455-0559/02 – Systémy monitorování a řízení (SMŘ)
| Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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)
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:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky