2.1. Наименование модуля: Э нергоэффективные мобильные системы сбора и обработки информации
2.2. Направление подготовки: 09.04.02 – Информационные системы и технологии. Срок обучения – 2 года.
2.3. План образовательного модуля.
| № п/п | Наименование дисциплины (практики и пр.) | Всего акад. часов | В том числе | |||
| Аудиторная учебная нагрузка | Формы контроля | |||||
| Теоретические занятия, часов | Практ. (лаб.) занятия, часов | В том числе на кафедрах и иных структурных подразделениях вуза, организованных совместно с организациями ОПК, часов | ||||
| Раздел 1. Архитектура вычислительных систем и сетей | ||||||
| 1.1. | Особенности архитектуры современных высокопроизводительных процессоров. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 1.2. | Принципы конвейеризации в высокопроизводительных процессорах. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 1.3. | Архитектура суперконвейерных процессоров. Архитектура суперскалярных процессоров. | Лаборатория организации | Контрольная работа | |||
| 1.4. | Многопоточные, многоядерные и параллельные архитектуры в перспективных высокопроизводительных процессорах. | Лаборатория организации | ||||
| 1.5. | Параллельные вычислительные архитектуры. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 1.6. | Основы вычислительных сетей. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 1.7. | Программная структура вычислительных сетей. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 1.8. | Коммуникационное оборудование сетей. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| Раздел 2. Беспроводные сети | ||||||
| 2.1. | Физические основы передачи беспроводных сигналов. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 2.2. | Пакетные беспроводные сети. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 2.3. | Алгоритмы маршрутизации в беспроводных сетях сбора данных. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 2.4. | Энергоэффективные протоколы беспроводных сетей. | Кафедра информационных систем вуза | Тестирование | |||
| Раздел 3. Энергоэффективные микропроцессорные системы | ||||||
| 3.1. | Принципы передачи информации в цифровых системах. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 3.2. | Архитектура микропроцессоров. Принципы работы микропроцессоров. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 3.3. | Организация микропроцессорных систем (МПС) и Систем-на-Кристалле (СНК). | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 3.4. | Передача данных в МПС: опрос, прерывания, прямой доступ к памяти. Устройства ввода-вывода информации. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 3.5. | Шины в Системах-на-Кристалле. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 3.6. | Понятие об энергоэффективности операций. Методы достижения энергоэффективности. Режимы работы работы энергоэффективных СНК и МПС. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 3.7. | Современные подходы к проектированию МПС и СНК. Проектирование энергоэффективных систем. | Кафедра информационных систем вуза | Тестирование | |||
| Раздел 4. Сетевые операционные системы | ||||||
| 4.1. | Особенности современных операционных систем. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.2. | Основные функции и компоненты ядра. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.3. | Мобильное программирование. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.4. | Организация планирования процессов и нитей. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.5. | Средства параллельного программирования. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 4.6. | Обзор современных и перспективных ОС. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.7. | Архитектура, возможности и принципы функционирования ОС Linux. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.8. | Сеанс работы в Linux. Терминал и командная строка. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.9. | Организация файловой системы. Стандарт FHS. Работа с файлами. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 4.10. | Возможности командной оболочки. Программирование на языке сценариев Bash. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.11. | Прикладные программы в Linux. Управление пакетами. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 4.12. | Сетевые и серверные возможности. Настройка сети и сетевые службы. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.15. | Сеть TCP/IP в Linux. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 4.16. | Web-серверы в Linux. Распределенные системы. | Кафедра информационных систем вуза | ||||
| 4.17. | Администрирование системы Linux. | Кафедра информационных систем вуза | Контрольная работа | |||
| 4.18. | Установка системы Linux. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 4.19. | Работа с командной оболочкой и разработка пакетных файлов. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 4.20. | Установка и управления пакетами. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 4.21. | Настройка сети и сетевых служб | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 4.22. | Установка Web-сервера. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 4.23. | Разработка простейших клиент-серверных приложений. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| Раздел 5. Средства разработки и отладки энергоэффективных мобильных распределенных аппаратно-программных систем сбора и обработки информации | ||||||
| 5.1. | Среда разработки и отладки программ. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 5.2. | Архитектура микроконтроллера. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 5.3. | Организация базовых сетевых топологий. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 5.4. | Построение ячеистых сетей. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 5.5. | Языки проектирования аппаратуры VHDL,Verilog, SystemC, SystemVerilog. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 5.6. | Технологический процесс разработки СНК МПС с использованием языков описания аппаратуры. Системы моделирования аппаратуры. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 5.7. | Тестирование и верификация: цели и задачи. Средства и методы тестирования и отладки. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 5.8. | Синтез аппаратуры. Кремниевые компиляторы: Synopsys Design Compiler и Cadence SoC Encounter и др. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| 5.9. | Методы повышения энергоэффективности при синтезе аппаратуры. Clock gating. Анализ средней мощности на типовом наборе программ. Маломощные библиотеки проектирования. | Лаборатория вуза | Тестирование | |||
| Раздел 6. Системы автоматизированного проектирования энергоэффективных мобильных распределенных аппаратно-программных систем сбора и обработки информации | ||||||
| 6.1. | Объектно-ориентированное описание изделий в СALS-технологии. | Лаборатория организации | ||||
| 6.2. | Структурное проектирование энергоэффективных мобильных распределенных аппаратно-программных систем сбора и обработки информации. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 6.3. | Разработка схемной, текстовой и конструкторской документации. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 6.4. | Технологическая подготовка энергоэффективных мобильных распределенных аппаратно-программных систем сбора и обработки информации. | Лаборатория организации | Тестирование | |||
| 6.5. | Средства CALS для поддержки жизненного цикла энергоэффективных мобильных распределенных аппаратно-программных систем сбора и обработки информации на этапе эксплуатации. | Лаборатория организации | Тестирование |
2.4. Аннотация образовательного модуля
Миссия и задачи модуля
Cенсорные сети относятся к числу перспективных беспроводных технологий благодаря быстрой самоорганизации сети, простоте развертывания и высокой живучести ее элементов. Эти характеристики могут оказаться очень востребованными в условиях боевых действий, когда необходимо срочно развернуть сеть и обеспечить ее гарантированную работу даже при условии возможной потери части элементов.
Cенсорные сети могут найти широкое применение при создании технических средств охраны объектов, обеспечении связи на поле боя, локализации позиций снайперов, обнаружении низколетящих целей, установке управляемых минных полей и др.
Для обработки информации, поступающей от сенсорной сети, необходимы мобильные или контейнерные центры обработки данных армейского назначения. Такие центры могут быть наземного базирования или бортового. Для таких центров важным параметром является низкое энергопотребление.
Армия США использует уже давно контейнерные и другие мобильные ЦОД. Представители GeneralDynamics, например, сообщили, что их компания развернула для армии более 6000 мобильных компьютерных систем, располагающихся в прицепах трейлеров, в крытых кузовах армейских машин и в контейнерах.
Современное энергоэффективное серверное оборудования управляется как правило операционными система Linux.
Таким образом, миссией модуля является подготовка специалистов, способных создавать энергоэффективные мобильные системы сбора и обработки информации на отечественной элементной базе и разрабатывать отечественные операционные системы класса UNIX.
Задачи модуля
· дать знания в области сенсорных сетей;
· дать знания в области микропроцессорной техники с низким энергопотреблением;
· дать знания об операционной системы Linux;
· дать знания в области средств разработки и отладки энергоэффективные мобильные системы сбора и обработки информации;
· дать знания в области систем автоматизированного проектирования энергоэффективных мобильных систем сбора и обработки информации.