МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
_______________________
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Прикладное программирование в технических системах
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
220400.62 «Управление в технических системах»
Профиль подготовки
__________Управление и информатика в технических системах
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины (модуля) «Прикладное программирование в технических системах» являются ознакомление студентов с возможностями применения современных вычислительных средств при практическом решении инженерных задач на основе последних достижений в области программирования и автоматизации инженерных расчетов, что согласуется с целями ООП в качестве удовлетворения потребностей личности в интеллектуальном развитии, удовлетворения потребностей заказчиков в квалифицированных специалистах с высшим образованием в области информатики, вычислительной техники и систем управления.
Изучение дисциплины «Прикладное программирование в технических системах» будет способствовать достижению целей 2 и 3 основной образовательной программы по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах»:
Цель направления 2. Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома инженера или магистра в области автоматизации и управления, так и с целью дальнейшего самосовершенствования;
Цель направления 3. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных систем и средств контроля и управления.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Среди основных задач образовательной профессиональной программы необходимо выделить такие, как ознакомление с современными средствами автоматизации деятельности инженера, получение практических знаний по применению имеющихся прикладных программных продуктов; исследование методов создания самостоятельных прикладных программных продуктов на основе современных визуальных сред программирования, автоматизирующих производственную деятельность предприятия. Благодаря изучению указанных вопросов, студент приобретает навыки по автоматизации инженерных задач. Дисциплина позволяет студенту получить знания, необходимые для решения практических инженерных задач с использованием ЭВМ, что позволяет расширить возможности студента при последующем трудоустройстве. Поскольку в процессе обучения студент знакомится с современными программными средствами, используемыми при решении и6нженерных задач, то его резюме заинтересует многих заказчиков. Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин, как "Основы информатики", "Программирование и основы алгоритмизации", "Информационные технологии". Материалы дисциплины "Прикладное программирование" должны использоваться на всех этапах обучения студента в качестве вспомогательного материала для практического решения инженерных задач. Дисциплина относится к разделу "Математический и естественнонаучный цикл" - его вариативной части.
Материалы дисциплины должны использоваться в курсовом и дипломном проектировании.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)
ОК-10: обладать способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования:
В результате изучения дисциплины «Прикладное программирование в технических системах» студенты должны знать или обладать:
· Знать, понимать и применять фундаментальные и передовые знания и научные принципы, лежащие в основе современных средств и систем автоматизации и управления при формулировании и решении инженерных задач
· Знать, понимать и применять математические, архитектурные, схемотехнические и программные основы средств и систем автоматизации и управления, а также методы их проектирования и эксплуатации;
· Уметь проектировать, разрабатывать, настраивать, тестировать и эксплуатировать современные автоматизированные системы и средства контроля и управления, а также планировать и проводить экспериментальные исследования их свойств и характеристик;
· Обладать способностью самостоятельно осваивать новые средства, методы и технологии автоматизации и управления в течение всего периода профессиональной деятельности;
· Основы визуального программирования;
· Основные подходы к решению типовых прикладных задач;
· Основы практического решения инженерных задач с использованием пакетов прикладных программ;
· Способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет __5__ зачетных единиц, _180__ часов, 54 часа аудиторная нагрузка, 76 час – самостоятельная работа.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
3 | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 180 | 180 |
Аудиторные занятия | 54 | 54 |
- лекции | 18 | 18 |
- практические занятия | ||
- семинары | ||
36 | 36 | |
- другие виды аудиторных занятий | ||
- контроль самостоятельной работы | 18 | 18 |
Самостоятельная работа | 76 | 76 |
Аттестация | 32 | Экзамен 32 ч. (3-й семестр) |
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
Лек-ции | Л. Р. | Пр. | КСР | |||||
1 | Раздел 1 | 3 | 1 | 2 | 4 | 1 | Семинар, Л/Р | |
2 | Раздел 2 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
3 | Раздел 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | Семинар, Л/Р | ||
4 | Раздел 4 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
5 | Раздел 5 | 3 | 5 | 2 | 1 | Семинар, Л/Р | ||
6 | Раздел 6 | 3 | 4 | 1 | Семинар, Л/Р | |||
7 | Раздел 7 | 3 | 7 | 2 | 1 | Семинар, Л/Р | ||
8 | Раздел 8 | 3 | 8 | 1 | Семинар, Л/Р | |||
9 | Раздел 9 | 3 | 9 | 2 | 1 | Семинар, Л/Р | ||
10 | Раздел 10 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
11 | Раздел 11 | 3 | 11 | 2 | 8 | 1 | Семинар, Л/Р | |
12 | Раздел 12 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
13 | Раздел 13 | 3 | 13 | 2 | 4 | 1 | Семинар, Л/Р | |
14 | Раздел 14 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
15 | Раздел 15 | 3 | 15 | 2 | 1 | Семинар, Л/Р | ||
16 | Раздел 16 | 3 | 1 | Семинар, Л/Р | ||||
17 | Раздел 17 | 3 | 17 | 2 | 8 | 1 | Семинар, Л/Р | |
18 | Раздел 18 | 3 | 1 | Экзамен (3 семестр) |
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Цели и задачи дисциплины. Основы методологии проектирования автоматизированных и автоматических систем управления. Основные тенденции развития визуальных сред программирования. Основные принципы разработки приложений в среде визуального программирования C++Builder. Конструирование по технологии Drag-and-drop. Понятие SDI и MDI приложений. Связывание форм в приложении.
Раздел 2. Понятие компонента в C++Builder. Видимые и невидимые копоненты. Библиотека VCL. События свойства и методы компонентов в среде C++Builder.
Раздел 3. Визуальная среда С++Builder: панель инструментов, палитра компонент, инспектор объектов, редактор кода. Управление проектов в среде C++ Builder: Создание, сохранение и открытие проекта; Окно ProjectManager;Окно Project Options; компиляция и запуск проекта. Сравнительная характеристика.
Раздел 4-5. Общая структура проекта в C++Builder. Принципы взаимодействия файлов проекта. Файлы описания форм в проекте C++Builder. Файлы программных модулей в проекте C++Builder. Главный программный файл в проекте C++Builder. Файлы ресурсов, файлы справочников контекстной помощи, файлы точечных рисунков (BMP-файлы), файлы значков (ICO-файлы).
Раздел 6. Понятие формы, свойства и методы форм. Особые объекты приложения: главный объект, управляющий приложением. Особые объекты приложения: объект управляющий экраном, принтером, буфером обмена. Компоненты меню (MainMenu, PopupMenu). Элементы управления: Label, Button, Edit, Memo, ListBox, ComboBox, Panel. Основные методы свойства. Особенности прикладного применения.
Раздел 7.Стандартные формы ввода-вывода. Диалоги поиска и замены текста. Диалоги открытия и сохранения файлов. Окно печати, шрифта и выбора цветов. Основные методы и свойства. Компоненты ввода и отображения текстовой информации (RichEdit, MaskEdit). Компоненты ImageList, ToolBar, StatusBar, Timer, ProgressBar.
Раздел 8. Расширение стандарта языка С++: строковые типы данных, значения даты и времени. Особенности, синтаксис. Прикладные задачи.
Раздел 9. Расширение стандарта языка С++: множества, переменные варьируемого типа. Особенности, синтаксис. Технология OLE. Прикладные задачи.
Раздел 10. Особенности создания объектов в С++ Builder: объекты-компоненты, свойства, свойства-массивы. Прикладные задачи.
Раздел 11. Механизмы взаимодействия с СУБД (ActiveX, ODBC, BDE).
Раздел 12. Компоненты для построения прикладных пакетов для работы с СУБД.
Раздел 13. Поддержка графики в C++Builder. Использование канвы. Работа с рисунками. Внеэкранные битовые образы.
Раздел 14. Общая характеристика и назначение пакета прикладных программ Matlab. Использование пакета прикладных программ Matlab в качестве калькулятора. Работа с комплексными числами.
Раздел 15. Общие правила вычислений в командной строке. Использование переменных. Использование массивов.
Раздел 16. Программирование в среде пакета прикладных программ Matlab (Циклы, условия операторы). Функция find.
Раздел 17. Использование M-файлов. Прикладные задачи.
Раздел 18. Тенденции развития современных информационных технологий в области автоматизации технологических процессов и производств. Ответы на вопросы студентов.
5. Образовательные технологии
Используется:
1. при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника при этом основным аспектом изложения является разбор конкретных ситуаций прикладного характера на демонстрационных примерах (компьютерная симуляциячасов в интерактивной форме;
2. при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, пакеты прикладных программ (среда программирования С++Builder/Visual Studioчасов в интерактивной форме;
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1. Лабораторные занятия
№ | Раздел дисциплины | Наименование работы | Часов |
1 | 1-5 | Знакомство со средой программирования C++ Builder 6 | 4 |
2 | 6-7 | Изучение основных компонентов среды С++ Builder 6: Button, Edit, Label. Решение алгебраических задач | 4 |
3 | 8-10 | Изучение компонентов среды С++ Builder 6: TStringGrid (таблица строк), TMainMenu. Работа с массивами | 8 |
4 | 11,12 | Создание приложения для для работы с БД | 8 |
5 | 13-16 | Знакомство со средой MATLAB. Освоение программного обеспечения для исследования систем автоматического управления: изучение командного окна; изучение возможностей ядра для выполнения вычислений; изучение графических возможностей. | 4 |
6 | 17 | Знакомство со средой MATLAB. Изучение возможностей создания и использования m-файлов | 8 |
6.2. Контроль самостоятельной работы студентов.
Для контроля самостоятельной работы студентов используется устный или письменный опрос по материалам предыдущих лекций или лабораторных работ по вопросам, перечисленным в п. 6.3.
6.3. Список вопросов по теоретической части курса
Основные тенденции развития визуальных сред программирования. Основные принципы разработки приложений в среде визуального программирования C++Builder. Конструирование по технологии Drag-and-drop. Понятие SDI и MDI приложений. Связывание форм в приложении.(С примером). Понятие компонента в C++Builder. Видимые и невидимые копоненты. (С примером). Библиотека VCL. События свойства и методы компонентов в среде C++Builder. Визуальная среда С++Builder: панель инструментов, палитра компонент, инспектор объектов, редактор кода.(На примере). Общая структура проекта в C++Builder. Принципы взаимодействия файлов проекта. Файлы описания форм в проекте C++Builder. Файлы программных модулей в проекте C++Builder. Главный программный файл в проекте C++Builder. Файл проекта C++Builder. Файлы описания форм в проекте C++Builder. Файлы ресурсов, файлы справочников контекстной помощи, файлы точечных рисунков (BMP-файлы), файлы значков (ICO-файлы). Управление проектов в среде C++ Builder: Создание, сохранение и открытие проета; Окно ProjectManager;Окно Project Options; компиляция и запуск проекта. Расширение стандарта языка С++: строковые типы данных. Особенности, синтаксис. Расширение стандарта языка С++: значения даты и времени. Особенности, синтаксис. Расширение стандарта языка С++: множества. Особенности, синтаксис. (С примером). Расширение стандарта языка С++: переменные варьируемого типа. Особенности, синтаксис. Технология OLE. (С примером). Особенности создания объектов в С++ Builder: объекты-компоненты, свойства, свойства-массивы. Механизмы доступа к СУБД (ActiveX, ODBC, BDE). Компоненты ADO для доступа к БД. Компоненты BDE для доступа к БД. Механизм обработки исключений в С++ Builder. (Пример). Ввод и отображение текстовой информации. Компоненты: TLabel, TEdit, TMemo, TButton (основные свойства и методы). (На примере). Создание нескольких форм в приложении. Отображение второстепенных форм во время работы приложения. Методы Show, ShowModal. (На примере). Понятие компоненты, общие свойства и методы компонент. Понятие формы, свойства и методы форм. Особые объекты приложения: главный объект, управляющий приложением. Особые объекты приложения: объект управляющий экраном, принтером, буфером обмена. Поддержка графики в C++Builder. Использование канвы. Работа с рисунками. Внеэкранные битовые образы. Общая характеристика и назначение пакета прикладных программ Matlab. Использование пакета прикладных программ Matlab в качестве калькулятора. (На примере) Работа с комплексными числами в среде пакета прикладных программ Matlab.(На примере). Общие правила вычислений в командной строке в среде пакета прикладных программ Matlab. (С примером). Использование переменных (С примером). Использование массивов (С примером). Программирование в среде пакета прикладных программ Matlab (Циклы, условия операторы). Функция find.(С примером). Использование m-файлов в Matlab.7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. Архангельский А. Я. - Программирование в C++ Builder, 7 изд (+CD-ROM), М.: Бином, 2002.
2. Электронный вариант лекционного материала.
3. Потемкин MATLAB: справ. пособие - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 19с.
4. Иглин расчеты на базе MATLAB: [учеб. пособие] СПб.: БХВ-Петербург, 20с.: ил. + 1 компакт-диск.
б) дополнительная литература:
1. Borland C++ Builder: энциклопедия пользователя / Ч. Калверт. - Киев: DiaSoft,
2. Borland C++ 5 для себя: самоучитель / . - М.: ДМК, 20с.: ил.301).
3. Математические пакеты расширения MATLAB: спец. справочник / В. Дьяконов, В. Круглов. - СПб.: Питер, 20с.: ил.
4. В. Дьяконов. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. Полное руководство пользователя. М.: Солон-Пресс, 2002
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. http://cpprog. *****/articles. html
2. http://progs-maker. *****/c_cpp. html
3. http://www. *****/programming/cpp
4. http://www. *****/department/pl/cpp/
5. http://sau. favt. *****
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Компьютеры с установленным ПО: Borland С++ Builder; Visual Studio, CodeGear RAD Studio, MatLab
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 220400.62 «Управление в технических системах» и профилю подготовки 220400.62 «Управление и информатика в технических системах».
Автор _________________________
Зав. кафедрой САУ _________________________ В. И Финаев
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 01.01.2001 года, протокол
