Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Bioinformatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Systemy wbudowane:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Bioinformatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | nauk przyrodniczych, nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Systemy wbudowane | ||
Specjalność | Systemy informatyczne w biologii | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Bogdan Olech <Bogdan.Olech@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Bogdan Olech <Bogdan.Olech@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Elektronika; z naciskiem na obwody ze wzmacniaczami operacyjnymi oraz obwody przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego. |
W-2 | Architektura systemów komputerowych; ze szczególnym naciskiem na architekturę i organizację mikroprocesora, systemy wejścia/wyjścia oraz hierarchia pamięci. |
W-3 | Technika cyfrowa; technologia CPLD/FPGA. |
W-4 | Podstawy programowania; programowanie assemblerowe, w języku "C" oraz "C++". |
W-5 | Podstawy algorytmizacji; umiejętność budowania efektywnych i złożonych algorytmów obliczeniowych opartych na specyfikacji zadania. |
W-6 | Podstawy systemów operacyjnych; rozumienie i umiejętność wykorzystywania funkcji systemu ofereowanych przez system operacyjny. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zrozumienie zasad funkcjonowania systemów pomiarowych i diadnostycznych, co sposobu nadawania im cech użytkowych poprzez implementację systemów wbudowanych. |
C-2 | Opanowanie umiejętności kreowania funkcjonalności systemu wbudowanego. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Programowanie bliskosprzętowe z wykorzystaniem asemblera, na bazie klasycznej architektury 8051. | 2 |
T-L-2 | Programowanie na poziomie języka C wybranego mikrokontrolera. | 2 |
T-L-3 | Planowanie zadań i weryfikacja z wykorzystaniem języków opisu zadań (np. UML). | 2 |
T-L-4 | Programowanie z wykorzystaniem urządzeń wejść i wyjść. | 2 |
T-L-5 | Zrównoleglona realizacja zadań na bazie przeszukiwania wektora wejściowego zmian oraz z użyciem przerwań. | 2 |
T-L-6 | Programowanie wykorzystujące możliwości systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. | 2 |
T-L-7 | Programowanie z użyciem standardowych łączy komunikacji szeregowej oraz bezprzewodowej. | 2 |
T-L-8 | Integracja sprzętu i oprogramowania systemu rozproszonego. | 2 |
T-L-9 | Użycie języków opisu sprzętu w projektowaniu i programowaniu systemu. | 2 |
T-L-10 | Użycie języków opisu systemu do projektowania współbieżnego systemu. | 2 |
T-L-11 | Programowanie systemu pomiaru sensora oraz nastawy servo. | 2 |
T-L-12 | Wykorzystanie regulatora PID w projektowaniu systemu regulacji automatycznej. | 2 |
T-L-13 | Implementacja napędu elektrycznego w połączeniu z wizją maszynową. | 2 |
T-L-14 | Implementacja systemu pomiaru tętna oraz kardiogramu. | 2 |
T-L-15 | Implementacja systemu pomiaru fal mózgowych. | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Podstawowe zagadnienia przedmiotu: pojęcie systemu wbudowanego, parametry charakteryzujące, zagadnienie czasu rzeczywistego, problem zużycia mocy, zarys architektury, zarys metod projektowania oraz kryteria efektywności projektowania. | 3 |
T-W-2 | Modelowanie oraz języki opisu: modele działania, zagadnienia projektowe, podejście formalne projektowania, języki opisu, języki synchroniczne, język opisu UML, języki przeznaczone do weryfikacji systemu. | 2 |
T-W-3 | Systemy operacyjne: standardy systemów operacyjnych czasu rzeczywistego, planowanie zadań oraz gospodarowanie zasobami, działania zrównoleglone. | 2 |
T-W-4 | Systemy sieciowe: problemy projektowania systemów sieciowych, dystrybucja zadań systemów sieciowych, sieci sensorowe przewodowe oraz bezprzewodowe, rozproszone pozyskiwanie i przetwarzanie sygnałów, zagadnienia niezawodności i bezpieczeństwa. | 2 |
T-W-5 | Projektowanie poziomu systemu: systemy jednomodułowe z magistralą bądź komunikacją sieciową, metody i języki projektowania współbieżnego, metody automatycznego projektowania architektury procesorów, systemy wieloprocesorowe. | 2 |
T-W-6 | Systemy automatyki przemysłowej: zagadnienie regulacji automatycznej, sensory pomiarowe oraz urządzenia wykonawcze, systemy z zamkniętą pętlą regulacji oraz systemy z otwartą pętlą regulacji, zagadnienia implementacyjne. | 2 |
T-W-7 | Wybrane przykłady praktyczne. | 2 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Ugruntowanie wiedzy będącej rezultatem prowadzonych kolejno ćwiczeń laboratoryjnych. | 30 |
A-L-2 | Analiza literaturowa w zakresie tematycznym mających się odbywać kolejnych ćwiczeń laboratoryjnych. | 15 |
A-L-3 | Opracowanie wyników i wniosków po realizacji kolejnych ćwiczeń. | 30 |
75 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Repetytorium zakresu materiału na danym etapie realizowanego wykładu. | 15 |
A-W-2 | Studia literaturowe zagadnień nie objętych bezpośrednio wykładem. | 15 |
A-W-3 | Analiza algorytmów oraz kodu syntezy systemów wbudowanych. | 15 |
45 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Metoda podająca; w zastosowaniu do wykładu. |
M-2 | Metoda programowana; w zastosowaniu do ćwiczeń laboratoryjnych z użyciem komputera i mikroprocesorów. |
M-3 | Metoda praktyczna; w odniesieniu do ćwiczeń laboratoryjnych. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Ocena formująca, prowadzona na podstawie zaangażowania i postępów studenta w trakcie prowadzenia ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-2 | Ocena podsumowująca: W zakresie zajęć laboratoryjnych, określana na podstawie zebranych, bieżących ocen formuujących w ramach ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-3 | Ocena podsumowująca: W zakresie kursu; na podstawie oceny podsumowującej całości wiedzy w zakresie wykładu oraz efektów pracy w ramach zajęć laboratoryjnych. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_W01 Zasadniczo, wszelka aparatura pomiarowa i diagnostyczna, z uwagi na aspekt przetwarzania informacji, podlega podlega definicji systemu wbudowanego. Wiedza w zakresie architektury systemów komputerowych typu wbudowanego pozwala na właściwą ocenę wyników pomiarowych oraz włściwy dobór aparatury i zawartych w niej aplikacji informatycznych. | BI_1A_W11 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7 | M-1 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_U01 Umiejętność korzystania z różnego rodzaju systemów komputerowych, w kontekście systemów wbudowanych, jest istotna dla doboru właściwego rozwiązania w zależności od skali i złożoności realizowanego zadania. Zadanie może być realizowane w obrębie systemy wbudowanego danej aparatury lub może być realizowane zewnętrznie, w bardziej wydajnym systemie przetwarzania. Możliwości szybkich transerów danych drogą sieciową czynią systemy łatwo skalowalnymi, eliminując problem ograniczoności zasobów charakterystyczny dla systemów wbudowanych. | BI_1A_U11 | P1A_U05, P1A_U09, T1A_U01, T1A_U13, T1A_U16 | InzA_U03, InzA_U05, InzA_U08 | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-L-15 | M-2, M-3 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_K01 Postęp aparturowy oraz metod przetwarzania informacji narzuca konieczność ciągłego rozwoju indywidualnego. Jest to niezbędne, by wykorzystywać w sposób pełny możliwości dotyczące stanu wiedzy oraz te wynikające z dostępnych mocy obliczeniowych. | BI_1A_K03 | P1A_K01, P1A_K02, P1A_K05, P1A_K07, P1A_K08, T1A_K01, T1A_K06, T1A_K07 | InzA_K02 | C-1 | T-W-1, T-W-7 | M-1 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_W01 Zasadniczo, wszelka aparatura pomiarowa i diagnostyczna, z uwagi na aspekt przetwarzania informacji, podlega podlega definicji systemu wbudowanego. Wiedza w zakresie architektury systemów komputerowych typu wbudowanego pozwala na właściwą ocenę wyników pomiarowych oraz włściwy dobór aparatury i zawartych w niej aplikacji informatycznych. | 2,0 | Brak elementarnej wiedzy. |
3,0 | Elementarna wiedza przedmiotu. | |
3,5 | Elementarna wiedza przedmiotu zelementami wnioskowania. | |
4,0 | Podstawowa wiedza przedmiotu ze zdolnością wnioskowania, kojarzenia problemów i rozwiązywania podstawowych zadań problemowych. | |
4,5 | Znaczna wiedza przedmiotu ze zdolnością wnioskowania, kojarzenia problemów i rozwiązywania zadań problemowych. | |
5,0 | Kompletna wiedza przedmiotu w zakresie wykładanycm, ze zdolnością wnioskowania, kojarzenia problemów, rozwiązywania zadań algorytmicznych, także ze zdolnością dokonywania oceny porównawczej oraz wartościującej. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_U01 Umiejętność korzystania z różnego rodzaju systemów komputerowych, w kontekście systemów wbudowanych, jest istotna dla doboru właściwego rozwiązania w zależności od skali i złożoności realizowanego zadania. Zadanie może być realizowane w obrębie systemy wbudowanego danej aparatury lub może być realizowane zewnętrznie, w bardziej wydajnym systemie przetwarzania. Możliwości szybkich transerów danych drogą sieciową czynią systemy łatwo skalowalnymi, eliminując problem ograniczoności zasobów charakterystyczny dla systemów wbudowanych. | 2,0 | Nie nabył jakichkolwiek umiejętności praktycznych. |
3,0 | Posiada minimalne umiejętności związane z konfigurowaniem i programowaniem typowych konfiguracji systemów wbudowanych.. | |
3,5 | Posiada umiejętności związane z konfigurowaniem i programowaniem typowych konfiguracji systemów wbudowanych wraz z umiejętnością dokonywania odpowiednich testów weryfikujących. | |
4,0 | Posiada pełne umiejętności związane z konfigurowaniem i programowaniem typowych konfiguracji systemów wbudowanych wraz z umiejętnością dokonywania odpowiednich testów weryfikujących. Umie zasymulować oraz dokonać sysntezy komputerowej poziomu systemu dla systemu wbudowanego.. | |
4,5 | Posiada pełne umiejętności związane z konfigurowaniem i programowaniem typowych konfiguracji systemów wbudowanych wraz z umiejętnością dokonywania odpowiednich testów weryfikujących. Umie zasymulować oraz dokonać sysntezy komputerowej poziomu systemu dla systemu wbudowanego oraz dokonać oceny jakościowej i ilościowej. | |
5,0 | Posiada biegłe umiejętności związane z konfigurowaniem i programowaniem typowych konfiguracji systemów wbudowanych wraz z umiejętnością dokonywania odpowiednich testów weryfikujących. Umie zasymulować oraz dokonać sysntezy komputerowej poziomu systemu dla systemu wbudowanego oraz dokonać oceny jakościowej i ilościowej. Potrafi dokonać wyboru właściwego rozwiązania stosowanie do postawionego zadania. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
BI_1A_BII-S-C13_K01 Postęp aparturowy oraz metod przetwarzania informacji narzuca konieczność ciągłego rozwoju indywidualnego. Jest to niezbędne, by wykorzystywać w sposób pełny możliwości dotyczące stanu wiedzy oraz te wynikające z dostępnych mocy obliczeniowych. | 2,0 | Nie wykazuje zaangażowania w poszerzaniu wiedzy i doskonaleniu umiejętności w zakresie techniki systemów wbudowanych. |
3,0 | Wykazuje elementarną skłonność do poprawiania swoich kompetencji w zakresie techniki systemów wbudowanych jedynie z obawy o konsekwencje. | |
3,5 | Podnosi swój profesjonalizm w sposób jedynie zapewniający bieżące wykonywanie zadań. | |
4,0 | Podnosi swój profesjonalizm w sposób aktywny, w miarę konieczności. | |
4,5 | Podnosi swój profesjonalizm w sposób aktywny, przewidując z wyprzedzeniem kierunek działań. | |
5,0 | Podnosi swój profesjonalizm w sposób aktywny, przewidując z wyprzedzeniem kierunek działań. Dodatkowo, jest aktywny środowiskowo, wymienia doświadczenia w środowisku akademickim.. |
Literatura podstawowa
- Zurawski Richard, Embedded System Handbook, CRC Taylor & Francis Group, London, New York, 2006
- Wolf Wayene, High Performance Embedded Computing, Elsivier, 2007
Literatura dodatkowa
- Vahid Frank, Givargis Tony, Embedded System Design, ohn Willey & Sons, Inc., 2002