450-8705/02 – Vývoj a realizace řídicích algoritmů (VRŘA)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Zdeněk Slanina, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | USP, FS, FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky