Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации




НазваниеРабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации
Дата конвертации05.02.2013
Размер142.67 Kb.
ТипРабочая программа
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

(Наименование дисциплины)

Направление подготовки

230100.62 «Информатика и вычислительная техника»

Профиль подготовки
Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр
Форма обучения
Очная

(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог

2011

Цель преподавания дисциплины

Целью дисциплины «Системы передачи и преобразования информации» студенты должны» являются уяснение сущности технологии передачи информации по каналам связи в комплексных информационно-управляющих системах с применением знаний теории информации и теории математических моделей сигналов, теории кодирования, принципами построения систем передачи и преобразования информации в АСУ ТП.
Изучение данной дисциплины будет способствовать достижению целей основной образовательной программы по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»:

Цель направления 1. Удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии путем получения высшего образования в области автоматизации и управления;

Цель направления 2. Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома инженера или магистра в области автоматизации и управления, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.

Цель направления 3. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных систем и средств контроля и управления,

а также будет способствовать достижению локальных целей профиля подготовки «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы»:

2 цель профиля. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать задачи исследования, проектирования, разработки, настройки, тестирования и эксплуатации современных автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов в различных областях профессиональной деятельности, а также задачи планирования и проведения экспериментальных исследований свойств и характеристик данных систем;

3 цель профиля. Формирование у выпускников навыков практической реализации и внедрения инженерных решений, 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
В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника» профиль подготовки «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы» дисциплина «Системы передачи и преобразования информации» относится к блоку дисциплин по выбору блока Б3.В11 профессионального цикла и реализуется в седьмом семестре.

Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин, как дисциплин «Математический анализ», «Физика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Математическая логика и теория алгоритмов».

Результаты изучения курса «Теория информационных процессов и систем» используются в дальнейшем при изучении дисциплин «Технические средства автоматизации и управления», «Информационные сети и телекоммуникации», «Интегрированные системы проектирования и управления», «Автоматизированные информационно управляющие системы», «Автоматизированные информационно-управляющие системы», «Автоматизация проектирования систем управления».
3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины «Системы передачи и преобразования информации» студенты должны владеть:

ОК-12- навыками работы с компьютером как средством управления информацией;

ОК-13- способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях;

ПК-4- разрабатывать модели компонентов информационных систем, включая модели баз данных;

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

  • Знать: основные понятия и методы теории информации, теории сигналов, методы кодирования информации, принципы построения систем передачи дискретной информации;

  • Уметь: использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом;

  • Владеть: владеть навыками профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы).

Все это будет способствовать достижению следующих компетенций:

  • на основе знания педагогических приемов принимать непосредственное участие в учебной работе кафедр и других учебных подразделений по профилю направления "Информатика и вычислительная техника.


4.Структура и содержание дисциплины Системы передачи и преобразования информации
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц 180 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

27

Экзамен (7 семестр)







п/п


Раздел

Дисциплины

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)

лек

лаб

пр

СРС

КСР






Элементы теории сигналов

7

1-4

4

8

4

16

4

Собеседования, промежуточный, контроль заданий для самостоятельного выполнения, тест/письменная контрольная работа по теме



Модуляция и манипуляция

7

5-7

3

6

2

16

3

Собеседования, промежуточный, контроль заданий для самостоятельного выполнения, тест/письменная контрольная работа по теме



Кодирование информации

7

8-12

5

8

6

16

5

Собеседования, промежуточный, контроль заданий для самостоятельного выполнения, тест/письменная контрольная работа по теме



Принципы построения систем передачи информации

7

13-18

6

10

6

10

6

Собеседования, промежуточный, контроль заданий для самостоятельного выполнения, тест/письменная контрольная работа по теме

ИТОГО

18

36

18

58

18






5. Образовательные технологии
При изложении лекционного материала используются технологии изложения теоретические материала, основанного на знаниях математики и физики. Применяется компьютерная и проекционная техника и презентации, что позволяет излагать материал в виде отдельных дидактических единиц, рассматривать практически полезные примеры. При проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, программное обеспечение для выполнения лабораторных работ, пакет прикладных программ Matlab.

Практикум по курсу включает задачи по разделам лекционного курса, что позволяет акцентировать внимание студентов на анализе и разрешении конкретных, практически направленных задач теории информационных процессов и систем.

Самостоятельная работа ориентирована на понимание применения материала теоретического курса в практическом аспекте при решении задач профессиональной деятельности при исследовании, проектировании, разработке, настройке, тестированию и эксплуатации современных систем и средств контроля, технического диагностирования и управления в различных отраслях народного хозяйства, а также задач планирования и проведения экспериментальных исследований свойств и характеристик данных систем.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1. Практические занятия
В рамках курса предусмотрены практические занятия в объеме 18 часов.

Тематики практических занятий

1. Определение энтропии и информации (2часа);

2. Модели непрерывных и дискретных каналов связи (2часа);

3. Модели сигналов (2часа);

4. Дискретизация и квантование (2часа);

5. Спектры сигналов (2часа);

6. Модуляция сигналов (2часа);

7. Кодирование (2часа);

8. Декодирование (2часа);

9. Системы передачи информации с обратной связью (2часа).

В рамках контролируемой самостоятельной работы проводится разбор типовых ошибок домашних заданий, с разъяснением путей решения, ориентирующих студентов на развитие практических навыков.
6.2. Лабораторные занятия
В рамках курса предусмотрены лабораторные занятия в объеме 36 часов.

1. Лабораторная работа № 1. «Исследование дискретизации и квантования аналоговых сигналов» (6 часов);

2. Лабораторная работа № 2. «Исследование спектров сигналов» (6 часов);

3. Лабораторная работа № 3. «Исследование кодирующих устройств» (6 часов);

4. Лабораторная работа № 4. «Исследование

декодирующих устройств» (6 часов);

5. Лабораторная работа № 5. «Исследование систем передачи информации с решающей обратной связью» (6 часов);

6. Лабораторная работа № 6. «Исследование систем передачи информации с информационной обратной связью» (6 часов).
6.3. Дидактические тесты рубежного контроля

Для оценки уровня теоретических и практических знаний используется тест или контрольный письменный опрос

Перечень контрольных вопросов

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.
6.4.Самостоятельная работа студентов

В рамках организации самостоятельной работы студентам предлагается развить, изучаемые в рамках теоретического материала модели и методы передачи и обработки сигналов в распределенных системах управления.

Тематики заданий для самостоятельного выполнения:

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.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

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. Петров В.Н. Информационные системы: учебник. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с.

4. Теория информационных процессов и систем: учеб. пособие для вузов / Галиаскаров Э. Г., Бытев Д. О., Бобков С. П. - Иваново: [Иван. гос. хим.-технол.ун-т], 2005. - 144 с.

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

6. Финаев В.И., Кавчук А.А. Руководство к лабораторной работе N3 "Исследование функционирования и помехоустойчивости системы с решающей обратной связью". - Таганрог: ТРТУ, 2000.

7. Финаев В.И., Кавчук А.А. Руководство к лабораторной работе N4 "Исследование функционирования и помехоустойчивости системы с информационной обратной связью". - Таганрог: ТРТУ, 2000.

8. Финаев В.И. Руководство к лабораторной работе "Имитационное моделирование передачи двоичного кода" по курсу "Моделирование систем" - Таганрог.: ТРТИ, 1992 - 18 с.

9. Харчистов Б.Ф. Руководство к лабораторной работе "Исследование методов временной дискретизации" - Таганрог: ТРТИ, 1993.

10. Глод О.Д., Пушнин А.В.. Руководство к лабораторной работе "Исследование функционирования вторичной сети связи". - Таганрог.: ТРТУ, 2001 - 30 с.

11. Финаев В.И., Пушнин А.В., Югай В.Я. Руководство к лабораторной работе " Исследование системы передачи информации корректирующими кодами переменной длины" - Таганрог.: ТРТУ, 2002.  18 с.
б) дополнительная литература:

1. Информационные системы: Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.Н Волковой, Б.И. Кузина. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. – 213 с.

2. Куликовский Л. Ф., Мотов В.В. Теоретические основы информационных процессов: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1987. – 248 с.

3. Максимович Г.Ю., Романенко А.Г., Самойлюк О.Ф. Информационные системы: Учебное пособие. – М.: Изд-во Рос. Экон. Акад., 1999. – 198 с.

4. Подчукаев В.А. Теория информационных процессов и систем: учебник с грифом УМО. – М.: Гардарики, 2007. – 207 с.

4. Шилина Г.В. Теория информационных процессов и систем. Курс лекций.  УГГУ. 2008.  84стр.

5. Красов А.В. Теория информационных процессов и систем. – М.: Высшая школа, 2002г.

6. Советов Б.Д. Информационные технологии.- М.: Высшая школа, 2003г.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. http://tsisa.ru/  Ресурс о теории систем и системном анализе.

2. http://www.isa.ru/  Институт системного анализа РАН.

3. http://www.edu.ru – Федеральный портал «Российское образование»

4. http://www.openet.ru – Российский портал открытого образования

5. http://www.exponenta.ru – Российский портал образования

Все необходимые учебно-методические материалы, представлены на личных страницах автора в сети http://incampus.ru/, а также на сайте www.sau.favt.tsure.ru.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лекционная аудитория оснащена интерактивной доской и проекционным оборудованием для демонстрации слайдов. В лаборатории имеется 12 рабочих мест, оборудованных ПЭВМ, с установленным на них специализированным программным обеспечением.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилю подготовки «Автоматизированные информационно-вычислительные системы и комплексы».
Автор: ____________________________ Финаев В.И., д.т.н., проф., зав. каф. САУ

Рецензент ____________________________ Косенко Е.Ю., к.т.н., доцент каф. САУ
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.

Похожие:

Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconРабочая программа дисциплины базы данных и системы управления базами данных
Цель изучения дисциплины обучить студентов принципам хранения, обработки и передачи информации в автоматизированных системах, показать...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconПроцесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации
Передача, хранение и обработка информации представляют собой информационные процессы, протекающие в социальных, биологических и технических...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconКонспект лекций
Общие представления о радиоэлектронике. История развития радиоэлектроники. Понятие информации, обобщенная структурная схема передачи...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconНаправление специалитета: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы Специализация подготовки: Радиоэлектронные системы передачи информации Квалификация (степень) выпускника: специалист Форма обучения: очная рабочая программа учебной дисциплины
Целью дисциплины является изучение принципов построения современных восс, основных характеристик, волоконно-оптических волноводов,...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconПервое высшее техническое учебное заведение россии министерство образования и науки российской федерации
Целями освоения дисциплины (модуля) «Основы теории радиосистем передачи информации» являются: изучение принципов построения современных...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации icon«Применение ит в ядерной физике»
Ит информационные (компьютерные) технологии технологии и методы использования компьютеров и программного обеспечения для хранения,...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconРабочая программа по дисциплине «комплексная система защиты информации на предприятиях сферы сервиса» Цели и задачи дисциплины. Требования к уровню освоения дисциплины
Цель: раскрыть структуру комплексной системы защиты информации (ксзи), принципы построения, основы управления системой, методы сервисного...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации iconРабочая программа по дисциплине «комплексная система защиты информации на предприятиях сферы сервиса» Цели и задачи дисциплины. Требования к уровню освоения дисциплины
Цель: раскрыть структуру комплексной системы защиты информации (ксзи), принципы построения, основы управления системой, методы сервисного...
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации icon1. Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации
Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации
Рабочая программа дисциплины Системы передачи и преобразования информации icon2. Радиоэлектронные системы передачи информации
Целью дисциплины является теоретическое и практическое освоение методологии и основ теории радиолокации, применяемых при проектировании...
Разместите кнопку на своём сайте:
kurs.znate.ru


База данных защищена авторским правом ©kurs.znate.ru 2012
обратиться к администрации
kurs.znate.ru
Главная страница