450-2012/01 – Systémy monitorování a řízení (SMŘ)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětuIng. Jaromír Konečný, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jaromír Konečný, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BOR0084 Ing. Monika Borová
KON430 Ing. Jaromír Konečný, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Definovat typické vlastnosti systémů reálného času a řídicích systémů. Charakterizovat vztah systémů reálného času k systémům řízení technologických procesů. Objasnit principy implementace řídicích systémů formou souběžných procesů. Aplikovat standardní postupy jejich řešení. Charakterizovat principy analýzy a návrhu a implementace software informačních a řídicích systémů základními postupy softwarového inženýrství. Objasnit roli modelovacího jazyka UML2 a využít jeho základních diagramů k zachycení výsledků analýzy. Porozumět principům algoritmizace a konstruovat jednoduché programy v jazyce C#. Ve cvičeních zvládnout praktické základy algoritmizace. Aplikovat základní poznatky bezpečné konstrukce řídicích systémů. Objasnit principy konstrukce distribuovaných systémů a vyhodnotit přínosy jejich použití.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět je zaměřen na problematikou použití počítačů pro aplikace pracující v reálném čase a způsobu získání dat z reálných procesů. seznamuje s potřebnými prvky technické architektury počítače a jejich uplatněním pro úlohy sledování procesů a pro schopnost počítače reagovat asynchronně vzhledem k aktuálně prováděnému výpočtu a tak pracovat ve víceúlohovém režimu. Zaměřuje se na principy výstavby distribuovaných systémů a to jak pokud jde o počítačové sítě, tak průmyslové sítě používané při monitorování reálných procesů. Cvičení jsou orientována na úvod do programování v jazyce C# a na seznámení se základními diagramy jazyka UML2 a principy jejich použití základních příkazů komunikace s typickými operačními systémy.

Povinná literatura:

Černohorský,J., Krejcar. O. : Systémy řízení a monitorování, Ostrava, 2007 , ISBN 978-80-248-1612-8

Doporučená literatura:

Schmuller, J.: Myslíme v jazyku UML, Grada, 2001, ISBN 80-247-0029-8 # Virius Miroslav: C# pro zelenáče. Noecortex 2002, 256 str. ISBN: 80-86330-11-7 # http://www.functionx.com/csharp/ - kvalitní kurz C# # http://www.softsteel.co.uk/tutorials/cSharp/contents.html - Výukový kurz o C# # http://csharpcomputing.com/Tutorials/TOC.htm - kurz C#

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemný test během semestr, konzultace ve cvičení

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: • Metody pro logisticko-informační analýzu zdravotnických systémů provozů a zařízení: životní cyklus, analýza, návrhové koncepty( souběžná činnost, zapouzdření, objektové koncepty, stavové diagramy) . Definice požadavků,specifikace systému, systémová specifikace. • Metody analýzy a návrhu řídicích a monitorovacích systémů: strukturování toku dat, konstrukce modulů, modularizace, a návrh dat a programových řídících struktur, notace, stavový diagram jako prostředek modelování řídicího algoritmu. Problematika implementace, testování a údržby. Metody testování: statické, dynamické, metoda black-box a white-box, testovaní zdola nahoru a shora dolů. • Technologie pro zápis výsledků logisticko- informační analýzy a popis struktury systémů. • Technologie pro modelování chování řídicích a informačních systémů • Principy realizace programového řízení v programovacích jazycích • Koncepty objektově orientovaného řešení • Proměnné a konstanty, Datové typy • Řízení toku programu, jmenné prostory a viditelnost jmen • Problematika zpracování souborů a systémy reálného času • Řídicí systémy, řízení v reálném čase (RT systémy), klasifikace RT systémů. Rozhraní pro komunikaci s průmyslovým prostředím, problematika přenosu dat. Centralizované, hierarchické a distribuované systémy.Souběžné procesy a jejich synchronizace. Kontext, přepínaní kontextu, přerušení. Časová závislost a nezávislost procesů, Bernsteinovy podmínky. • Semafory, signály a monitory. Synchronizace a komunikace prostřednictvím zasílání zpráv. Přidělování procesoru a plánování procesů. prioritní strategie, cyklické plánování. Stárnutí procesů. Typické synchronizační úlohy Úloha o vzájemném vyloučení, Producent-konzument, čtenáři-písaři, souběh. Techniky komunikace prostřednictvím zasílání zpráv, synchronní a asynchronní komunikace. • Bezpečnost řídicích systémů. Ošetření chyb v řídicích systémech. Chyba a Porucha. Poruch HW a SW. Ošetření chyb pomocí výjimek, Principy koncepce bezpečnosti. • Technologie RFID a jejich použití ve zdravotnictví. Počítačové laboratoře: • Úvod do prostředí vývojového nástroje Microsoft Visual Studio C# • Základní datové typy, první aplikace typu 'ahoj světe', vstup a výstup znaků na standardní vstupní a výstupní zařízení, použití lokálních a globálních proměnných • Kopírování souborů, práce se znaky, způsob zpracování textových a binárních souborů • Práce s jednorozměrnými typy polí, sčítání matic - dvojrozměrné pole, vícerozměrné pole.základní komponenty, výjimky • Sofistikované komponenty, využití některých komponent pro řízení • Práce s grafikou, dialogy windows • Databáze MS SQL Server - DataSet, DataTable, Adapter, SQL Connection, SQL Select, SQL Insert, SQL Parametr, Delete, Where • Objektové programování, třída, objekt, konstruktor, destruktor, víceparametrové předávání proměnných v rozhraní metod • Dědičnost, interface, zapouzdřenost, • Objektové přístupy při návrhu architektury aplikací, vývojové diagramy, Petriho sítě, UML 2.0 • Jazyk UML - základní diagramy, nástroj MS Visio a jeho možnosti • Jazyk UML v řídicích systémech • Kontrola semestrálních projektů

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51
Rozsah povinné účasti: - povinná účast na cvičeních, jsou akceptovány 2 omluvy - v případě pochybností o úrovni vědomostí je přihlíženo na účasti na přednáškách - odevzdání projektu

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku