МГТУ им. Н.Э. Баумана. Информатика. Вычислительные системы и сети. Управление (АРХИВ)

Рассмотрены методики и технологии, основанные на использовании математических методов, информационных технологий и базовых знаний из предметной области информатики, объединенные понятием «когнитивные методики и технологии».

Приведено описание технических средств моделирования интеллектуальных систем при использовании современной элементной базы. К таким средствам относятся микропроцессоры, транспьютеры, сигнальные процессоры, нейрокомпьютеры и оптические процессоры. Рассмотрены интегрированная среда моделирования и моделирующие комплексы (аналоговые и аналого-цифровые). На конкретных примерах описаны стенды для физического и полунатурного моделирования. Автоматизация моделирования также рассмотрена на примере описания интеллектуальных технологий в автоматизации проектирования систем управления базами моделей. Рассмотрены интеллектуальные средства моделирования сети Интернет: электронная почта, доски объявлений, телеконференции. Приведены оценки качества и эффективности работы систем, а также требования к техническим средствам стендов с точки зрения обеспечения надежности их работы.

Приведены краткие теоретические сведения о методах повышения разборчивости речи с использованием пакетов специального программного обеспечения для обработки речевых и звуковых сигналов и их графических спектрограмм.

Рассмотрены основные понятия, методы, подходы, нормативные и руководящие материалы, необходимые обслуживающему персоналу при проведении работ по эксплуатации автоматизированных систем обработки информации и управления, построенных на основе современных локальных вычислительных сетей. Содержится большое количество примеров, практических советов и рекомендаций для быстрого усвоения теоретического материала и возможности его дальнейшего использования при выполнении домашних заданий, курсовых и дипломных проектов, а также при решении конкретных практических задач.

Приведены основные сведения о характеристиках, устройстве и принципах работы комплекса средств автоматизации ряда «Фундамент». Пособие предназначено для подготовки специалистов радиотехнических войск Военно-воздушных сил Российской Федерации, изучающих курс «Военно-техническая подготовка».

Приведено описание электронных лабораторных работ по курсу «Теория тепломассообмена», даны указания к их выполнению. В большом объеме рассмотрены основные теоретические положения.

Приведены задачи по курсу «Алгоритмы и структуры данных», посвященные основным алгоритмам сортировки и поиска, а также базовым структурам данных, таким, как стеки, очереди, очереди с приоритетом, связанные списки, списки с пропусками, хеш-таблицы, бинарные деревья поиска, префиксные и суффиксные деревья.

Рассмотрены типовые контакторные схемы управления электроприводами в функции времени, скорости и пути с асинхронными двигателями и двигателем постоянного тока. Процессы управления проиллюстрированы механическими характеристиками.

Рассмотрены методики подготовки и проведения тренажа на комплексе средств автоматизации «Фундамент». Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Радиоэлектронные системы и комплексы».

В пособии рассматриваются алгебраические алгоритмы на примере системы компьютерной алгебры Sage. Обсуждаются манипуляции с символьными выражениями, вычисления в различных алгебраических структурах, преобразования систем алгебраических уравнений. Пособие снабжено упражнениями и задачами.

Пособие является практическим руководством для освоения среды визуального программирования Turbo Delphi. В нем рассмотрены особенности разработки простых графических приложений. Изложены принципы визуального проектирования и событийного программирования. Пособие отличается доступностью изложения, наглядными примерами и адресовано студентам младших курсов всех специальностей университета, владеющим основами программирования на языке Паскаль.

Приведены краткие теоретические сведения по анализу данных. Рассмотрены примеры обработки результатов компьютерного моделирования электронных схем в среде Multisim 10 и MATLAB.

Рассмотрены основные принципы и методы криптографической обработки информации. Приведены сведения о структуре и функциях криптосистем для обработки данных.

Рассмотрены основы проектирования микрополосковых устройств СВЧ с помощью пакета программ Microwave Office 2009 производства компании Applied Wave Research. На примере балансных смесителей описаны основные операции, которые необходимо выполнить при проектировании электрической принципиальной схемы устройства, создании его топологии, расчете и оптимизации рабочих параметров.

Представлены учебно-методические материалы, необходимые при выполнении лабораторно-практических работ. Основное внимание уделено программируемым промышленным контроллерам и инструментальным программным средствам двухуровневых систем. Нижний уровень систем обеспечивает решение задач непосредственного автоматического управления, верхний - предоставляет человеку возможность оперативного управления в автоматизированных системах, направленного на осуществление контроля за объектом управления и воздействия на него.

Рассмотрены устройство и программирование однокристальных микроконтроллеров на примере широко распространенного восьмиразрядного микроконтроллера семейства MCS-51. Предполагаетcя знание первой части учебного пособия «Функции, структура и элементная база систем автоматического управления», в которой заложены основы единого подхода к проектированию механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования, и умение постановки четких технических заданий и технических предложений на начальных этапах проектирования.

Изложено содержание информационного менеджмента в малом бизнесе на базе компьютерной технологии. Приведены примеры и контрольные задания по выполнению текущих операций малого бизнеса с помощью программного продукта «1С: Бухгалтерия 8».

Приведены варианты задания по проектированию синхронного счетчика mod7 с произвольным порядком счета для использования в автомате управления технологическим процессом и пример поэтапного выполнения расчета и последующего моделирования его функционирования в программной среде NI Multisim 10.1. Дана последовательность сборки схем и проведения моделирования в виртуальной лаборатории. Практические занятия выполняются с целью закрепления теоретических знаний и приобретения навыков работы в программной среде моделирования цифровых устройств Multisim 10.1 по дисциплине «Электротехника и электроника».

В части 1 рассмотрен математический аппарат, применяемый в теории дискретных систем автоматического управления: элементы теории разностных уравнений, дискретное преобразоваиие Лапласа, его связь с преобразованием Лапласа непрерывных функций. Дано определение математических моделей дискретных автоматических систем. Рассмотрены понятия передаточных функций и частотных характеристик дискретных систем, а также способы их определения. Изложены методы анализа дискретных систем. В части 2 исследована устойчивость линейных дискретных систем автоматического управления (САУ), рассмотрены алгебраические и частотные критерии устойчивости, а также метод синтеза дискретных САУ с использованием логарифмических частотных характеристик (построение желаемых частотных характеристик, реализация последовательных и параллельных корректирующих устройств). Достаточно подробно изложен метод пространства состояний для дискретных САУ. Приведены способы определения уравнений состояний дискретных САУ с одним входом и одним выходом, критерии управляемости и наблюдаемости как для нестационарных, так и для стационарных линейных дискретных систем. Описана процедура синтеза модального управления и рассмотрено построение наблюдающих устройств полного и неполного порядка.

Рассмотрены теория и вопросы практического применения метода конечных элементов (МКЭ) в инженерных расчетах на основе программного продукта ANSYS Workbench. Изложение теоретических аспектов МКЭ сопровождается подробными иллюстрированными примерами работы с ANSYS Workbench при расчете как простых деталей, так и сложных конструкций, работающих в динамических условиях.

В пособии приведены общие сведения о русскоязычной версии графической системы AutoCAD 2007. Рассмотрены средства создания рабочей среды чертежей, формирования изображений и их редактирования. Материал адаптирован к восприятию учащимися с ограниченными возможностями по слуху.

Рассмотрены вопросы инфологического и датологического проектирования баз данных, модели данных, архитектура и основные компоненты банка данных. Для студентов старших курсов специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления», изучающих дисциплину «Банки данных». Могут быть полезны для самостоятельной работы по изучению дисциплины, а также при выполнении лабораторного практикума, курсового и дипломного проектов.

В пособии рассмотрены такие общие понятия, как система, информационный процесс, модель, перечислены типы систем и моделей, дано представление о системном моделировании, формировании процессов управления в системах, построении моделей и их использовании при исследовании процессов управления, концепции интеллектуальных систем.

Рассмотрены трехмерные дискретные системы, состоящие из набора точечных масс, соединенных упругими и диссипативными связями (пружинами и демпферами). Основное внимание уделено численным методам решения задач о свободных и вынужденных колебаниях, а также алгоритмам интегрирования уравнений движения. Материал изложен в соответствии с методом конечных элементов. Использованы принципы Д’Аламбера и возможных перемещений, при записи основных соотношений — векторно-матричная символика. Приведены тексты программ на языке MATLAB и примеры расчета.

Рассмотрена архитектура современных суперскалярных процессоров. Приведены сведения, поясняющие состав и назначение входящих в процессоры подсистем. На примере микроархитектуры Intel P6 дано подробное функциональное описание каждой подсистемы. Приведены функциональные описания современных суперскалярных процессоров фирм Intel, AMD, IBM, Sun, MIPS.

В методических указаниях представлены общие требования, предъявляемые к дипломным проектам, и особенности выполнения дипломных проектов на кафедре «Информационная безопасность».

Пособие содержит учебный материал, раскрывающий методы формирования многослойных графических документов на базе компьютерной технологии. На основе практических примеров и контрольных заданий показана технология обработки растровых изображений с помощью программного пакета Adobe Photoshop, позволяющая овладеть приемами подготовки графических рекламных материалов для их использования в информационной деятельности менеджера.

Рассмотрены основы применения решателя инженерных задач, предназначенного для автоматизации решения расчетных и логических задач. Изложены способы описания знаний предметной области с использованием естественного языка и табличных форм представления методик исходных нормативно-справочных документов. Основное внимание уделено процессу создания специалистами информационного обеспечения для автоматизированного решения различных задач технологического проектирования. Приведена методика формализации технологических знаний средствами решателя инженерных задач и ее использование в учебном процессе.

Методические указания посвящены анализу и синтезу систем автоматического регулирования. Описана методика моделирования линейной и нелинейной систем регулирования, системы с запаздыванием, исследовано влияние некоторых параметров названных систем на вид переходного процесса. Проведен анализ влияния параметров регулятора на выбранные критерии качества работы системы. Представлено описание универсальной программы «Моделирование в технических устройствах (МВТУ 3.7)», позволяющей проводить моделирование и оптимизацию систем автоматического регулирования и управления теплоэнергетических установок на ЭВМ.

В методических указаниях приведено описание экспериментальной установки по исследованию системы автоматического регулирования (САР) давления в проточной пневматической емкости. Описаны лабораторные работы по исследованию статических и динамических характеристик элементов САР и всей системы в целом.

Рассмотрено практическое применение программы OSS на примерах синтеза оптических систем различного назначения. Представлены примеры синтеза пятигруппового панкратического объектива и панкратического объектива типа PIN HOLE, светосильного объектива для ИК-области спектра и светосильного объектива типа объектива Петцваля, а также пример синтеза миниатюрного широкоугольного объектива с вынесенным входным зрачком. Показаны примеры задания характеристик объективов в программе OSS, формирования оптимизационной модели. Рассмотрены вопросы параметрического синтеза тонких компонентов и создания рабочего каталога стекол для синтеза.

Рассмотрены служебные программы (службы) операционных систем (ОС) Windows NT/2000/XP/Vista, работающие в режиме пользователя и занимающие в ОС Windows NT/2000/XP/Vista особое место. На службы Win32 возложены такие важнейшие системные функции, как сохранение копий отдельных файлов, управление конфигурацией сети, загрузки и обновления ОС Windows и т. п. Рассмотрены особенности работы, использования, установки и разработки служб Win32.

Изложены принципы и содержание информационных исследований, приведены источники научно-технической информации, рассмотрены варианты поиска информации на основе Международной патентной классификации, отбора информации на основе стандартов Всемирной организации интеллектуальной собственности и особенности анализа отобранных материалов.

Приведено описание средств процедурного программирования на языке Visual С++ в среде Microsoft Studio 2008. Подробно рассмотрены структура программы, типы данных, способы и особенности реализации вычислений, операторы организации ветвлений и циклов, а также адресная арифметика, основы работы с динамической памятью, особенности моделирования работы с массивами в С++. Особое внимание уделено также организации подпрограмм и различным способам передачи параметров в них и организации файловой системы хранения данных на внешних носителях информации.

Приведены сведения о применении современных технологий, в первую очередь географических информационных систем (ГИС) и систем виртуального окружения, для пространственно-временного моделирования объекта. Рассмотрены вопросы, связанные с анализом данных дистанционного зондирования, а также стереовидеосъемки.

Дано описание управляющей системы FST 202С, работающей в составе электропневматических систем управления и используемой для решения задач автоматизации технологических процессов, представленных в формализованном виде - в виде циклограмм. Приведены основные сведения о языке программирования АWL, рассмотрены особенности программирования контроллера и примеры построения электропневматических систем управления, в которых исполнительная часть выполнена на базе пневматических средств, а управляющая часть - в виде программы управления свободно программируемого контроллера РРС 202С (фирмы FESTO, Германия).

Сформулированы задания для лабораторных работ по курсу «Технология программирования» с учетом особенностей разработки Web-приложений, даны пояснения и примеры.

Приведено задание для выполнения лабораторной работы по курсу «Элементы и узлы ЭВМ». Даны краткие пояснения по применению программного комплекса Electronics Workbench.

Рассмотрены особенности интегрированной среды Microsoft Visual C++ 7.0. NET 2005, вопросы запуска среды программирования, создания проекта консольного приложения, ввода программы пользователя, создания модульной структуры приложения (создание и присоединение файлов к проекту), а также вопросы настройки компиляции и компоновки, выполнения и отладки консольного приложения.

Проиллюстрированы методы теории автоматического управления на примерах и показаны методы использования математических программных систем для решения практических задач в рамках дисциплин «Теория автоматического управления», «Управление в технических системах». Практические занятия выполняются на персональных компьютерах в операционной среде Windows с установленной системой MatLab 6.Х и пакетом прикладных программ Contгol System Toolbox и Simulink.

Рассмотрены вопросы разработки математических моделей систем управления летательными аппаратами (ЛА) с учетом динамики аппаратуры. Дано описание практических алгоритмов и процедур анализа, в том числе редукции на базе программных продуктов – пакетов МВТУ и МATLAB. Приведены готовые математические модели для изучения свойств различных методов движения ЛА.

В методических указаниях рассматриваются методы настройки элементов беспроводной сети, режимы ее функционирования и способы обеспечения ее безопасности. Комплекс из семи лабораторных работ предназначен для студентов и слушателей, изучающих вопросы разработки и эксплуатации беспроводных компьютерных сетей. Методические указания к лабораторным работам могут использоваться для самостоятельного изучения практических основ построения сетей Wi-Fi.

Рассмотрены технологии проектирования цифровых устройств с использованием программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и организация подсистемы памяти конвейерных электронных вычислительных машин. Даны указания по проектированию на основе ПЛИС Xilinx Spartan3, использованию САПР Xilinx ISE 9.1, а также аппаратных отладочных средств. Приведены приемы программирования вычислений,позволяющие эффективно использовать подсистему памяти современных ЭВМ. Указан порядок выполнения лабораторных работ, даны примеры индивидуальных заданий и контрольные вопросы, требования к содержанию отчетов.

Рассмотрены вопросы разработки программ на языке DELPHI для основных разделов процедурного программирования. Особое внимание уделено технологии разработки. По каждой теме практикума дана краткая справка об используемых языковых средствах, подробно описаны этапы разработки программ и приведены варианты индивидуальных заданий.

Рассмотрены информационные системы и технологии управления организацией. Для студентов, изучающих курс «Информационный менеджмент и технологии в управлении наукоемким производством».

Изложены теоретические основы синтеза оптических систем. Даны описание основных блоков программы OSS и порядок работы с программой.

Рассмотрен один из методов расчета количественных параметров надежности приборов и систем ориентации, стабилизации и навигации в процессе выполнения домашнего задания на основе статистического моделирования работы сложной системы при заданных характеристиках работоспособности элементов, из которых состоит система и времени наработки. Приведены необходимые сведения для изучения терминологии, связанной с методикой статистического моделирования систем. Описаны основные этапы моделирования и правила, принятые при построении моделей функционирования систем. Представлен пример алгоритма программы моделирования.

Дано описание методики разработки проектов интеллектуальных систем конструкторского и технологического проектирования в машиностроении. Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Изложены вопросы программирования и конфигурирования промышленных сетей Modbus, Modbus Plus, Ethernet и др. Для студентов, изучающих курсы «Управление в технических системах», «Основы автоматики и системы автоматического управления», «Проектирование интегрированных систем управления производственными процессами», «Управляющие ЭВМ и комплексы», «Алгоритмическое и программное обеспечение систем управления». Настоящее издание будет полезным также для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

Изложены основы реализации системных сервисов UNIX в операционной системе z/OS. Дано краткое описание иерархической файловой системы, скриптового языка Awk, способов доступа к операционной системе z/OS, а также процесса выполнения приложений. Приведены примеры скриптов Shell и Awk, а также простой программы на языке С.