СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Учебная программа дисциплины
Министерство образования и науки Российской Федерации
Владивостокский государственный университет
экономики и сервиса
СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Учебная программа дисциплины
по специальности
210305.65 Средства радиоэлектронной борьбы
Владивосток
2014
ББК 32.884
Учебная программа по дисциплине «Системы отображения информации» составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО. Предназначена для студентов специальности 210305.65 Средства радиоэлектронной борьбы.
Составитель: , к. ф.-м. н., доцент кафедры электроники.
Утверждена на заседании кафедры электроники от 01.01.2001 г., протокол № 5, редакция 2014 г. (заседание кафедры от 01.01.2001 г., протокол №8).
Рекомендована к изданию УМК Института информатики, инноваций и бизнес систем ВГУЭС.
Утверждена на заседании учёного совета ИИИБС, протокол №8 от 01.01.2001 г.
© Владивостокский
государственный университет экономики и сервиса, 2014
введение
В жизни современного человека информация играет особую роль, являясь связующим звеном между человеком и окружающей средой. О внешнем мире человек получает 80 % информации через зрительный канал, и только оставшиеся 20 % при помощи других органов чувств (обоняние, осязание, слух). Именно зрение дает человеку полное представление о каком-либо объекте: размер, цвет, местоположение, которое в совокупности позволяет произвести более глубокий анализ и получить дополнительные сведения о свойствах данного объекта. Разработчик не может увидеть процессы, происходящие в электронных схемах, без специальных средств отображения. В качестве специальных средств выступают осциллографы, которые осуществляют преобразование электрических сигналов в изображение на экране.
Использование электронных средств отображения информации очень многообразно: информационные и рекламные табло, телевизоры, мониторы ЭВМ и т. д. Составной частью ЭСОИ являются электронные приборы, осуществляющие визуализацию электрических сигналов – это индикаторы (полупроводниковые, газоразрядные, жидкокристаллические, вакуумные, электронно−лучевые трубки и т. д.). Принцип их действия, характеристики, параметры, области применения и методы управления ими рассматриваются в читаемом курсе. Современные тенденции развития систем отображения информации связаны с использованием новейших типов индикаторов. В ряду дискретных индикаторов появились полимерные индикаторы, значительно превосходящие существующие типы дискретных индикаторов по световой эффективности, потребляемой мощности и конструктивным особенностям, позволяющие создавать системы отображения информации с изменяемой пространственной конфигурацией.
Данная учебная программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
1. Организационно–методические указания
1.1. Цели и задачи учебной дисциплины
Дисциплина «Системы отображения информации» обеспечивает специальную подготовку бакалавров и формирование устойчивых знаний, умений и владений в теории и технике отображения информации на основе информационных моделей различных видов. Изучение дисциплины подготавливает студентов к освоению современных средств отображения информации, используемых в практике функционирования радиотехнических систем.
1.2. Перечень компетенций, приобретаемых при изучении дисциплины
Дисциплина направлена на формирование следующих профессиональных качеств:
- готовностью выполнять расчет и проектирование деталей, узлов и устройств радиотехнических систем в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования.
Теоретические знания, полученные в процессе изучения дисциплины, формируют профессиональный взгляд на:
- методики разработки структурных и функциональных схем систем отображения и комплексов и принципиальных схем устройств с использованием средств компьютерного проектирования,
- проведение проектных расчетов и технико-экономическим обоснованием принимаемых решений;
1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения
Объем и сроки изучения дисциплины:
Общая трудоемкость дисциплин составляет 2 зачетные единицы, 72 часа. Из них 34 часа – аудиторной работы, 38 часов – самостоятельной работы.
Промежуточная аттестация по курсу – зачёт.
Дисциплина «Системы отображения информации» включает в себя:
- лекционные занятия;
- лабораторные занятия;
- консультации;
- самостоятельная работа студентов;
- научные семинары;
- участие в студенческих конференциях;
- встречи с представителями российских и зарубежных компаний.
1.3.1. Лекционные занятия
При проведении лекционных занятий учитывается, что часть материала выносится на самостоятельную работу. На лекционных занятиях студенты должны изучить основные возможности, параметры, характеристики, структуру систем отображения информации, а также этапы, методы и алгоритмы проектирования систем отображения.
1.3.2. Лабораторные работы
Лабораторные работы проводятся на базе лабораторных стендов, контрольно-измерительного оборудования и рабочих станций с использованием прикладного программного обеспечения САПР. На лабораторных занятиях студенты должны получить навыки по созданию и анализу работы схем и оптимизации их параметров с применением САПР. После выполнения индивидуального задания студент сдает отчет в твердой копии и электронном виде.
1.4. Виды контроля и отчётности по дисциплине
В процессе изучения дисциплины студент слушает лекции по теоретическому материалу, при этом некоторые из вопросов выносятся на самостоятельное изучение. Для помощи студенту в освоении теоретического материала лекционных занятий и самостоятельной работы предусматриваются консультации ведущего преподавателя.
Для защиты лабораторных работ, в рамках самостоятельной работы студента, предусмотрено время для оформления отчета и освоения теоретического материала для ответов на контрольные вопросы.
Для подготовки к зачету студенту отводится 6 часов самостоятельной работы и консультация ведущего преподавателя перед зачетом.
В соответствии с Положением о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во Владивостокском государственном университете экономики и сервиса в ходе изучения дисциплины предусматриваются следующие виды контроля знаний студентов: текущая и промежуточная аттестации.
Текущая аттестация студентов осуществляется по результатам контроля уровня знаний в ходе проведения лекционных занятий, лабораторных работ и консультаций.
Текущая аттестация знаний студентов включает:
- защиту отчетов по выполняемым лабораторным работам;
- оценку знаний и умений студентов при проведении консультаций по лекционным занятиями и лабораторному практикуму;
- контроль посещаемости занятий.
Текущая аттестация проводится в форме устного или письменного опроса или теста по разделам дисциплины, изученных студентом в период между аттестациями, при этом учитывается посещение лекционных занятий, количество выполненных и защищенных лабораторных работ, а также количество выполненных экспресс-контрольных работ за отчетный период. Форма аттестации предлагается ведущим преподавателем и утверждается на заседании кафедры. Результаты аттестации заносятся в ведомость установленной формы.
Дисциплина завершается экзаменом. Итоговая оценка формируется на основе текущей и промежуточной аттестаций и в соответствии с требованиями Положения о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во ВГУЭС.
1.5. Техническое и программное обеспечение дисциплины
При проведении лекционных занятий необходимо стандартное офисное и мультимедийное оборудование. Для проведения лабораторного практикума используются: контрольно-измерительное оборудование и рабочие станции на базе персональных компьютеров и прикладное программное обеспечение систем автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств.
2. Содержание дисциплины
2.1. Перечень тем лекционных занятий
Тема 1. Формирование информационных моделей (1 час)
Основные принципы формирования и восприятия информационных моделей. Информационная модель и формирование ее элементов. Основные фотометрические параметры. Структура и основные технические параметры средств отображения информации.
Тема 2. Основные закономерности восприятия визуальной информации (1 час)
Цель изучения дисциплины и вопросы организации изучения, литературные источники. Назначение и области применения средств отображения информации. Информационные модели, их виды параметры и характеристики.
Информационная емкость информационных моделей в информационном поле.
Физиологические особенности восприятия зрительной информации оператором. Зрительный аппарат человека. Законы восприятия визуальной информации. Основы цветового зрения и калориметрические системы, способы смешения цветов.
Тема 3. Принципы телевизионной передачи (1 час)
Виды дискретизации при передаче ТВ-изображений. Виды разверток. Телевизионный сигнал, его характер, временные и спектральные характеристики.
Структурная схема ТВ-системы. Полный ТВ-сигнал. Телевизионное изображение и его параметры. Качество ТВ-изображения, виды искажений изображения, способы их оценки. Испытательные сигналы и таблицы.
Тема 4. Оптико-электрические и электрооптические преобразования в устройствах ТВ и отображения информации (2 часа)
Основные физические процессы в преобразователях изображений и сигналов. Оптико-электрические преобразователи, типы мишеней передающих трубок в ТВ. Классификация передающих трубок, суперортикон и видикон.
Преобразователи на основе ПЗС. Электрооптические преобразователи сигналов: на дискретных элементах и непрерывные. Кинескопы черно-белые и цветные.
Принципы и устройства отображения на больших экранах. Построение устройств отображения информации на матричных экранах. Виды хранения сигналов изображения.
Тема 5. Основы схемотехники в устройствах ТВ и отображения информации (2 часа)
Усилители в устройствах отображении информации и ТВ, их структура и функции. Противошумовая коррекция, коррекция апертурных, нелинейных искажений, восстановление постоянной составляющей. Процессы и устройства развертки. Выходные каскады устройств развертки. Особенности прогрессивной и чересстрочной разверток. Процессы и устройства развертки. Выходные каскады устройств развертки. Особенности прогрессивной и чересстрочной разверток. Процессы и устройства синхронизации, цепи синхронизации в ТВ-системах. Методы повышения помехоустойчивости устройств синхронизации. Методы генерации символов в устройствах отображения информации. Типовые функциональные схемы этих устройств.
Тема 6. Устройства отображения информации (4 часа)
Структура систем отображеня информации, основные виды функциональных частей отображения информации и их взаимодействие. Основные тактико-технические характеристики устройств отображения информации. Знаковые и графические устройства отображения информации, средства ввода-вывода информации. Основные элементы отображения в устройствах отображения информации, их параметры. Автономные и неавтономные средства. Обзор средств отображения информации старых типов. Новые современные средства отображения информации на основе компьютерных устройств и технологий.
Мониторы, панели, табло, индикаторы, дисплеи и видеостены на основе жидкокристаллической (ЖК), плазменной, светодиодной, люминесцентной и лазерной технологий.
Проекторы на основе ЖК, лазерной и микрозеркальной технологий. Одно - и многоматричные проекторы.
Тема 7. Системы отображения информации на ЭЛТ (2 часа)
Средства отображения информации с электронно-лучевыми индикаторами. Классификация и основные определения.
Принципы формирования знаков в системы отображения информации телевизионного типа. Функциональная схема буквенно-цифровых систем отображения информации телевизионного типа. Графические Системы отображения информации телевизионного типа. Системы отображения информации программно-растрового типа. Системы отображения информации с функциональным способом формирования знаков.
Тема 8. Цифровые узлы систем отображения информации (2 часа)
Особенности построения цифровых узлов средств отображения информации. Буферные запоминающие устройства буквенно-цифровых СОИ. Вспомогательное буферное запоминающее устройство телевизионных графических СОИ. Кодирование информации о графике знаков в постоянных запоминающих устройствах знакогенераторов телевизионных СОИ. Построение знакогенераторов телевизионных СОИ с использованием комбинаторных логических схем. Устройство адресации буквенно-цифровых телевизионных СОИ.
Устройство синхронизации телевизионных СОИ.
Устройство ручного ввода знаковой информации.
Тема 9. Дискретные индикаторы (1 час)
Дискретные индикаторы. Классификация и определения. Полупроводниковые индикаторы. Электролюминесцентные индикаторы. Вакуумные люминесцентные индикаторы. Накаливаемые вакуумные индикаторы. Газоразрядные индикаторы. Жидкокристаллические индикаторы.
Тема 10. Системы отображения информации на дискретных индикаторах (1 час)
Средства отображения информации на дискретных индикаторах. Системы адресации. Малоразрядные цифровые и буквенно-цифровые средства отображения информации.
Средства отображения знакографической информации на матричных экранах.
Тема 11. Микропроцессорные системы отображения информации (2 часа)
Микропроцессорные системы отображения информации.
Общие принципы построения. Телевизионные средства отображения информации с микропроцессорной системой управления. Микропроцессорные средства отображения информации на дискретных индикаторах.
2.2. Перечень лабораторных работ
Тема 1. Формирование информационных моделей (4 часа)
Цель: разработать схему с трафиком информации.
Содержание: разработать и начертить схему трафика информации с описанием принципа её работы.
Тема 2. Системы отображения информации на ЖК панелях (4 часа)
Цель: изучить основные принципы построения систем отображения информации на ЖК панелях.
Содержание: вычерчивание схем и снятие основных фотометрических характеристик ЖК мониторов и панелей.
Тема 3. Системы отображения информации на плазменных панелях (4 часа)
Цель: изучить основные принципы построения систем отображения информации на плазменных панелях.
Содержание: вычерчивание схем и снятие основных фотометрических характеристик плазменных панелей.
Тема 4. Системы отображения информации на светодиодных панелях (2 часа)
Цель: изучить основные принципы построения систем отображения информации на светодиодных панелях.
Содержание: вычерчивание схем и снятие основных фотометрических характеристик светодиодных панелей и дисплеев.
Тема 5. Цифровые узлы систем отображения информации (2 часа)
Цель: Изучить основы построения полиграммных систем отображения информации.
Содержание: разработка структурных и функциональных схем полиграммных систем отображения информации.
Тема 6. Дискретные индикаторы (1 час)
Цель: изучить основы построения телевизионных систем отображения информации.
Содержание: создать функциональную схему систем отображения информации на логических элементах.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ студентов по дисциплине
В соответствии с общим объемом часов, отведенных для изучения дисциплины, предусматривается выполнение следующих видов самостоятельных работ студентов (СРС): самостоятельное изучение теоретического материала с самоконтролем по приведенным ниже вопросам, изучение теоретического материала при подготовке к защите лабораторных работ, итоговое повторение теоретического материала при подготовке к зачету.
Темы для самостоятельного изучения:
1. Основные фотометрические параметры. Физиологические особенности восприятия зрительной информации оператором. Структура и основные технические параметры средств отображения информации.
2. Принципы формирования знаков в СОИ телевизионного типа. Функциональная схема буквенно-цифровых СОИ телевизионного типа.
3. Графические СОИ телевизионного типа. СОИ программно-растрового типа. СОИ с функциональным способом формирования знаков.
4. Вспомогательное буферное запоминающее устройство телевизионных графических СОИ. Кодирование информации о графике знаков в постоянных запоминающих устройствах знакогенераторов телевизионных СОИ.
5. Построение знакогенераторов телевизионных СОИ с использованием комбинационных логических схем. Устройство адресации буквенно-цифровых телевизионных СОИ.
6. Устройство синхронизации телевизионных СОИ. Устройство ручного ввода знаковой информации.
7. Вакуумные люминесцентные индикаторы. Накаливаемые вакуумные индикаторы.
8. Газоразрядные индикаторы. Жидкокристаллические индикаторы.
9. Малоразрядные цифровые и буквенно-цифровые СОИ. Средства отображения знакографической информации на матричных экранах.
10. Телевизионные СОИ с микропроцессорной системой управления. Микропроцессорные СОИ на дискретных индикаторах.
3.2. Методические рекомендации по организации СРС
Для самостоятельного изучения дисциплины выносится часть материала по всем темам дисциплины с самоконтролем по контрольным вопросам и возможностью консультации у ведущего преподавателя общим объемом 38 часов СРС для направления подготовки 210305.65 «Средства радиоэлектронной борьбы». Для успешного выполнения лабораторных работ в соответствии с разделом 2.1 настоящей учебной программы студент должен предварительно самостоятельно освоить теоретический материал соответствующих тем. На подготовку к зачёту отводится 6 часов СРС.
3.3. Рекомендации по работе с литературой
Для изучения теоретического материала по данному курсу необходимо использовать [1-3].
Для выполнения лабораторных работ рекомендуется использовать раздаточный материал по подготовке к лабораторному практикуму и основную литературу [1-3] и дополнительную литературу [4-13].
Для выполнения практических работ рекомендуется использовать [4-13].
3.4. Рекомендации по работе с техническими средствами и программным обеспечением
При проведении лабораторных работ используются контрольно-измерительное оборудование, специализированные аппаратно-программные средства, мультимедийное и офисное оборудование. Методические указания по их использованию, для изучения дисциплины, содержаться в технической документации, прилагаемой к оборудованию и аппаратно-программным средствам.
3.5. Контрольные вопросы для самостоятельной оценки качества освоения дисциплины
1. Перечислите основные требования к современным системам отображения информации.
2. Перечислите основные параметры СОИ.
3. Назовите два основных класса индикаторных элементов. Какие из них нашли широкое применение в настоящее время?
4. Приведите примеры современных бортовых систем отображения информации выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами.
5. Что положено в основу электролюминесценции?
6. Что представляет из себя светодиод?
7. Какая рабочая среда у плазменных УОИ?
8. Какие виды голограмм вы знаете?
9. Какие недостатки присущи голографическим индикаторам?
10. Каким образом достигается свечение в ЖКИ?
11. Перечислите достоинства и недостатки ЖКИ.
12. С какими новыми технологиями в УО вы знакомы?
13. Какие цели преследуются при создании систем индикации?
14. Какие модули программ включает в себя математическое обеспечение УОИ?
Список литературы
Основная литература
1. Телевидение: учебник для студ. вузов / [авт.: , , и др.]; под ред. . - 4-е изд., стереотип. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. – 616 с.: ил.
2. Цифровое телевидение: учебное пособие для вузов, 2-е изд., переработанное и дополненное / . – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2013. – 448 с.
4. Системы отображения информации. Учебное пособие - Москва: МАИ, 2005.- 108 с.
Дополнительная литература
4. Смоляров отображения информации и инженерная психология. - К.: Высшая школа, 1982. - 272 с.
5. , , Теодорович средства информационных систем. Часть 3. Устройства отображения информации: Учебное пособие. - Елец: РГУТиС, ЕГУ им. , 2008. - 238 с.
6. , , РАСЧЕТ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫМИ ИНДИКАТОРАМИ: Учебное пособие/. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 105 с.
7. , , Лабораторный практикум «Исследование индикаторов». Методические указания к лабораторным работам. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 102 с.
8. ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ: Учебное пособие/. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 177 с.
9. , Михайлов системы записи, хранения и отображения информации. - СПбГУ ИТМО, 2009. – 94 с.
10. . Основы телевидения и видеотехники. – М.: Горячая линия–Телеком, 2006.
11. Алиев, Т. М. и др. Системы отображения информации: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1988. – 223 с.
12. . Мобильная и портативная аудио - и видеотехника. – М.: Солон. Пресс, 2004.
13. , , . Системы цифрового телевидения и радиовещания. – М.: Горячая 7. линия - Телеком, 2006.
