450-8705/01 – Vývoj a realizace řídicích algoritmů (VRŘA)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětuIng. Zdeněk Slanina, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Zdeněk Slanina, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFS, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SLA77 Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 0+14

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty s vývojovými nástroji, které se používají při implementaci programového vybavení řídicích systémů. Student získá představu o všeobecné metodologii vývoje programového vybavení. Dále pak student získá základní a rozšířené dovednosti, týkající se řídicích systémy a systémů reálného času, s vývojovými nástroji pro analýzu, návrh a implementaci programového vybavení.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

V předmětu budou probrány obecné teoretické paradigmaty, modely a vzory aplikovanými při implementaci programového vybavení řídicích systémů, zejména s ohledem na práci v reálném čase. Dále bude probráno strukturování a implementace řešení formou souběžných procesů a základní principy použití objektově orientovaného programování. Použití procesů (vláken) při programování řídicích aplikací v mechatronice. Zásady bezpečného programování zejména pro kritické aplikace v reálném čase. Operační systémy reálného času (RTOS), jejich struktura a jednotlivé funkce operačního systému reálného času a rozdíly mezi RTOS a Non_RT operačními systémy. Podrobněji budou probrány konkrétní RTOS jako je QNX, RT Linux, VxWorks a Windows CE, aj.. Dále se studenti seznámí s řadou vývojových nástrojů pro analýzu, návrh a implementaci programového vybavení pro řídicí systémy reálného času. Použití universálního modelovacího jazyka RT UML pro tvorbu řídicích aplikací, způsoby popisu řídicích aplikací pomocí diagramů, testováním úlohy v reálném čase a generování kódu řídicí aplikace.

Povinná literatura:

Černohorský J.: Sylaby Řídicí systémy s počítači I a II. VŠB Ostrava 2005 Srovnal V.: Operační systémy pro řízení v reálném čase. VŠB Ostrava 2003 Srovnal V.: Operační systémy pro řízení v reálném čase. e- učební text VŠB Ostrava, FEI, 2008

Doporučená literatura:

Lacko L.: Programujeme mobilní aplikace ve Visual Studiu .NET

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Vypracování dvou protokolů z laboratorních cvičení. Zápočtový test.

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: 1. Systémy řízení v reálném čase (RT) v oblasti mechatroniky. Klasifikace RT systémů a programů. 2. Nástroje pro návrh vestavěných řídicích systémů v oblasti mechatroniky. Vývojové prostředí, hostitelský a cílový systém. 3. Vývojové prostředky operačních systémy typu Unix. Časová závislost a nezávislost procesů. Synchronizace a komunikace procesů. Bezpečnost řídicích systémů. Ošetření chyb v řídicích systémech. 4. Vývojové nástroje pro implementaci časově nekritických operačních systémů a řídicích algoritmů. 5. Embedded Linux, RTAI Linux, RT Preemptive Linux a jeho vývojové nástroje. Typické synchronizační úlohy a techniky komunikace. Objektově orientované jazyky a využití OOP pro implementaci řídicích algoritmů. 6. Vývojové prostředky operačních systémů typu Windows. Časová závislost a nezávislost procesů. Synchronizace a komunikace procesů. Bezpečnost řídicích systémů. Ošetření chyb v řídicích systémech. 7. Operační systémy Windows CE, Windows Embedded, Windows Mobile a jejich vývojové nástroje. Typické synchronizační úlohy a techniky komunikace. Objektově orientované jazyky a využití OOP pro implementaci řídicích algoritmů. 8. Vývojové prostředky pro implementaci časově kritických operačních systémů a kritických řídicích algoritmů. Operační systémy reálného času (RTOS). Struktura a funkce operačního systému reálného času. Životní cyklus systému a vývojové nástroje pro jeho testování. 9. VxWorks RTOS a jeho vývojové nástroje a typické synchronizační prostředky a techniky komunikace. Implementace řídicích algoritmů a jejich testování. 10. QNX Neutrino RTOS a jeho vývojové nástroje a typické synchronizační prostředky a techniky komunikace. Implementace řídicích algoritmů a jejich testování. 11. Techniky návrhu programových řídících struktur s použitím universálního modelovacího jazyka UML pro tvorbu řídicích aplikací. 12. Propojení a implementace řídicích algoritmů v modelovacím jazyku UML a operačního systému pro řízení v reálném čase VxWorks RTOS. 13. Propojení a implementace řídicích algoritmů v modelovacím jazyku UML a operačního systému pro řízení v reálném čase QNX Neutrino RTOS. 14. Proces lokalizace chyb, testování řídicích algoritmů a jejich údržba v rámci řídicího systému

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  10
        Zkouška Zkouška 65  16
Rozsah povinné účasti: 80% účast na cvičeních

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0714A270003) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0714A270003) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N3943) Mechatronika (3906T007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku