Магистратура 2024/2025

Принципы разработки ПО IoT/CPS

Статус: Курс обязательный (Интернет вещей и киберфизические системы)

Направление: 11.04.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Алёшин Дмитрий Владимирович

Прогр. обучения: Интернет вещей и киберфизические системы

Язык: русский

Кредиты: 6

Программа дисциплины

Аннотация

В основе курса лежат принципы сборочного программирования. Часто традиционно решаемые в классических вычислительных системах добавлением новых классов или процедур задачи в интернете вещей можно эффективнее решать добавлением новых контроллеров и устройств это связано как с ресурсными ограничениями микроконтроллеров, так и со снижением затрат на распараллеливание вычислений. Киберфизические системы принципиально архитектурно неоднородны. Как правило, они реализуются с использованием множества различных архитектур процессоров с различными ресурсами в зависимости от решаемых ими локальных задач, программируемых на множестве различных языков программирования. В этом заключается принципиальное отличие от традиционных распределённых вычислительных систем, например, вычислительных кластеров

Цель освоения дисциплины

• Освоить профессиональные компетенции и навыки самостоятельной разработки ПО IoT/CPS

Планируемые результаты обучения

• Понимать, что такое кроссплатформенность и как её применять
• Знать: порядок определения источников информации, порядок получения доступа к ним. методы описания и формализации полученной информации. способы верификации получаемой информации. принципы системного подхода. принципы социальной ответственности основные положения стандартов по функциональной безопасности АСУТП («Индустриального Интернета вещей»).
• Уметь применять в профессиональной деятельности современные объектно-ориентированные языки программирования
• Владеет знаниями о технологиях семейства Ethernet. Умеет анализировать структуру и содержимое кадров технологии Ethernet
• Знает, как данные используются в разных организациях и процессах.
• Знать основы логики; правила техники безопасности при работе на компьютере; операционные системы; структуру файловой системы хранения информации; типы файлов; приемы ввода информации с клавиатуры
• Знать основные концепции и методы разработки веб-сервисов в соответствии с концепцией REST
• умеет применить наследование и интерфейсы при проектировании структуры классов
• Умеет выбирать необходимое программное обеспечение для решения определенных задач.
• Пользоваться программными средствами • Home Assistant supervised, openHAB и др

Содержание учебной дисциплины

• 1. Вводная. Архитектура и составные части:
• 2. Аппаратная составляющая
• 3. Интерфейсы/шины
• 4. Ethernet
• 5. Операционные системы
• 6. Программа в операционной системе
• 7. Языки программирования
• 8. REST архитектура и RPC
• 9. АСУТП как частный случай HIL.
• 10. Обзор готовых решений
• 11. Применимость для различных платформ

Элементы контроля

• Экзамен
• Практические занятия

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  0.5 * Практические занятия + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Front-end. Клиентская разработка для профессионалов. Node.js, ES6, REST. — (Серия «Для профессионалов») - 978-5-496-02930-8 - Аквино К., Ганди Т. - 2017 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/bookshelf/377149 - 377149 - iBOOKS
• Берлин, А. Н. Основные протоколы интернет : учебное пособие / А. Н. Берлин. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 602 с. — ISBN 978-5-94774-884-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100288 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Введение в операционные системы и основы программирования : учебно-методическое пособие / Г. П. Аверьянов, В. А. Будкин, В. В. Дмитриева, И. А. Кунов. — Москва : НИЯУ МИФИ, 2015. — 260 с. — ISBN 978-5-7262-1994-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/119473 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Вержаковская, М. А. Вычислительные системы, операционные системы, сетевые технологии и информационные ресурсы : учебное пособие / М. А. Вержаковская, В. Ю. Аронов. — Самара : ПГУТИ, 2022. — 181 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/320834 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Иванова, Е. А. Кроссплатформенные приложения : учебное пособие / Е. А. Иванова, Т. А. Крамаренко. — Краснодар : КубГАУ, 2020. — 165 с. — ISBN 978-5-907346-93-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/254237 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Компьютерные интерфейсы и периферийные устройства : учебное пособие / С. М. Коваленко, Ю. С. Асадова, М. М. Расулов [и др.]. — Москва : РТУ МИРЭА, 2022. — 37 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/256736 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Пруцков, А. В. Язык программирования Java. Введение в курс: операторы и типы данных : учебное пособие / А. В. Пруцков. — Рязань : РГРТУ, 2016. — 72 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/168307 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Сорокин, С. А. Архитектура программно-аппаратных комплексов : методические указания / С. А. Сорокин, А. В. Горшков. — Москва : РТУ МИРЭА, 2023. — 61 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/331625 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Устелемова, М. С. Основы построения системы "умный дом" : учебное пособие / М. С. Устелемова. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 50 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100314 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Целищев, Е.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП : учеб. пособие / Е.С. Целищев, А.В. Котлова, И.С. Кудряшов. — Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2019. - 196 с. - ISBN 978-5-9729-0310-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1048731
• Языки программирования - Голицына О.Л., Партыка Т.Л., Попов И.И. - Издательство ФОРУМ - 2021 - https://znanium.com/catalog/product/1209231 - 1195536 - ZNANIUM

Рекомендуемая дополнительная литература

• gRPC: запуск и эксплуатация облачных приложений. Go и Java для Docker и Kubernetes. . - 978-5-4461-1737-6 - Индрасири Касун, Курупу Данеш - 2021 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/bookshelf/374465 - 374465 - iBOOKS
• Алгоритмические языки программирования : учебно-методическое пособие / составители И. Н. Девицын, Т. В. Гавриленко. — Сургут : СурГУ, 2021. — 46 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/337760 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Голубева, А. А. Проектирование и архитектура программных систем : методические указания / А. А. Голубева. — Москва : ТУСУР, 2021. — 77 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/313136 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание - 978-5-4461-1426-9 - Виктор Олифер, Наталья Олифер - 2021 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/bookshelf/387241 - 387241 - iBOOKS
• Кочер, П. С. Микросервисы и контейнеры Docker : руководство / П. С. Кочер , перевод с английского А. Н. Киселева. — Москва : ДМК Пресс, 2019. — 240 с. — ISBN 978-5-97060-739-8. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/123710 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Ксенофонтов, Н. В. Кроссплатформенная среда исполнения программного обеспечения : учебно-методическое пособие / Н. В. Ксенофонтов, И. А. Иванова, И. Д. Котилевец. — Москва : РТУ МИРЭА, 2023. — 110 с. — ISBN 978-5-7339-1693-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/329021 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Петин, В. А. Создание умного дома на базе Arduino / В. А. Петин. — Москва : ДМК Пресс, 2018. — 180 с. — ISBN 978-5-97060-620-9. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/107890 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Пиляй, А. И. Базы данных и операционные системы : учебно-методическое пособие / А. И. Пиляй, А. М. Якубович. — Москва : МИСИ – МГСУ, 2021. — 46 с. — ISBN 978-5-7264-2951-9. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/262271 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования - 5-94157-468-1 - Агуров П. - 2005 - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург - https://ibooks.ru/bookshelf/335132 - 335132 - iBOOKS
• Федоров, Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП [Электронный ресурс] / Ю.Н. Федоров.- Москва : Инфра-Инженерия, 2011. - 576 с. - ISBN 978-5-9729-0039-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/520421

Авторы

• Иванов Илья Александрович