своей магистерской работы. Также желательно проверить все рассматриваемые математические вопросы с помощью моделирования или использования реального оборудования. Рекомендуемой средой программирования для этого является среда графического программирования LabVIEW. |