РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Вычислительная техника и автоматизированные системы управления"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.Ф.ДВ "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств"

по Учебному плану

бакалавриата по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии

Профильная направленность

Программирование и интернет-технологии

Квалификация выпускника "Бакалавр", ФГОС ВО 3++

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель д.т.н., проф. Чернов Андрей Владимирович предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.Ф.ДВ "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Вычислительная техника и автоматизированные системы управления".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

к.т.н., доц. Рыбалко И. П., доцент. каф. "ПОВТ и АС", ДГТУ.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БФДВ_Программирование м и м у_Б_09.03.02_во_7_ВТиАСУ_п46631_и47848.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 29.03.2019 № 10.

Целью дисциплины "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств" является подготовка в составе других дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с типом задач профессиональной деятельности, предусмотренным учебным планом и профильной направленностью "Программирование и интернет-технологии".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Инфокоммуникационные системы и сети", "Системы автоматизированного проектирования";

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемые результаты обучения по дисциплине Установленные ОП компетенции и индикаторы их достижения
ОПК-5 - Способен инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем

Знает: методы настройки, наладки программно-аппаратных комплексов

Умеет: анализировать техническую документацию, производить настройку, наладку и тестирование программно-аппаратных комплексов

Имеет навыки: проверки работоспособности программно-аппаратных комплексов

Индикатор:
ОПК-5.1 - Знать: основы системного администрирования, администрирования СУБД, современные стандарты информационного взаимодействия систем

Знает: современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий ;

Умеет: разрабатывать алгоритмы и программы в современных средах разработки с использованием подключаемых библиотек.

Имеет навыки: основными методами, способами и владеть средствами получения, хранения, переработки информации и применять их при решении поставленных задач

Индикатор:
ОПК-5.2 - Уметь: выполнять параметрическую настройку информационных и автоматизированных систем

Знает: основы построения и архитектуры микропроцессоров, средства автоматики, измерительной и вычислительной техники

Умеет: разрабатывать и изготавливать стенды для комплексной отладки и испытаний программно-аппаратных управляющих комплексов

Имеет навыки: владения методами отладки и тестирования программно-аппаратных управляющих комплексов разработки алгоритмов

Индикатор:
ОПК-5.3 - Иметь навыки: инсталляции программного и аппаратного обеспечения информационных и автоматизированных систем
ПК-3 - Способен управлять программно-аппаратными средствами информационных служб инфокоммуникационной системы организации

Знает: стандарты технической документации стандарты по работе с инструментальными средствами разработки

Умеет: находить и анализировать техническую документацию по использованию программного средства, выбирать и использовать необходимые функции программных средств для решения конкретной задачи

Имеет навыки: писать программы для микроконтроллеров на языке С; работать в средах программирования использовать специальный инструментарий для программирования микроконтроллеров

Индикатор:
ПК-3.9 - Проектировать и разрабатывать аппаратные и программные средства для микропроцессорных и мобильных устройств

Место дисциплины 1Б.Ф.ДВ "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав элективной части, формируемой участниками образовательных отношений (Ф.ДВ).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Объектно-ориентированное программирование", "Схемотехника информационных систем".

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: АИБ.

Дисциплина реализуется в 7 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 4 зачетные единицы (144 часа), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) 48 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
7
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб) 32 32 32
Практические, семинары (Пр)      
       
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 87   87
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 87   87
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 144 48 144
Зачетные единицы (ЗЕТ) 4   4

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 7

1. Введение. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-3)

1.1. Классификация, назначение и виды микропроцессорных и мобильных устройств: 1) Классификация и возможности микропроцессоров 2) Классификация и возможности мобильных устройств.

2. Общпя структура микропроцессора. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-3)

2.1. Регистры конфигурации микропроцессоров: 1) Общая структура программной модели микропроцессора 2) Регистры общего назначения 3) Регистры флагов 4) Регистры управления памятью 5) регистры управления периферией микропроцессора.

2.2. Программирование микропроцессора на языке ассемблера: 1) Общая структура команд микропроцессора 2) Команды управления ходом вычислений 3) Логические команда микропроцессора 4) Арифметические команды микропроцессора 5) Команды управления строковыми данными 6) Команды управления мультимедиа возможностями микропроцессора.

3. Программируемый интервальный таймер. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-3)

3.1. Общие сведения о таймере: 1) Блок интервального таймера 2) Конфигурирование блока интервального таймера.

3.2. Сигналы и регистры интервального таймера: 1) Функциональная схема канала таймера 2) Регистры блоков интервального таймера 3) Регистры управления таймером.

3.3. Работа блока интервальных таймеров: 1) Режимы работы блока интервальных таймеров 2) Режим 0 - конец счета 3) Режим 1 - перезапускаемый одновибратор 4) Режим 2 - генератор периодических импульсов 5) Режим 3 - генератор меандра.

4. Программируемый контроллер приоритетных прерываний. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-3)

4.1. Микросхема i8259A: 1) Функционирование схемы 2) Процедура обслуживания прерываний 3) Программирование схемы.

4.2. Блок обработки прерываний iCore: 1) Каскадирование контроллеров 2) Схема подключения 3) Номера векторов прерываний 4) Программирование схемы.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 2   4 24
2 4   8 24
3 4   10 24
4 6   10 15
Итого 16   32 87
В т.ч. по интерактивным формам 16   32  

Лабораторный практикум

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 7
1 Лабораторная работа 1. Общая часть. Регистры конфигурация выводов. 4
2 Программирование регистров общего назначения 8
3 Программирование регистров интервального таймера 10
4 Программирование контроллеров приоритетных прерываний 10

Практические занятия (семинары)

Не предусмотрено.


Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 7
1 Алгоритм работы, состав и структура современных процессоров 24
2 Архитектура, состав функциональных компонентов микропроцессора 24
3 Передача информации в микропроцессорных системах 24
4 Системы команд микропроцессора 15

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
7
ОПК-5 +
ПК-3 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-5 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ПК-3 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 7

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1)Архитектуры микропроцессорных систем: CISK- и RISK-архитектуры, достоинства и недостатки архитектур.
2)Архитектуры микропроцессорных систем: пристонская и гарвардская архитектуры, достоинства и недостатки архитектур.
3)Организация микропроцессорных систем (МПС): магистрали МПС, циклы обращения к двухшинной и трехшинной магистрали, временные диаграммы циклов чтения и записи на примере.
4)Организация микропроцессорных систем: способы адресации, достоинства и недостатки. Примеры адресации микропроцессора.
5)Организация микропроцессорных систем: циклы обмена по прерываниям, векторные и радиальные прерывания; организация прерываний в микропроцессоре.
6)Принципы организации командных и машинных циклов. Машинные циклы микропроцессора.
7)Сопряжение микропроцессора с шинами микропроцессорной системы: структура и назначение буферных регистров и шинных формирователей.
8)Микросхемы статических ОЗУ: элемент памяти, интерфейс и временные диаграммы циклов чтения и записи.
9)Микросхемы динамических ОЗУ: схема элемента памяти, схема накопителя динамического ОЗУ, режимы чтения и записи.
10)Интерфейс и временные диаграммы микросхем динамических ОЗУ, структура контроллера динамического ОЗУ.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Разновидности микросхем ПЗУ, особенности элементов памяти, интерфейс микросхем ПЗУ.
2)Способы организации адресного пространства. Организация адресного пространства микропроцессора.
3)Методы дешифрации адресов: задание адреса с использованием полной и частичной дешифрации, достоинства и недостатки методов.
4)Построение селекторов адреса (СА): обобщенная схема СА, использование микросхем логических элементов, дешифраторов.
5)Построение селекторов адреса (СА): обобщенная схема СА, использование микросхем компараторов кодов, мультиплексоров, программируемых ПЗУ.
6)Построение селекторов адреса (СА): обобщенная схема СА, использование программируемых логических матриц.
7)Примеры разделения адресного пространства: адресация интегральных схем памяти.
8)Примеры разделения адресного пространства: адресация периферийных устройств.
9)Программно-управляемый обмен данными: условный и безусловный ввод/вывод, обмен данными в параллельном и последовательном коде.
10)Обмен данными в параллельном коде: прямой ввод/вывод данных, пример организации командного цикла записи в порт микропроцессора.
11)Обмен данными в параллельном коде: обмен данными с программным квитированием.
12)Обмен данными в параллельном коде: обмен данными с аппаратным квитированием.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Программируемый параллельный адаптер КР580ВВ55А: структурная схема, режимы работы.

2)Синхронный последовательный обмен: ввод данных.

3)Асинхронный последовательный обмен: формат данных, ввод данных.

4)Микроконтроллеры (МК): принципы построения современных МК, классификация МК.

5)Аппаратные средства микроконтроллеров (МК): параллельные порты ввода/вывода, структурно-функциональные особенности портов.

6)Аппаратные средства микроконтроллеров: таймеры и процессоры событий, структурно-функциональные особенности, классический способ измерения временного интервала.

7)Аппаратные средства микроконтроллеров: таймеры и процессоры событий, измерение временного интервала способом входного захвата.

8)Аппаратные средства микроконтроллеров: таймеры и процессоры событий, формирование импульса способом выходного сравнения.

9)Микроконтроллер: организация памяти, память программ, пример подключения внешней памяти программ.

10)Микроконтроллер: организация памяти, память данных, пример подключения внешней памяти данных.

11)Микроконтроллер: блок таймер/счетчиков (Т/С), режимы работы Т/С, работа Т/С в режиме 1.

12)Система прерываний микроконтроллера.


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.
2 Методические рекомендации по составлению и апробации фондов оценочных средств (КИМ, КОС) по дисциплинам направлений подготовки (специальностей) высшего образования [Текст, Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие / М. С. Тимофеева, Д. В. Глазунов, А. В. Симонцева [и др.] ; ФГБОУ ВПО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2015. - 86 с.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
  ОПК-5 7 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
  ПК-3 7 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень учебной литературы для освоения дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Тузовский А.Ф. Объектно-ориентированное программирование : учебн. пособие для прикладного бакалавриата. – М. : Изд-во Юрайт, 2017. – 206 с. ЭБС Юрайт
2 Основы программирования микропроцессорных контроллеров в цифровых системах управления технологическими процессами [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. С. Кудряшов, А. В. Иванов, М. В. Алексеев [и др.]. — Электрон. текстовые данные. — Воронеж : Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2014. — 144 c. ЭБС IPRBooks
3 Гуров В. В. Архитектура микропроцессоров [Электронный ресурс] : учебное пособие / Гуров В. В. - Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. - 115 с. ЭБС IPRBooks
4 Журнал "Автоматика, связь, информатика" ЭБ public.ru

Перечень учебно-методического обеспечения

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Чернов А.В. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Программирование микропроцессорных и мобильных устройств". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Александров, А.А. Программирование микропроцессорных и мобильных устройств: [электронный ресурс]: учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных и самостоятельных работ . 2019 ЭБС РГУПС

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Лицензионное и свободно распространяемое программное обеспечение

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И
2 Программный комплекс KiCad И
3 Система моделирования Proteus Platinum Edition И
4 Система моделирования LTSPICE И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Персональные компьютеры;

Лабораторное оборудование.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 47848.