Системы передачи и преобразования информации (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

Рассмотрено и рекомендовано на заседании кафедры САиТ Протокол № ________ «___»__________ 2012 г. Зав. кафедрой САиТ _________

УТВЕРЖДАЮ Декан факультета АВТ ___________________ «___»_________ 2012 г.

Образовательная профессиональная

программа (ОПП) 230102 Автоматизированные системы обработки информации и управления

Факультет автоматики и вычислительной техники

Выпускающая кафедра по ОПП кафедра САиТ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ

КОМПЛЕКС

дисциплины Системы передачи и преобразования информации

Кафедра САиТ

Форма обучения очная Срок обучения 5 лет

Технология обучения лекционно- -лабораторная Курс 3 Семестр 5

Таганрог 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

учебной дисциплины

«Системы передачи и преобразования информации»

1. Проектирование учебного процесса по дисциплине СППИ 3 стр.

2. Технология процесса обучения учебной дисциплине СППИ 4 стр.

3. Рабочая программа 5 – 13 стр.

4. Календарный план 14 – 16 стр.

5. Карта обеспеченности учебно-методической литературой 17 – 18 стр.

6. Банк контрольных заданий и вопросов по учебной дисциплине (портфель студента)стр.

7. Оснащение учебной дисциплины оборудованием 28 стр.

Приложение

Контрольный конспект лекций преподавателя.

Студенческий конспект лекций.

Образцы отчетов по выполнению лабораторных работ.

Образцы индивидуальных заданий.

Образцы тестового контроля.

1. Проектирование учебного процесса по учебной дисциплине (назначение и трудоемкость дисциплины) для ОПП

Дисциплина «Системы передачи и преобразования информации» (СППИ) служит для ознакомления студентов с основами математического представления и преобразования сигналов данных в современных системах обработки данных и управления, с методами синхронизации и фазирования в системах передачи информации, с методами обеспечения верности передачи информации. На основе этих знаний излагаются вопросы организации передачи данных в локальных и глобальных сетях, рассматривается работа протоколов канального уровня.

Дисциплина читается в 5-м семестре и состоит из трех модулей - основы теории сигналов (ОТС - 12 часов), организация передачи данных по дискретным каналам связи (ОПД-КС – 14 часов) и организация передачи данных в локальных и глобальных сетях (ОПД-ЛиГС – 8 часов)

Краткое содержание модулей:

· Модуль ОТС: классификация сигналов, математические модели сигналов, спектральное представление сигналов, дискретизация и квантование сигналов, математические модели устройств, прохождение сигналов через линейные устройства, модуляция и разделение сигналов.

· Модуль ОПД-КС: классификация и характеристики линий связи, линейные коды, синхронизация и фазирование в системах передачи информации, помехи в каналах связи, информационные характеристики канала связи, пропускная способность двоичного симметричного канала связи, помехоустойчивое кодирование, методы обеспечения верности передачи информации.

· Модуль ОПД-ЛиГС: типовые топологии, методы доступа и протоколы канального уровня локальных сетей, технические средства локальных сетей, сетевые технологии Ethernet и Token Ring; сетевые технологии Frame Relay, АТМ, протокол доступа к глобальной сети PPP.

Учебный процесс по дисциплине СППИ включает в себя учебные лекционные занятия, лабораторные занятия, самостоятельную и индивидуальную работу, а также время на проведение промежуточного и финального контроля.

Лабораторные занятия предусматривают выполнение четырех лабораторных работ. Индивидуальные занятия предусматривают выполнение и защиту трех индивидуальных типовых расчетов, самостоятельная работа включает проработку лекционного материала, подготовку к лабораторным занятиям.

Технология процесса обучения учебной дисциплине

Процесс обучения дисциплине СППИ определяется ее назначением и учебным планом, рабочей программой и календарным планом. Он состоит из аудиторной и самостоятельной работы студентов.

Аудиторная работа включает в себя посещение лекций и лабораторных занятий. Посещение всех видов занятий контролируется преподавателем, ведущим занятия.

Чтение лекций проводится с демонстрацией слайдов.

Лабораторные работы проводятся по фронтальной системе. При их проведении группа разбивается на бригады (два студента в бригаде). Каждая бригада выполняет индивидуальный вариант задания. Лабораторная работа включает в себя домашнюю подготовку и работу в лаборатории. К работе в лаборатории бригада допускается только при выполнении домашней подготовки. Результаты выполнения лабораторной работы оформляются в виде отчета, который защищается при сдаче работы преподавателю. Качество защиты оценивается в 3, 4 или 5 баллов.

Самостоятельная работа студентов включает в себя подготовку к лекционным и лабораторным занятиям, а также выполнение индивидуальных домашних заданий на темы: «Спектральное представление линейных сигналов», «Дискретизация и квантование сигналов», «Расчет помехоустойчивости системы с решающей обратной связью». Первое и второе задания относятся к 1-му модулю (ОТС) и сдаются к сроку I-го модуля рейтинг-контроля, третье – ко второму модулю (ОПД-КС) и сдается к сроку 2-го модуля рейтинг-контроля.

К зачету допускается студент, выполнивший и защитивший все индивидуальные задания, выполнивший и защитивший все лабораторные работы.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«СОГЛАСОВАНО» Председатель методической комиссии по образовательной программе _______________________________ _______________________________ _______________________________ «____»_______________2012/13 учеб. год

«УТВЕРЖДАЮ» Декан факультета автоматики и вычислительной техники ______________ "____"______________2012/13 учеб. год

Образовательная профессиональная программа (ОПП) 230102 Автоматизированные системы обработки информации и управления

Факультет автоматики и вычислительной техники

Выпускающая кафедра по ОПП кафедра САиТ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины Системы передачи и преобразования информации

Кафедра Системного анализа и телекоммуникаций

Форма обучения очная Срок обучения 5 лет

Технология обучения лекционно - лабораторная Курс 3 Семестр 5

Академические часы 54			Зачетные единицы
Учебных занятий	-	170 час			Учебных занятий	-
Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных курсовая работа	- - - - - -	36 час. - час. 18час. 80час. 36 час. ____ час.			Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных курсовая работа
Промежуточный рейтинг-контроль (зачет)				Промежуточный рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг-контроль - зачет	5 семестр			Итоговый рейтинг-контроль (зачет)	5 семестр

Таганрог 2012 г.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта Российской Федерации образовательной профессиональной программы (ОПП) 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Составитель:

Должность	Уч. степень	Звание	Ф. И.О.	Подпись
Доцент	к. т.н.	доцент

Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры САиТ

. .2012 г. Протокол №

Зав. кафедрой

1. Место, цели и задачи дисциплины

«СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ»

В ОБЩЕЙ СТРУКТУРЕ ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНЕТА

1.1 Место дисциплины в реализации основных задач ОПП

Дисциплина «Системы реального времени» (СППИ) входит в блок специальных дисциплин, региональный компонентСД.01.

1.2 Место дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося студента по ОПП «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Дисциплина «Системы передачи и преобразования информации» вносит вклад в обеспечение образовательных интересов личности, который состоит в удовлетворении потребностей личности в получении высшего образования в избранной области профессиональной деятельности; потребностей общества в квалифицированных специалистах; а также в развитии образования, науки и культуры путём проведения фундаментальных научных исследований и обучения на всех уровнях высшего образования во всех областях науки, техники и культуры.

1.3 Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников института ОПП «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Знание студентами методов представления сигналов в современных информационных системах, методов математического моделирования сигналов, основ преобразования информационных сигналов при обработке, передаче и использовании информации в системах, позволит выпускникам университета решать практические инженерные задачи.

1.4 Учебные дисциплины, которые должны предшествовать изучению дисциплины СППИ в ОПП «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Базой для изучения дисциплины СППИ являются дисциплины:

– «Математика»;

– «Математический анализ»;

– «Дискретная математика»;

– «Вычислительная математика»;

– «Теория вероятностей, математическая статистика и случайные процессы»;

– «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

1.5 Для изучения каких дисциплин будет использоваться материал дисциплины СППИ при реализации ОПП «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Дисциплина СППИ является базой для изучения дисциплин:

– «Проектирование АСОИУ»,

– «Информационные технологии»,

– «Моделирование систем»,

– «Системы реального времени

– «Сетевые технологии».

1.6 Цели преподавания дисциплины СППИ

– Ознакомление студентов с основами математического представления и преобразования сигналов данных в современных системах обработки данных и управления.

– Изучение методов реализации в информационных системах и сетях эффективных алгоритмов передачи и преобразования информационных данных.

1.7 Задачи преподавания дисциплины СППИ

В результате изучения дисциплины СППИ студент должен знать:

– математические модели сигналов;

– спектральное представление сигналов;

– передаточные функции и частотные характеристики линейных систем;

– принципы дискретизации и восстановления непрерывных сигналов,

– модулирование и демодулирование сигналов;

– классические приложения преобразования информационных данных.

– системы передачи данных по линиям связи;

– характеристики линий связи;

– канальные протоколы.

2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА

2.1 Лекционные занятия

2.1.1 Темы лекций

Лекция 1. Основное назначение системы передачи информации (СПИ). Обобщенная структурная схема СПИ. Основные компоненты СПИ и их назначение. Характеристики процесса обмена сообщениями по каналам связи. Характеристики качества систем передачи информации.

МОДУЛЬ 1: Основы теории сигналов (10 час)

Лекция 2 Основные понятия, классификация сигналов. Спектральное представление периодических и непериодических сигналов.

Лекция 3. Энергетический и мощностной спектры, практическая ширина спектра. Спектральный метод анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные устройства.

Лекция 4. Дискретизация и квантование сигналов. Квантование по уровню: выбор числа уровней квантования, ошибки квантования.

Лекция 5. Временная дискретизация: способ воспроизведения, понятия экстраполяции и интерполяции, погрешность дискретизации, выбор шага дискретизации в случае ступенчатых экстраполяции и интерполяции.

Лекция 6. Выбор шага дискретизации по теореме Котельникова. Модуляция сигналов: непрерывная, дискретная (манипуляция), импульсная.

МОДУЛЬ 2: Организация передачи данных по дискретным каналам связи (14 часов)

Лекция 7. Классификация линий связи. Аппаратура линий связи. Характеристики линий связи.

Лекция 8. Линейное кодирование. Помехи в каналах связи. Общие принципы коррекции ошибок. Кодовое расстояние и его связь с корректирующей способностью кода.

Лекция 9. Оценки Хемминга для выбора числа контрольных элементов. Код с вертикальным и горизонтальным контролем по паритету.

Лекция 10. Циклические коды: математическое описание циклических кодов, образующий полином, алгоритм кодирования разделимого циклического кода, обнаружение и исправление ошибок.

Лекция 11. Способы синхронизации и фазирования. Фазирование по элементам (битам) и по циклам. Старт-стопный режим фазирования. Синхронный способ передачи.

Лекция 12. Информационные характеристики двоичного симметричного канала связи. Пропускная способность двоичного симметричного канала связи. Биномиальная модель двоичного симметричного канала связи с помехами.

Лекция 13. Методы восстановления искаженных и потерянных кадров.мена сообщениями по каналам. Протоколы повторной передачи кадров. Расчет вероятностных характеристик искажения.

МОДУЛЬ 3: Организация передачи данных в локальных и глобальных сетях (8 часов)

Лекция 14. Сервис, предоставляемый протоколами канального уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем. Структура кадра данных. Функции протоколов канального уровня в локальных и глобальных сетях.

Лекция 15. Организация передачи данных в локальных сетях. Технические средства локальных сетей. Технология Ethernet: формат кадра, метод доступа, время двойного оборота и распознавание коллизий, максимальная производительность.