Аннотация к рабочей учебной программе



Скачать 225.82 Kb.
Дата10.06.2019
Размер225.82 Kb.

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Энгельсский технологический институт (филиал)

______________________________________________________________________

Кафедра «Техническая физика и информационные технологии»

«УТВЕРЖДАЮ»


Председатель УМКН 230100.62 «Информатика и вычислительная техника»
________________ Терин Д.В.

"___ " ________________ 2011 г.


АННОТАЦИЯ К РАБОЧЕЙ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ

по дисциплине Б.3.2.10.5.1 «Системы цифровой обработки сигналов»


Направление подготовки 230100.62 «Информатика и вычислительная техника»

Профиль подготовки - Программное обеспечение средств вычислительной техники автоматизированных систем

Форма обучения очная (заочная)

Цикл дисциплин: профессиональный, часть цикла: по выбору



Вид учебной работы


Всего

Курс, семестр (часы)

З.е.

Часы

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Аудиторные занятия (АЗ): всего

в том числе:

0,75

(0,39)


27

(14)























27

(-)





-

(14)


Лекции (ЛК)

0,25

(0,17)


9

(6)























9

(-)





-

(6)


Доля лекционных часов от АЗ по дисциплине, %




33,33

(42,86)
































Коллоквиумы (КЛ)





































Лабораторные работы (ЛР)

0,5

(0,22)


18

(8)























18

(-)





-

(8)


Практические занятия: (ПЗ)





































Доля интерактивных форм обучения от АЗ по дисциплине, %




33,33

(42,86)
































Самостоятельная работа (СР), всего в том числе:

1,25

(1,61)


45

(58)























45

(-)





-

(58)


Курсовая работа (КР)





































Курсовой проект (КП)





































Расчетно-графическая работа (РГР)





































Другие виды самостоятельной работы

1,25

(1,61)


45

(58)























45

(-)





-

(58)


Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен):




зачет































Общая трудоемкость дисциплины и трудоемкость по семестрам:

2

72






















72

(-)





-

(72)



1.Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

Теоретическая подготовка бакалавров направления 230100 «Информатика и вычислительная техника» в области цифровой обработки сигналов (ЦОС) и приобретение практических навыков по обработке сигналов с использованием стандартных математических пакетов Signal Processing Toolbox (MatLab 5.x, 6.x и далее) и Electronics Workbench (электронная лаборатория).

1.2. Задачи изучения дисциплины:

формирование у студентов минимально необходимых знаний, умений и навыков по цифровой обработке сигналов.

1. 3 . Перечень дисциплин, усвоение которых студентами, необходимо для изучения данной дисциплины: для успешного изучения курса ЦОС студент должен владеть Фурье-анализом и знать основные положения теории сигналов и фильтрации, а так же необходимо владеть основами математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, методами объектно-ориентированного программирования, офисными технологиями.


  1. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Успешное овладение данной дисциплиной предполагает знание теории дифференциальных уравнений, теории функций комплексного переменного, теории множеств, теории графов, вычислительных методах, полученные в дисциплинах: «Математический анализ», «Дискретная математика», «Информатика», «Программирование на языке высокого уровня», «Вычислительная математика».

Зная основы теории цифровой обработки сигналов студенты смогут использовать эти знания в дальнейшем при проектировании программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем, при изучении дисциплин «Методы оптимизации», «Человеко-машинное взаимодействие» и др.



3. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.

В результате изучения дисциплины студент должен:

– знать


  • методы улучшения и восстановления многомерных сигналов;

  • линейные методы улучшения и восстановления изображений;

  • линейные методы восстановления сигналов с учетом ограничений;

  • статистические подходы к восстановлению изображений;

  • алгоритмы распознавания образов в условиях априорной неопределенности;

  • нейросетевые подходы к синтезу алгоритмов предобработки и тематической обработки изображений;

– уметь

использовать основные положения теории и практики цифровой обработки сигналов, восстанавливать изображения при минимуме априорных предположений, обнаруживать нештатные ситуации в последовательности наблюдений;

– владеть

практическими навыками по расчету основных характеристик систем цифровой обработки сигналов и, в частности, владеть практическими навыками работы с системами MATLAB в задачах предобработки и тематической обработке сигналов.



4. Содержание лекционного курса

№ темы

Всего часов

лекции

Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2


3


1

1

1

Классификация сигналов и цепей. Радиотехнические цепи и методы их анализа. Основные законы теории цепей.

1

1

1

Регулярные колебания и их аналитическое описание. Разложение колебаний по системам ортогональных функций. Разложение периодических колебаний в ряды Фурье по системе тригонометрических функций.

2

1

2

Идея операционного исчисления. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображение. Изображение простейших функций.

Свойства преобразования Лапласа. Дифференцирование и интегрирование оригинала.



2

1

2

Теоремы смещения, запаздывания, свертывания. Формула Дюамеля. Таблица изображений распространенных функций.

Решение дифференциальных уравнений 1-го, 2-го и более высокого порядков и систем операционным методом.

Бесконечно-короткий импульс с единичной площадью – дельта-функция Дирака. Передаточная функция системы. Физический смысл передаточной функции. Импульсная характеристика.


3

1

3

Формирование отдельных импульсных процессов.

Формирование гауссовых импульсов.

Формирование волнового пакета.


3

1

3

Полигармонические колебания.

Прямоугольные волны.

Треугольные волны.

Последовательности гауссовых импульсов.

Косинусоида с линейно изменяемой частотой от времени


4

1

4

Общие основы линейной фильтрации.

Преобразование сигнала с помощью линейного фильтра.



4

1

4

Восстановление полезного сигнала.

4

1

5

Двойная фильтрация как способ снижения фазовых искажений восстанавливаемого сигнала

5

1

5

Моделирование белого Гауссова шума.

Формирование случайного процесса с заданной корреляционной функцией.



5

1

6

Основы спектрального (частотного) анализа.

Примеры спектрального анализа.

Фурье-изображение прямоугольного импульса.

Фурье-изображение полигармонического процесса



6

1

6

Основы статистического анализа

Фурье-изображение случайного процесса.



6

1

7

Спектральная плотность мощности.

Автокорреляционная функция.

Взаимная корреляционная функция случайных процессов


7

0,5

7

Аналогово-цифровые преобразователи. Цифро-аналоговые преобразователи.

7

0,5

7

Устройства выборки и хранения аналоговых сигналов. Схемотехника запоминающих устройств.

8

1

8

Компьютерное моделирование электронных устройств.

8

1

8

Применение системы MATLAB 5-6 для моделирования сигналов и устройств.


5. Перечень тем практических занятий

отсутствуют


6. Перечень лабораторных работ

№ темы

Всего часов

№ работы

Наименование лабораторной работы

1

2

3

4


3

2

1

Формирование отдельных импульсных процессов.

Формирование гауссовых импульсов.

Формирование волнового пакета.


3

2

2

Полигармонические колебания.

Прямоугольные волны.

Треугольные волны.

Последовательности гауссовых импульсов.

Косинусоида с линейно изменяемой частотой от времени


4

2

3

Моделирование белого гауссова шума.

Формирование случайного процесса с заданной корреляционной функцией.



5

2

4

Преобразование сигнала с помощью линейного фильтра

Восстановление полезного сигнала.



6

2

5

Двойная фильтрация как способ снижения фазовых искажений восстанавливаемого сигнала

6

2

6

Примеры спектрального анализа.

Фурье-изображение прямоугольного импульса.

Фурье-изображение полигармонического процесса


6

3

7

Основы статистического анализа

Фурье-изображение случайного процесса.

Спектральная плотность мощности.

Автокорреляционная функция.



Взаимная корреляционная функция случайных процессов

8

2

8

Применение системы MATLAB 5-6 для моделирования сигналов и устройств


7. Задания для самостоятельной работы студентов

№ темы

Всего часов

Вопросы для самостоятельного изучения

Литература

1

2

3

4


1-8

12
Программа Electronics Workbench и ее применение

5,6

1-8

17

Система MATLAB с пакетами расширений

(Пакет Signal Processing Toolbox )


7,8



8. Курсовой проект


Не предусмотрен

9.Курсовая работа


Предусмотрена
Темы курсовых работ

  1. Радиотехнические цепи и методы их анализа. Основные законы теории цепей.

  1. Регулярные колебания и их аналитическое описание.

  2. Разложение периодических колебаний в ряды Фурье по системе тригонометрических функций.

  1. Преобразование Лапласа.

  2. Свойства преобразования Лапласа. Дифференцирование и интегрирование оригинала.

  1. Теоремы смещения, запаздывания, свертывания. Формула Дюамеля.

  2. Решение дифференциальных уравнений 1-го, 2-го и более высокого порядков и систем операционным методом.

  3. Передаточная функция системы.

  4. Физический смысл передаточной функции. Импульсная характеристика.

  1. Формирование импульсных процессов.

  2. Формирование гауссовых импульсов.

  3. Формирование волнового пакета.

  1. Полигармонические колебания. Прямоугольные волны. Треугольные волны.

  2. Последовательности гауссовых импульсов. Косинусоида с линейно изменяемой частотой от времени

  1. Основы линейной фильтрации. Преобразование сигнала с помощью линейного фильтра.

  1. Восстановление полезного сигнала.

  2. Двойная фильтрация как способ снижения фазовых искажений восстанавливаемого сигнала

  1. Моделирование белого Гауссова шума. Формирование случайного процесса с заданной корреляционной функцией.

  1. Основы спектрального (частотного) анализа. Примеры спектрального анализа.

  2. Фурье-изображение прямоугольного импульса. Фурье-изображение полигармонического процесса

  1. Основы статистического анализа. Фурье-изображение случайного процесса.

  1. Спектральная плотность мощности. Автокорреляционная функция. Взаимная корреляционная функция случайных процессов

  1. Аналогово-цифровые преобразователи.

  2. Цифро-аналоговые преобразователи.

  1. Устройства выборки и хранения аналоговых сигналов.

  2. Схемотехника запоминающих устройств.

  1. Компьютерное моделирование электронных устройств.

  2. Системы PiCad, OrCad.

  3. Система Electronics Workbench.

  1. Пакеты системы MATLAB для моделирования сигналов и устройств.

10. Расчетно-графическая работа

Не предусмотрена



11. Контрольная работа

Не предусмотрена



12. Экзаменационные вопросы

  1. Классификация сигналов и цепей. Радиотехнические цепи и методы их анализа. Основные законы теории цепей.

  1. Регулярные колебания и их аналитическое описание. Разложение колебаний по системам ортогональных функций. Разложение периодических колебаний в ряды Фурье по системе тригонометрических функций.

  1. Идея операционного исчисления. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображение. Изображение простейших функций.

  2. Свойства преобразования Лапласа. Дифференцирование и интегрирование оригинала.

  1. Теоремы смещения, запаздывания, свертывания. Формула Дюамеля. Таблица изображений распространенных функций.

  2. Решение дифференциальных уравнений 1-го, 2-го и более высокого порядков и систем операционным методом.

  3. Бесконечно-короткий импульс с единичной площадью – дельта-функция Дирака. Передаточная функция системы. Физический смысл передаточной функции. Импульсная характеристика.

  1. Формирование отдельных импульсных процессов. Формирование гауссовых импульсов.Формирование волнового пакета.

  1. Полигармонические колебания. Прямоугольные волны. Треугольные волны. Последовательности гауссовых импульсов. Косинусоида с линейно изменяемой частотой от времени

  1. Общие основы линейной фильтрации. Преобразование сигнала с помощью линейного фильтра.

  1. Восстановление полезного сигнала. Двойная фильтрация как способ снижения фазовых искажений восстанавливаемого сигнала

  1. Моделирование белого Гауссова шума. Формирование случайного процесса с заданной корреляционной функцией.

  1. Основы спектрального (частотного) анализа. Примеры спектрального анализа.

  2. Фурье-изображение прямоугольного импульса. Фурье-изображение полигармонического процесса

  1. Основы статистического анализа. Фурье-изображение случайного процесса.

  1. Спектральная плотность мощности. Автокорреляционная функция. Взаимная корреляционная функция случайных процессов

  1. Аналогово-цифровые преобразователи. Цифро-аналоговые преобразователи.

  1. Устройства выборки и хранения аналоговых сигналов. Схемотехника запоминающих устройств.

  1. Компьютерное моделирование электронных устройств.

  1. Применение системы MATLAB 5-6 для моделирования сигналов и устройств.


13. Основная и дополнительная литература.

Основная:



  1. Зиновьев А.Л., Филиппов Л.И. Введение в теорию сигналов и цепей. – М: Высшая школа,1975. – 262с.

  2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М: Сов. Радио, 1971. – 730с.

  3. Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций. – СПб.: КОРОНА, 1998. – 400с.

  4. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.х. - М.:Диалог-Мифи, 1999. – 670с.

  5. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench: В 2 т./ Панфилов Д.И., Чепурин И.Н., Миронов В.Н., Обухов С.Г., Шитов В.А., Иванов В.С. Под общей ред. Д.И. Панфилова – Т.1: Электротехника. – М.: ДОДЭКА, 1999. – 304 с., Т.2: Электроника. – М.: ДОДЭКА, 2000. – 288 с.

  6. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. – М.: СОЛОН – Р, 2001. – 726 с.

  7. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В., Круглов В.В. MatLab 5 с пакетами расширений./ Под ред. В.П. Дьяконова. – М.: Нолидж, 2001. – 880 с.

  8. Лазарев Ю.Ф. MatLab 5.х – К.: Изд. группа BHV, 2000. – 384 с.

  9. Мэтьюз Д., Финк К. Численные методы. Использование MATLAB..: ИД "Вильямс",2001. - 720с.

  10. Гайдышев И. Анализ и обработка данных. Специальный справочник. - СПб.: Питер, 2001. - 752с.

  11. Рудаков П.И., Сафонов В.И. Обработка сигналов и изображений. MATLAB 5.X. - М.: Диалог-МИФИ,2000. - 416с.

  12. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов.М.: Связь,1979.- 416с.

  13. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. М.: Сов. радио. - 1980, 224с.

  14. Рабинер Л., Голд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир.- 1978, 880с.

Дополнительная

  1. Клинаев Ю.В. Компьютерные моделирование в средах програмирования VBA и MatLab / Ю.В. Клинаев, М.Д.Элькин: Учеб. пособие. – Саратов:Сарат. Гос. техн. ун-т, 2002-98с..

  2. Клинаев Ю.В. Постановка курс ”Микроэлектроника и схемотехника ЭВМ” на основе технологий пакетов “Electronics Workbench” и “MatLab” / Ю.В. Клинаев // Информационные технологии в образовании : Сборник трудов XI Междунар. Конференции-выставки, Москва, 5-9 ноября 2001г. – М., 2001. – Ч.Ш. –С.32-33.

  3. Клинаев Ю.В. Цифровая обработка сигналов на примере Windows-приложений для восстановления оцифрованных аналоговых сигналов графики и акустики с использованием вейвлетного анализа. / Ю.В. Клинаев, О.А. Монахова, С.С.Вест //Радиотехника и связь. Материалы третьей международной научно-технической конф.,Саратов,2006, 27-29 июня,с.97-102.


14. Перечень технических средств обучения

Лабораторные работы предусмотрены в дисплейном классе ауд. 334, 335.

1. При использовании электронных вариантов руководств по лабораторным работам — рекомендуется использовать программы: MatLab, Microsoft Excel , Internet Explorer, или Netscape Navigator, или Microsoft Word, или Acrobat Reader.
Рабочая учебная программа по дисциплине "Системы цифровой обработки сигналов” составлена с учетом рекомендаций Примерной программы дисциплины «Системы цифровой обработки сигналов» федерального компонента цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин для ГОС 3-го поколения Научно-методического совета по Физике Министерства образования и науки РФ Исх.№НМС-09/6 от 08.04.2009 г. в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» (квалификация (степень) «бакалавр») и учебного плана.
Авторы: доцент кафедры (Терин Д.В.)

Согласовано: зав. библиотекой ________________ ( )


Рабочая учебная программа рассмотрена на заседании кафедры «Технической физики и информационных технологий» протокол №___ от “___ “ ________ 20___ г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению:

230100.62 «Информатика и вычислительная техника»


Зав. кафедрой ТФИ ______________________ Д.В.Терин Д.В

Рабочая учебная программа рассмотрена на заседании учебно-методической комиссии по направлению ___________ протокол № ___ от “___ “ ________ 20___ г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению:

230100.62 «Информатика и вычислительная техника»
Председатель учебно-методической
комиссии по направлению 230100.62

«Информатика и вычислительная техника»



_________________ _______ _________________



Каталог: new -> SubjectFGOS
SubjectFGOS -> Лекция №6 экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы. Основы экономики природопользования
SubjectFGOS -> Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов по курсу математики для студентов всех специальностей
SubjectFGOS -> Основы порошковой металлургии
SubjectFGOS -> Учебное пособие для студентов всех специальностей Саратов 2009 Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком
SubjectFGOS -> 10. Особо опасные экотоксиканты
SubjectFGOS -> Окислительно-восстановительные реакции
SubjectFGOS -> Вопросы для подготовки к экзамену по информатике
SubjectFGOS -> Лекция №8 Метаболизм микроорганизмов План лекции: Обмен веществ как совокупность реакций катаболизма и анаболизма
SubjectFGOS -> Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Информатика» студентами направления 080500. 62 «Менеджмент»
SubjectFGOS -> Информационные технологии в управлении


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница