Дисципліна: Основи кіберфізичних систем

Основи кіберфізичних систем

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 150 (5)

Мета навчальної дисципліни: набуття студентами навичок побудови кіберфізичних систем (КФС), оволодіння основними методами керування, комунікації, застосування сенсорів та актуаторів, а також надання їм знань і умінь використання та впровадження отриманих знань на практиці.

Завдання навчальної дисципліни:

-        надати студентам повне уявлення про різні підходи до проектування кіберфізичних систем;

-        ознайомити із сучасним станом і тенденціїми розвитку кіберфізичних систем;

-        навчити на практиці використовувати отримані знання для розробки та експлуатації кіберфізичних систем.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни:

Базові знання у сфері інформаційних технологій, фізики та основ програмування.

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у студентів:

інтегральної компетентності: здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у комп’ютерній галузі або навчання, що передбачає застосування теорій та методів комп’ютерної інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.

загальних компетентностей:

-        здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу.

-        здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями.

-        здатність застосовувати знання на практиці.

-        вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми.

-        здатність працювати як індивідуально, так і в команді.

фахових компетентностей:

-        здатність використовувати засоби і системи автоматизації проєктування до розроблення компонентів комп’ютерних систем та мереж, Інтернет-додатків, кіберфізичних систем тощо.

-        здатність оформлювати отримані робочі результати у вигляді презентацій, науково-технічних звітів.

Програмні результати навчання:

-          знати і розуміти наукові і математичні положення, що лежать в основі функціонування комп’ютерних засобів, систем та мереж.

-          знати новітні технології в галузі комп’ютерної інженерії.

-          вміти здійснювати пошук інформації в різних джерелах для розв’язування задач комп’ютерної інженерії.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

–          основні поняття КФС;

–          принципи та методи інтеграції обчислювальних ресурсів у фізичні процеси;

–          класифікацію КФС;

–          архітектуру КФС;

–          технології обробки даних у КФС;

–          технічні засоби КФС;

–          принципи розробки КФС на базі мікроконтролерів та мікрокомп'ютерів;

–          будову, технічні характеристики мікроконтролерів AVR;

–          будову, технічні характеристики мікрокомп'ютерів серії Raspberry Pi;

–          основні поняття та визначення Інтернету речей.

 вміти:

–          проектувати кіберфізичні системи;

–          застосовувати вивчену елементну базу при проектуванні та реалізації проектів;

–          обирати відповідні технічні рішення у відповідності до вимог ТЗ та існуючих обмежень;

–          працювати з мікроконтролерами і основними налагоджувальними платами (Arduino);

–          розробляти проекти Інтернету речей на базі платформи Arduino та мікрокомп'ютера Raspberry Pi.

Зміст дисципліни (тематика):

Змістовий модуль 1. Загальні відомості про кіберфізичні системи.

Тема 1. Основні поняття кіберфізичних систем (КФС).

Тема 2. Технології обробки даних у КФС.

Тема 3. Технічні засоби КФС.

Тема 4. Протоколи передачі даних у КФС.

Тема 5. Безпека КФС.

Змістовий модуль 2. Інтернет речей як різновид кіберфізичних систем.

Тема 6. Основні поняття та визначення Інтернету речей (Internet of Things, IoT).

Тема 7. Засоби ідентифікації в Інтернеті речей.

Тема 8. Мікроконтролери та мікрокомп'ютери в Інтернеті речей.

Тема 9. Створення проектів ІоТ засобами платформи Arduino.

Тема 10. Створення проектів ІоТ на базі мікрокомп'ютера Raspberry Pi.

Види робіт: лекції, практичні заняття, модульні контрольні роботи, індивідуальні роботи студентів з викладачем, самостійна робота студентів, консультації, підготовка до заліку.

Форма підсумкового контролю: залік.