Програмування для систем реального часу
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.174.03.E.080
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: професор, д.т.н. Лесовой Леонід Васильович
доцент, д.т.н. Федоришин Роман Миронович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти наступних компетентностей:
ФКС1.1 - Здатність застосовувати знання про принципи функціонування основного технологічного обладнання промислових виробництв та процеси, що відбуваються в технологічних апаратах для аналізу об’єкту керування;
ФКС1.2 - Здатність синтезувати системи керування технологічними об’єктами та процесами на основі результатів дослідження властивостей об’єктів, із врахуванням характеристик сучасних технічних засобів автоматизації;
ФКС1.3 - Здатність розробляти системи автоматичного вимірювання та контролю технологічних параметрів та метрологічного забезпечення таких систем;
ФКС1.4 - Здатність розробляти системи автоматизації технологічних процесів, вбудовані системи автоматики на базі мікроконтролерів та промислових мікропроцесорних контролерів, мережевих технологій та комп'ютерно-інтегрованих комплексів із врахуванням принципів кібербезпеки таких систем та застосовуючи автоматизовані системи проектування.
Результати навчання: • особливості роботи системи реального часу
• принципи побудови алгоритмів для систем реального часу
• специфіку алгоритмічних мов, що застосовують для написання прикладних програм реального часу
• особливості операційних систем реального часу
• принципи програмування на рівні портів вводу/виводу.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Комп’ютерні технології та програмування
• Моделювання об’єктів керування
• Електроніка та мікросхемотехніка
• Мікропроцесорна техніка
Короткий зміст навчальної програми: Системи реального часу. Керування процесом в реальному часі. Програмування задач для систем реального часу. Структура програми реального часу. Алгоритми задач реального часу. Операційні системи реального часу. Призначення та функції операційної системи. Вимоги до операційних систем реального часу. Архітектура операційної системи. Стандарти для прикладних програм реального часу. Типи переривання для задач у системах реального часу. Таймери і годинники реального часу. Класифікація послідовних та паралельних інтерфейсів. Оптимізація у системах реального часу.
Опис: 1. Система жорсткого реального часу та система нежорсткого реального часу.
2. Характеристики систем реального часу.
3. Особливості програмного забезпечення систем реального часу.
4. Визначення автокореляційної функції.
5. Фільтрація сигналів.
6. Призначення та функції операційної системи.
7. Монолітні операційні системи.
8. Багатопоточність однопроцесорних систем.
9. Планування та диспетчеризація.
10. Керування ресурсами в операційній системі реального часу.
11. Стандарти POSIX для прикладних задач реального часу.
12. Програмування на апаратному рівні.
13. Таймери/лічильники мікроконтролера 89С51.
14. Характеристики пристроїв введення/виведення.
15. Оптимізація програми.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (70%)
• підсумковий контроль: усне опитування за виконанням контрольної роботи (30%)
Критерії оцінювання результатів навчання: Здача лабораторних робіт 65 балів
Контрольна робота 35 балів
Разом за дисципліну 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок:
1. Лабораторні роботи.
Кожна лабораторна робота оцінюється у 6,5 балів, з яких: 2,5 – допуск до лабораторної роботи, виконання та оформлення звіту; 4 – захист.
2. Контрольна робота, балів: 20 – письмова компонента; 15 – усна компонента.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Грень Ярослав. Програмування систем реального часу: навчальний посібник / Я.Грень. - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. -324 с.
2. Bernat G., Burns A., Llamosi A. Weakly Hard Real-Time Systems // IEEE Transactions on Computers. - april 2001. - vol. 50, no. 4. - P. 308 - 321.
3. Hsueh C.-W., Lin K.-J. Scheduling Real-Time Systems with End-to-End Timing Constraints Using Distributed Pinwheel Model // IEEE Transactions on Computers. - January 2001. - vol. 50, no. 1. - P. 51 - 66.
4. Kuo T.W., Yan W.-R., Lin K.-J. A Class of Rate Based Real-Time Scheduling Algorithms // IEEE Transactions on Computers. - Jun 2002. - vol. 51, no. 6. - P. 708 - 720.
5. Laplante P. A. Real-Time Systems Desing and Analysis: An Engineer's Handbook // IEEE Press. - New-York, 1997. - 416 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).