Проєктування спеціалізованих комп'ютерних систем

Анотація навчальної дисципліни

Мета вивчення дисципліни: Формування комплексу знань щодо системних методів аналізу, розробки і конструювання спеціалізованих комп’ютерних систем та їх компонентів в галузі інформаційної та комп’ютерної технології; набуття навичок конструювання сучасними САПР для реалізації проектів комп’ютерних систем в сфері інтелектуальної і виробничої діяльності.

Практичне значення та використання отриманих знань 
Розуміння індивідуальних властивостей різних класів комп’ютерних систем; навички техніко-економічного обґрунтування необхідності проектування спеціалізованої комп’ютерної системи; вміння будувати математичні моделі СКС на основі теорії графів та теорії матриць; розуміння переваг і недоліків існуючих типів архітектур СКС; розуміння принципів опрацювання даних на основі процесорів векторних, потокових, та конвеєрних архітектур; розуміння стратегій побудови, критеріїв ефективності та законів доцільності проектних рішень; розуміння глобальної моделі СКС та характеристик функціонування її системних об’єктів; володіння методами підвищення ефективності системних об’єктів СКС на етапах формування, перетворення і кодування даних; розуміння використання теоретико-числових функціональних базисів та способів побудови на їх основі кодових матриць; знання архітектур та характеристик систем передачі цифрової інформації по каналах зв’язку СКС.

Основні результати навчання

ПРН1.    Застосовувати загальні підходи пізнання, методи математики, природничих та інженерних наук до розв’язання складних задач комп’ютерної інженерії.
ПРН5.    Розробляти і реалізовувати проекти у сфері комп’ютерної інженерії та дотичні до неї міждисциплінарні проекти з урахуванням інженерних, соціальних, економічних, правових та інших аспектів.
ПРН7.    Вирішувати задачі аналізу та синтезу комп’ютерних систем та мереж.
ПРН8.    Застосовувати знання технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації програмно-технічних засобів комп’ютерних систем та мереж для вирішення складних задач комп’ютерної інженерії та дотичних проблем.
ПРН10. Здійснювати пошук інформації в різних джерелах для розв’язання задач комп’ютерної інженерії, аналізувати та оцінювати цю інформацію.
ПРН11. Приймати ефективні рішення з питань розроблення, впровадження та експлуатації комп’ютерних систем і мереж, аналізувати альтернативи, оцінювати ризики та імовірні наслідки рішень.
ПРН13. Зрозуміло і недвозначно доносити власні знання, висновки та аргументацію з питань інформаційних технологій і дотичних міжгалузевих питань до фахівців і нефахівців, зокрема до осіб, які навчаються. 
ПРН14. Вміти обирати та досліджувати програмно-технічні компоненти спеціалізованих комп’ютерних систем.
ПРН15. Вміти застосовувати принципи, засоби і методи проектування та дослідження складних спеціалізованих та вбудованих систем.
ПРН16. Вміти обирати методи вирішення проблем при розробці програмно-технічних засобів складних систем з використанням сучасних інформаційних технологій.
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень.
Лекція 1 «Теорія і методологія побудови систем. Універсальні та спеціалізовані комп’ютерні системи».
 
2 тиждень. 
Лабораторне заняття 1 «Платформа Altium Designer як інструментарії проектування і дослідження елементів СКС. Частина 1.».
 
3 тиждень. 
Лекція 2 «Основні положення теорії матриць і графів. Матриці та графи мереж Петрі»
 
4 тиждень. 
Лабораторне заняття 2 «Платформа Altium Designer як інструментарії проектування і дослідження елементів СКС. Частина 2.».
 
5 тиждень. 
Лекція 3 «Класифікація архітектур СКС. Характеристики СКС та їх компонентів».
 
6 тиждень. 
Лабораторне заняття 3 «Створення принципової схеми компонента СКС в пакеті Altium Designer».
 
7 тиждень. 
Лекція 4 «Архітектура процесорів формування та цифрового опрацювання даних. Принципи побудови векторної, потокової, конвеєрної паралельної та матричної архітектури процесорів».
 
8 тиждень. 
Лабораторне заняття 4 «Створення друкованої плати компонента СКС в пакеті Altium Designer».
Модульна контрольна робота 1.
 
9 тиждень. 
Лекція 5 «Характеристики руху даних та стратегія проектування СКС. Закони доцільності та ефективності проектних рішень».
 
10 тиждень. 
Лабораторне заняття 5 «Налаштування параметрів проекту відповідно до вимог СКС».
 
11 тиждень. 
Лекція 6 «Формалізація характеристик системних об’єктів СКС».
 
12 тиждень. 
Лабораторне заняття 6 «Розробка друкованої плати: розміщення та трасування».
 
13 тиждень. 
Лекція 7 «Системні характеристики процесора та пам’яті».
 
14 тиждень. 
Лабораторне заняття 7 «Розробка друкованої плати: виготовлення документації для виробника компонента СКС».
 
15 тиждень. 
Лекція 8 «Комунікативні системи передавання даних та їх характеристики. Системні характеристики операторів».
Модульна контрольна робота 2.

Самостійна робота: 60 годин. Самостійна робота здобувача відбувається впродовж семестру та складається з підготовки до аудиторних занять, контрольних заходів, індивідуальних завдань. 

Консультації: здійснюються викладачем впродовж семестру згідно розкладу.

Оцінювання результатів навчання

Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Модуль 1
Повне виконання Контрольного завдання 1, Контрольного завдання 2 – по 5 балів кожне.
Повне виконання лабораторної роботи – максимально по 5 балів за роботу.
Модульна контрольна робота 1 – бездоганне виконання 20 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання).
Модуль 2
Повне виконання Контрольного завдання 3, Контрольного завдання 4 – по 5 балів кожне.
Повне виконання лабораторної роботи – максимально по 5 балів за роботу.
Модульна контрольна робота 2 – бездоганне виконання 25 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання).

Посилання на рекомендовані джерела
1. Кудря В.Г. Проектування спеціалізованих комп’ютерних систем, Одеса: ОНПУ – 2016. – 86 с. Електронний документ: NP06646.doc Доступ: Електронні ресурси НТБ ОНПУ, http://library.opu.ua 
2. Николайчук Я.М., Возна Н. Я., Пітух І.Р. Проектування спеціалізованих комп’ютерних систем/Навчальний посібник/ - Тернопіль: ТзВО «Тернограф», 2010. – 392 с.
3. Сабунин А.Е. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. – М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. – 432 с.
4. Alexey Sabunin. Учебное пособие. Создание проекта платы. Портал користувачів Altium Desgner. [Електронний документ], http://wiki.altium.com/pages/viewpage.action?pageId=25079340, Mar 26, 2013.
5. Кудря В.Г. Моделювання нанотехнологічних електронних засобів. Монографія. / Україна, Херсон: Олді-плюс, 2013. 780 с.