Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Systemy komputerowe w sterowaniu i pomiarach
Koordynator przedmiotu:
Rajmund Kożuszek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Informatyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
SKPS
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. liczba godzin kontaktowych – 64 godz., w tym  obecność na wykładach: 30 godz.,  obecność na zajęciach laboratoryjnych:30 godz.,  udział w konsultacjach związanych z problematyką poruszaną na wykładzie/laboratorium: 4 godz., 2. praca własna studenta – 56 godz., w tym  rozwiązywanie zadań i problemów w ramach przygotowań do zajęć laboratoryjnych 30 godz.,  udział w dyskusji w trakcie wykładu: 1 godz.,  analiza literatury i materiałów wykładowych związana z przygotowaniem do kolejnych wykładów, instalacja oprogramowania: 10 godz.,  przygotowanie do kolokwiów: 15 godz. Łączny nakład pracy studenta wynosi 120 godz., co odpowiada 4 pkt. ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2,5 pkt. ECTS, co odpowiada 64 godz. kontaktowym
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 pkt. ECTS, co odpowiada 60 godz. zajęć laboratoryjnych i przygotowaniu do tych zajęć
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium30h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Systemy operacyjne, podstawy techniki cyfrowej, podstawy programowania
Limit liczby studentów:
150
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przedstawienie specyfiki systemów komputerowych w zastosowaniach do sterowania i pomiarów. Przedstawienie metodyki projektowania oprogramowania dla systemów wbudowanych z uwzględnieniem zagadnień bezpieczeństwa i niezawodności systemu. Wykład obejmuje także systemy operacyjne czasu rzeczywistego, sieci przemysłowe i przykładowe aplikacje systemów czasu rzeczywistego. Ćwiczenia laboratoryjne pozwalają studentom nabyć praktyczną umiejętność projektowania i uruchamiania oprogramowania dla systemów wbudowanych z uwzględnieniem aplikacji czasu rzeczywistego.
Treści kształcenia:
Wykłady: 1. Wstęp do przedmiotu i wprowadzenie do środowiska Buildroot (BR) 2. Bardziej zaawansowane użycie BR, Wprowadzenie do środowiska OpenWRT 3. Realizacja zaawansowanej komunikacji międzyprocesowej w systemie Linux 4. QEMU jako narzędzie do modelowania systemów. Komunikacja z urządzeniami I/O w systemie Linux, elementarne wprowadzenie do tworzenia sterowników 5. Wprowadzenie do systemów czasu rzeczywistego 6. Organizacja oprogramowania i szeregowanie 7. Zaawansowane techniki przystosowania Linuxa do pracy w czasie rzeczywistym. 8. SoC i MPSoC – realizacja pracy w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem możliwości układów FPGA ściśle zintegrowanych z CPU 9. Mikrokontrolery, a systemy czasu rzeczywistego 10. Przykładowe urządzenie - robot Mini Ryś 11. Sieci Przemysłowe 12. Bezpieczeństwo Laboratoria: 1. Zapoznanie ze środowiskiem Buildroot (BR) i emulatorem QEMU i ich podstawowe wykorzystanie. 2. Zapoznanie ze środowiskiem OpenWRT, zaawansowane techniki przyspieszające testowanie Linux w systemie wbudowanym. 3. Dodawanie własnych aplikacji do środowisk BR i OpenWRT, uruchamianie aplikacji na systemie wbudowanym (korzystanie ze zdalnego debuggera) 4. Realizacja wieloprocesowego przetwarzania danych w czasie rzeczywistym na systemie wbudowanym. 5. Realizacja komunikacji z własnym sprzętem emulowanym w QEMU, podstawy realizacji i uruchamiania sterownika urządzenia, wykorzystanie debuggera do uruchamiania kodu jądra 6. Realizacja interfejsów użytkownika dla systemów wbudowanych (ze szczególnym uwzględnieniem możliwości zdalnego zarządzania)
Metody oceny:
Przewidywane formy kształcenia i organizacja przedmiotu Realizacja przedmiotu obejmuje następujące formy zajęć:  wykład prowadzony w wymiarze 2 godz. tygodniowo;  zajęcia laboratoryjne; w ramach tych zajęć student, korzystając z oprogramowania i sprzętu będzie – pod opieka prowadzącego zajęcia – realizował wskazane zadania związane tematycznie z treścią wykładu; Sprawdzanie założonych efektów kształcenia realizowane jest przez:  ocenę wiedzy i umiejętności związanych z realizacją zadań laboratoryjnych – ocenę sprawozdań z realizacji zadań.  ocenę wiedzy i umiejętności wykazanych na kolokwium;
Egzamin:
nie
Literatura:
• Sacha K., Systemy czasu rzeczywistego, Wyd. 2 (zmienione), Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1999. • Sacha K., Laboratorium systemu QNX, Wyd. 2 (zmienione), Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2001. • Sacha K., Sieci przemysłowe - Profibus, Mikom, 1998. • Łukasz Skalski, „Linux: podstawy i aplikacje dla systemów embedded”, Legionowo, Wydawnictwo BTC, 2012 • Marcin Bis, „Linux w systemach embedded”, Legionowo, Wydawnictwo BTC, 2011 • Karim Yaghmour, Building Embedded Linux Systems, Beijing, O'Reilly, 2003 • Vizuete, Daniel Manchón, „Instant Buildroot”, Packt Publishing 2013 (ISBN: 9781783289455, 9781783289462)
Witryna www przedmiotu:
https://usosweb.usos.pw.edu.pl/kontroler.php?_action=katalog2/przedmioty/pokazPrzedmiot&prz_kod=103A-INxxx-ISP-SKPS
Uwagi:
(-)

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
ma podstawową wiedzę z zakresu aplikacji systemów czasu rzeczywistego w obszarze sterowania i pomiarów
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka W02
zna podstawowe właściwości mikrokontrolerów i systemów wbudowanych
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka W03
ma podstawową wiedzę w zakresie szeregowania procesów
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka W04
umie wykorzystać Builroot i OpenWRT do tworzenia oprogramowania dla systemów wbudowanych
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka W05
ma wiedzę w zakresie Systemów Operacyjnych Czasu Rzeczywistego i sieci dla takich systemów
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W10
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
potrafi zaprojektować proste oprogramowanie obsługujące system wbudowany
Weryfikacja: laboratorium, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, P6U_U
Charakterystyka U02
potrafi zaplanować i przeprowadzić testy zrealizowanego przez siebie oprogramowania
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U03
potrafi przedstawić wyniki z badań i pomiarów w formie czytelnego sprawozdania
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U09, U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
ma świadomość konieczności komunikowania się z otoczeniem, także pozazawodowym, w sposób zrozumiały dla odbiorcy
Weryfikacja: wykład, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO
Charakterystyka K02
jest świadomy procesu uczenia się w kierunku zwiększania kompetencji w tym obszarze
Weryfikacja: wykład, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK
Charakterystyka K03
jest świadomy konsekwencji działań w kontekście bezpieczeństwa
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR
Charakterystyka K04
jest świadomy konieczności uzupełniania wiedzy w celu rozwiązywania postawionych przed nim problemów
Weryfikacja: kolokwium, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK, I.P6S_KR