Рабочая программа

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по курсу «Специальные языки программирования»

для специальности (ей)

22030165 «Автоматизация технологических процессов и производств

(по отраслям)»

новый шифр (старый шифр) – название специальности (ей)

Новочеркасск 2013 г.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

________________________________________

«Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по ОД _________

(должность, фамилия, инициалы)

”___” ___________________ 201 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

«Специальные языки программирования»

наименование дисциплины

для специальности (ей) 22030165 «Автоматизация технологических

процессов и производств»

новый шифр (старый шифр) и название специальности(ей)

Факультет Автоматики и управления

Кафедра Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Курс 3

Семестр 6

 

Лекции ___34____ (час.)	Экзамен __­___ (семестр) Зачет ___6___ (семестр)
Практические (семинарские) занятия _______(час.)	Всего самостоятельной работы __44__ (час.), из них: плановая работа__-_ (час.) курсовой проект _____ семестр _____ (час.) курсовая работа ______ семестр ____ (час.) реферат ______ семестр ____ (час) домашнее задание ____ семестр ___ (час.) контрольная работа (ЗФО) ____ семестр ___ (час.) индивидуальная работа __30__ (час.) домашняя работа ___14 (час)
Лабораторные занятия 17 (час.)
Всего аудиторных 51 (час.)

ИТОГО по дисциплине _95_ (час.)

2013 г.

Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана

по ГОС, утвержденного ученым советом ЮРГТУ(НПИ) протоколом № 7 от

2013 г.

Учебный план переутверждён на Учёном совете ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) протоколом № от 2013 г.

Рабочую программу составил(а) ___ к. т.н., доцент,

ученое звание, степень, должность, фамилия, инициалы

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ________АУТПП___________

наименование кафедры

« » 2013 г. Протокол №

Заведующий кафедрой АУТПП_____________________________ __ О. Г._Тюрин

Государственный образовательный стандарт

по дисциплине «Новые информационные технологии в образовании»

Дисциплина по выбору. ГОС информации не содержит.

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цель преподавания дисциплины

Современный период развития автоматизированных систем управления технологическими процессами и производствами (АСУ ТП) предполагает максимальное использование вычислительной техники и микропроцессорных систем с развитым программным обеспечением. В настоящее время в таких отраслях промышленности, как энергетика, транспорт, нефтяная и газовая промышленность, формируются иерархические автоматизированные системы диспетчерского управления с применением микро-ЭВМ и использованием локальных вычислительных сетей. Это приводит к существенному изменению, как в технических средствах, так и в требованиях к компетенциям современных специалистов в области автоматизации и управления.

Микропроцессорные системы можно рассматривать как комплекс включающий элементы трех систем: центральный микропроцессор или подсистема микропроцессоров, выполняющих математическую обработку информации; подсистема памяти, осуществляющая хранение информации и программ; подсистема ввода-вывода, реализующая связь микропроцессорной системы с внешним миром и интерфейс с человеком. При этом аппаратное обеспечение выбирается, как правило, из широкой номенклатуры доступных на рынке серийных изделий, а значительная часть работы при проектировании АСУ ТП связана с разработкой и конфигурированием программного обеспечения, обеспечивающего выполнение конкретных функций, определяемых техническим заданием. В настоящее время отечественная электронная промышленность предлагает разработчикам несколько семейств микропроцессорной элементной базы. Это обуславливает целесообразность рассмотрения их особенностей в рамках учебного процесса.

Поэтому основной целью настоящего курса является ознакомление будущих специалистов по автоматизации технологических процессов и производств с общими основами, принципами разработки программного обеспечения современных систем автоматизации с использованием специальных языков и средств программирования.

В результате изучения дисциплины студент должен:

ЗНАТЬ:

- архитектуру современных микропроцессорных средств автоматизации: микроконтроллеров, микро-ЭВМ, программируемых логических контроллеров (ПЛК), в том числе отечественной разработки;

- классификацию языков и основные стили программирования;

- методологию разработки и жизненный цикл современных программных средств;

- структуру программного обеспечения АСУ ТП, основные типы используемых языков программирования;

- принципы разработки и отсадки программ на языках С/С++;

- особенности языков ПЛК;

УМЕТЬ:

- выбрать язык программирования и среду разработки для решения конкретной задачи;

- осуществить разработку программного обеспечения управляющего контроллера с использованием выбранного языка программирования;

- осуществить проверку и тестирование программах средств, разработанных другими специалистами.

1.2.Краткая характеристика дисциплины и ее фундаментальных основ

Курс «Специальные языки программирования» направлен на ос­вещение и решение основных проблем использования средств разработки для создания программного обеспечения АСУ ТП.

В курсе рассмотрены вопросы:

- современные микропроцессорные средства автоматизации, их классификация, архитектура, программные средства, интерфейсы;

- технология разработки и жизненный цикл программных средств;

- классификация языков программирования;

- базовые управляющие конструкции современных языков программирования;

- особенности использования языков С/С++ при разработке программ;

- языки ПЛК.

Задача курса - представить будущим специалистам по автоматизации перспективные технологии создания программного обеспечения АСУ ТП с использованием специальных языков программирования.

1.3. Место дисциплины в учебном процессе и основополагающие интеграционные связи с другими дисциплинами учебного плана

Дисциплина «Специальные языки программирования» является неотъемлемой частью при подготовке будущих специалистов по автоматизации и управлению технологическими процессами, формирующей современного инженера во многом определяющей уровень подготовки и конкурентоспособности специалиста. Развитие дисциплины определяется прогрессом в области средств автоматизации, вычислительной техники, технологий программирования.

1.4. Связь с предшествующими дисциплинами, общность фундаментальных основ и гуманитарной подготовки

Изучение дисциплины базируется на учебном материале предыдущих курсов «Информатика»

№	Наименование дисциплины и ее разделы	Уровень Знания	Номера тем изучаемой дисциплины
1.	Информатика	2	Все темы

1.5. Связь с последующими дисциплинами, фундаментализация, гуманитаризация и интеграция естественнонаучных, гуманитарных и технических знаний

Знания, полученные студентами при изучении данной дисциплины, направ­лены на формирование у студентов системного подхода при создании комплексов АСУ ТП. Знания и навыки, полученные студентами, могут быть использованы при изучении дисциплин «Автоматизация технологических процессов и производств» (8 семестр), «Проектирование систем управления» (8 семестр) и при вы­полнении дипломного проектирования (10 семестр).

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМ И ЧАСОВ ЗАНЯТИЙ ПО СЕМЕСТРАМ

Изучение дисциплины проводится в течение одного 6 семестра.

№ семе­стра	№ тем	Количество часов аудиторных занятий	Количество часов внеауди­торной самостоятельной работы студентов	Всего
Лекции	Лабора­торные работы	Практиче­ские занятия	Всего	Курсовой проект	самостоя­тельная рабо­та
9		34	17	-	51	-	44	95

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах

Тема 1. Микропроцессорные средства автоматизации - 4 часа

Архитектура микропроцессорных систем. Микропроцессоры, микроконтроллеры, микро-ЭВМ, программируемые логические контроллеры. Их место в АСУ ТП.

Основные типы программных средств АСУ ТП.

Уровень знаний – 2, литература [1,3]

Тема 2. Программируемые логические контроллеры - 4 часа

Отличительные особенности, основные типы и архитектура программируемых логических контроллеров. Микропроцессор, память, устройства-ввода-вывода, коммуникационные интерфейсы, промышленные сети.

Специальные языки программирования ПЛК.

Уровень знаний – 2, литература [1,3]

Тема 3. Программные средства АСУ ТП - 4 часа

Архитектура программных средств АСУ ТП. Системное, функциональное, коммуникационное программное обеспечение. Модель жизненного цикла программных средств. Принципы разработки алгоритмов. Классификация языков и стилей программирования.

Уровень знаний – 2, литература [1,3,4]

Тема 4. Основные управляющие конструкции языков высокого уровня - 4 часа.

Лексемы. Выражения. Операторы. Условный оператор, оператор множественного выбора. Цикл с предусловием, цикл с постусловием, предопределённый цикл.

Уровень знаний – 2, литература [2]

Тема 5. Разработка программ на языках С/С++-8 часов.

Особенности языков С/С++. Типовая структура программы. Типы данных. Операции. Базовые управляющие конструкции. Популярные системы программирования на языках С/С++.

Уровень знаний – 2, литература [2]

Тема 6. Языки программирования ПЛК – 6 часов

Языки программирования LAD, FBD, STL, SCL, CFC. Особенности создания программных средств на языках ПЛК. Семейство языков Siemens STEP 7.

Уровень знаний – 2, литература [1,2]

Тема 7. Качество программных средств – 4 часа

Проблемы качества программного обеспечения. Существующая нормативная база, отечественные и международные стандарты. Стандарты семейства CENELEC. Методологии разработки качественного программного обеспечения. Сертификация программного обеспечения.

Уровень знаний – 2, литература [4]

3.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах - не предусмотрены учебным планом

3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах - 17

№	Наименование лабораторной работы	Кол– во часов	Форма контроля	Литература	Сроки контроля (нед)
1	Установка инструментальной среды программирования. Создание проектов простых консольных приложений на языках С/С++ в средах Code::Blocks и Multicore Studio	2	Письменный отчёт	1,2	4
2	Изучение операторов ветвления языков высокого уровня	2	Письменный отчёт	2	6
3	Изучение операторов цикла языков высокого уровня	2	Письменный отчёт	2	8
4	Использование языков высокого уровня С/С++ для разработки компьютерной имитационной модели	5	Письменный отчёт	2	12
5	Изучение языков программирования ПЛК. Разработка управляющей программы для интеллектуального реле	6	Письменный отчёт	1,3,4	16

3.4. Курсовой проект, курсовая работа, домашнее задание их содержание и характеристика – не предусмотрены учебным планом.

3.5. Учебная практика по дисциплине, краткая характеристика

– не предусмотрены учебным планом.

3.6. Самостоятельная работа студентов

Самостоятельная работа по учебному плану распределяется следующим образом:

Всего	Плановая	Индивидуальная	Домашняя работа
44	-	30	14

Самостоятельная работа студента включает

Домашняя работа:

·  Подготовку к лекциям – 14 часов

Индивидуальная работа:

- подготовка к зачёту – 5 часов

- самостоятельное изучение тем – 25 часов

Тема 1. Микропроцессорные средства автоматизации - 2 часа

Тема 2. Программируемые логические контроллеры -2 часа

Тема 3. Программные средства АСУ ТП - 2 часа

Тема 4. Основные управляющие конструкции языков высокого уровня - 4 часа.

Тема 5. Разработка программ на языках С/С++-6 часов.

Тема 6. Языки программирования ПЛК – 6 часов

Тема 7. Качество программных средств – 3 часа

2.  УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

Литература

Основная

1.  Васильев . Разработка встраиваемых приложений: учеб. пособие для вузов / . – М.: БВХ-Петербург, 2008. – 204 с.: ил.

2.  С/С++. Программирование на языке высокого уровня. Учебник для вузов / Т. А. павловская. – СПб.: Питер, 2008. – 461 с.: ил.

3.  Схемотехника электронных систем. Микропроцессоры и микроконтроллеры: учебник / и др. – СПб: БВХ-Петербург, 2004. – 464 с.:ил.

4.  Благодатских разработки программных средств: учеб. пособие / , , ; под ред. . – М.: Финансы и статистика, 2003. – 288 с.: ил.

Дополнительная

5.  С++. Объектно-ориентированное программирование: практикум: учеб. пособие для вузов , . – СПб.: Питер, 2008. – 265 с.: ил.

6.  С# Программирование на языке высокого уровня / . – СПб.: Питер, 2012. – 432 с.

Зачёт – 20 баллов	По дисциплине Специальные языки программирования	Весовой коэффициент модуля	Самостоятельная работа: Домашняя - час Индивидуальная - час Плановая - час	Сроки исполнения
Для студентов специальностей 22030165	Лекции 34 часа Лаб. раб. 17 час
		На осенний семестр	Практ. занятия - час
		Лектор	Итого: 51 час
Название модуля	Лекции Номер темы, балл	Номер и название лаб. раб., балл	Практические занятия	Самостоят. работа, балл	k	Рубежный контроль	Максималь-ный балл модуля
Модуль 1 (раздел) Микропроцессорные средства автоматизации и основные виды их программного обеспечения	Тема 1 Микропроцессорные средства автоматизации – 4б Тема 2. Программируемые логические контроллеры-4б. Тема 3. Основные управляющие конструкции языков высокого уровня -4б	1. Установка инструментальной среды программирования. Создание проектов простых консольных приложений на языках С/С++ в средах – Code::Block и Multicore Studio - 4б 2. Изучение операторов ветвления языков высокого уровня – 4б.			1	Письменные отчёты по лабораторным работам	Pmax1=20	6-ая неделя
Модуль 2 (раздел) Основные средства языков программирования высокого уровня на примере языков С/С++	Тема 4. Основные управляющие конструкции языков высокого уровня -6б Тема 5. Разработка программ на языках С/С++ - 6б.	3. Использование языков высокого уровня С/С++ для разработки компьютерной имитационной модели – 4б 4. Использование языков высокого уровня С/С++ для разработки компьютерной имитационной модели – 4б			1	Письменные отчёты по лабораторным работам	Pmax1=20	12 –ая неделя
Модуль 3 (раздел) Языки программирования ПЛК. Качество программных средств	Тема 6. Языкм программирования ПЛК-6б Тема 7. Качество программных средств – 6б.	5. Изучение языков программирования ПЛК. Разработка управляющей программы для интеллектуального реле – 8 б			1	Письменные отчёты по лабораторным работам	Pmax1=20	16 – ая неделя
ИТОГО по модулям 1 – 3	60