Бакалавриат
2023/2024
Научно-исследовательский семинар "Создание киберфизических систем"
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Статус:
Курс по выбору (Программная инженерия)
Направление:
09.03.04. Программная инженерия
Кто читает:
Департамент программной инженерии
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
1-й курс, 1-3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Агамирзян Игорь Рубенович
Язык:
русский
Кредиты:
3
Контактные часы:
44
Программа дисциплины
Аннотация
Киберфизические системы являются основой современной технологической платформы, включая в себя робототехнику, интернет вещей (IoT), интеллектуальные распределённые системы управления (smart-системы) в различных отраслях и индустриях. Базисом создания киберфизических систем является микроэлектроника и мехатроника, в первую очередь микроконтроллеры, сенсоры и актуаторы различного типа. Проектирование и создание киберфизических систем включает в себя программирование микроконтроллеров, но не ограничивается им, так как каждая система имеет уникальную архитектуру и является комплексным инженерным проектом. В курсе НИС "Создание киберфизических систем" предлагается сбалансированный подход к созданию киберфизических систем, объединяющий программирование с конструированием логической и механической частей системы. Значительная часть учебного процесса проводится с использованием цифровых симуляторов, однако для успешного прохождения курса необходимо в рамках проектной работы на протяжении финального модуля сконструировать, изготовить и запрограммировать реальную киберфизическую систему.
Цель освоения дисциплины
- Целями освоения дисциплины являются формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области конструирования, моделирования и отладки киберфизических систем.
- Также студенты получат опыт ведения самостоятельного научного исследования и инженерной разработки, который пригодится им при написании курсовых, дипломных и научных работ.
Планируемые результаты обучения
- Знать принципы работы и уметь проектировать и прототипировать схемы с пространственными актуаторами
- Уметь проектировать 3D-объекты и понимать принципы их построения
- Уметь проектировать и прототипировать простые логические схемы
- Уметь проектировать и прототипировать схемы на основе микроконтроллеров с простыми сенсорами/актуаторами
- Уметь работать с 3D-принтерами и реализовывать полный цикл изготовления пространственного (объёмного) объекта
Содержание учебной дисциплины
- Базовые понятия киберфизических систем и интернета вещей
- Принципы проектирования и быстрого прототипирования электронных систем на базе микроконтроллеров
- Пространственные актуаторы и принципы перемещения в пространстве
- Принципы проектирования 3D-объектов
- Использование 3D-принтеров
- Запуск проектной работы
- Подготовка докладов
- Защита проектов
Элементы контроля
- Индивидуальный проект ПР1
- Лабораторная работа ЛР2
- Лабораторная работа ЛР1Уметь проектировать и прототипировать простые логические схемы
- Домашнее задание ДЗ1
- Домашнее задание ДЗ2Уметь проектировать и прототипировать схемы на основе микроконтроллеров с простыми сенсорами/актуаторами
- Лабораторная работа ЛР3
- Домашнее задание ДЗ3
- Лабораторная работа ЛР4
- Лабораторная работа ЛР5
- Домашнее задание ДЗ4
- Групповой проект ПР2
Промежуточная аттестация
- 2023/2024 учебный год 3 модуль0.4 * Групповой проект ПР2 + 0.04 * Домашнее задание ДЗ1 + 0.04 * Домашнее задание ДЗ2 + 0.04 * Домашнее задание ДЗ3 + 0.04 * Домашнее задание ДЗ4 + 0.24 * Индивидуальный проект ПР1 + 0.04 * Лабораторная работа ЛР1 + 0.04 * Лабораторная работа ЛР2 + 0.04 * Лабораторная работа ЛР3 + 0.04 * Лабораторная работа ЛР4 + 0.04 * Лабораторная работа ЛР5
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Javed, A. (2016). Building Arduino Projects for the Internet of Things : Experiments with Real-World Applications. [United State]: Apress. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1228798
- Макаров, С. Л. Arduino Uno и Raspberry Pi 3: от схемотехники к интернету вещей : руководство / С. Л. Макаров. — Москва : ДМК Пресс, 2018. — 204 с. — ISBN 978-5-97060-730-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/116131 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
Рекомендуемая дополнительная литература
- 100 лучших радиоэлектронных схем . — Москва : ДМК Пресс, 2009. — 352 с. — ISBN 5-94074-114-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/861 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- 350 микросхем для бытовой радиоаппаратуры. Справочник : справочник. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 288 с. — ISBN 978-5-94120-222-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/61007 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Петелин, А. Ю. 3D-моделирование в Google SketchUp – от простого к сложному. Самоучитель : самоучитель / А. Ю. Петелин. — Москва : ДМК Пресс, 2012. — 344 с. — ISBN 978-5-94074-793-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/9128 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Петелин, А. Ю. 3D-моделирование в SketchUр 2015– от простого к сложному. Самоучитель : самоучитель / А. Ю. Петелин. — Москва : ДМК Пресс, 2015. — 370 с. — ISBN 978-5-97060-290-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/82808 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.