Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«Утверждаю»
Проректор по УМР ОмГТУ
Л.О. Штриплинг
«»_ 2013 год
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях»(С.3.03.02) для специальности 210701.65 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи»
Специализация «Системы радиосвязи специального назначения»
Рабочая программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО, ООП по специальности 210701.65 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи»
Специализация «Системы радиосвязи специального назначения»
Программу составил к. т. н., доцент _ М.Ю. Пляскин Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Средства связи и информационная безопасность» («ССИБ») 25.03.2013 Протокол № Зав. кафедрой «ССИБ»
д. т. н., профессор _ В. А. Майстренко «_» _ 2013 г.
Руководитель ООП д. т. н., профессор _ / В. А. Майстренко / «25» 03 2013 г.
Ответственный за методическое обеспечение ООП к. т. н., доцент _ / И. В. Богачков / «25» 03 2013 г.
1. Цели и задачи дисциплины Целью преподавания дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» является изучение принципов представления информации в современных телекоммуникационных системах и реализации основных информационных процессов, а также содействие формированию научного мировоззрения и развитию системного мышления.
Воспитание у студентов «информационной культуры» включает в себя, прежде всего, четкое представление роли информационных технологий в становлении и развитии цивилизации в целом и современных системах в частности.
Дисциплина «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» является базовой для более глубокого изучения дисциплин по архитектуре вычислительных систем, операционным системам, системам программирования и управления базами данных.
Знания и практические навыки, полученные из курса «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях», должны активно использоваться студентами при изучении дисциплин профессионального цикла, а также при разработке курсовых и выпускных работ.
Целью изучения дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» является изучение студентами базовых понятий в области информационных технологий и освоение ими методов постановки, подготовки и решения научных, инженернотехнических и экономических задач в области телекоммуникаций с использованием современных информационных технологий.
2. Место дисциплины в структуре ООП «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» является одной из дисциплин вариативной части профессионального цикла учебного плана подготовки специалиста по специальности 210701.65 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи».
Процесс изучения дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) выпускника:
ПК–4, ПК–27.
Для успешного освоения дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» студенты должны обладать знаниями, умениями и навыками в объеме требований «СТАНДАРТА СРЕДНЕГО (ПОЛНОГО) ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИКТ» Минобразования России от 05.03.04 №1089, а также знаниями, умениями и навыками, полученными в первом семестре обучения при изучении дисциплин:
«Математика», «Информатика», «Физика», «История отрасли».
Дисциплины, изучаемые одновременно: «Математика», «Физика», «Информатика», «Основы программирования».
Овладение предметом дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» является обязательным для изучения последующих дисциплин учебного плана:
«Вычислительная техника и информационные технологии», «Цифровая обработка сигналов», «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей», «Основы теории телетрафика», «Устройства преобразования и обработки информации».
Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования по обеспечению информационной безопасности (ПК-4);
способностью разрабатывать программы и методики научных исследований и проводить обработку результатов научных исследований (ПК-27).
В результате изучения дисциплины студент должен:
З.1. современную структуру телекоммуникационных систем и их основных элементов: компьютеров, локальных вычислительных сетей, основные требования по обеспечению информационной безопасности, технических и программных средств передачи информации пользователям (ПК-4);
З.2. методы измерения количества информации, оценки производительности источников информации, а также законы её преобразования в информационных системах (ПК-4);
З.3. современные способы и методики научных исследований в телекоммуникационных системах (ПК-27);
У.1. использовать возможности вычислительной техники и программного обеспечения для моделирования алгоритмов на ЭВМ (ПК-4, ПК-27);
У.2. разрабатывать программы и методики научных исследований и проводить обработку результатов научных исследований в телекоммуникационных систем (ПК-27);
У.3. применять современные теоретические и экспериментальные методы исследования для создания новых перспективных средств электросвязи и информатики (ПК–27);
В.1. основными методами работы на компьютере с использованием универсальных прикладных программ (ПК–4, ПК–27);
В.2. первичными навыками выбора структуры телекоммуникационной системы и анализа информационных процессов в этих системах, способами моделирования информационных процессов в телекоммуникациях (ПК-4, ПК-27);
В.3. навыками использования основных приемов обработки экспериментальных данных, в том числе с использованием стандартного программного обеспечения, пакетов программ общего и специального назначения (ПК-27).
3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.
Проектируемые результаты освоения дисциплины «ИнфокоммуникационТехнологии Индекс ком- ные технологии в телекоммуникаци- Средства и техформирования петенции ях» и индикаторы формирования ком- нологии оценки 4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения Общая трудоемкость дисциплины, изучаемой во 2 и 3 семестрах, составляет 7 зачетных единиц (252 часа, в том числе 90 часов аудиторных занятий (18 ч. в интерактивной форме)).
В том числе:
5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий 5.1. Содержание дисциплины по модулям 1. Структура телекоммуникационных систем и ее основные элементы.
2. Информация и формы ее представления. Измерение количества информации.
3. Общие принципы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
4. Типовые интерфейсы в информационных системах.
5. Типовая (семиуровневая) модель взаимодействия открытых систем (OSI).
1 Модуль 1. Структура телекоммуникационных систем и ее основные элементы.
Телекоммуникационная система. Общие данные о структуре телекоммуни- Л, С кационных систем и ее основных элементов (компьютеров, локальных вычислительных сетей, систем передачи информации, программных продуктов и баз данных).
Классификация телекоммуникационных систем. Основные типы и структу- Л, С ры телекоммуникационных систем и сетей. Классификация телекоммуникационных систем по типам передаваемых сообщений и диапазонам несущих частот.
2 Модуль 2. Информация и формы ее представления. Измерение количества информации.
Информационные меры. Структурные меры информации. Семантические ме- Л, С ры информации. Статистические меры информации.
Энтропия и информация. Вероятностный подход к измерению информации. Л, С Понятие энтропии. Мера Хартли. Энтропия ансамбля. Свойства энтропии. Энтропия объединения. Мера Шеннона.
3 Модуль 3. Общие принципы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
Аналоговые и цифровые сигналы. Виды сигналов в телекоммуникационных Л, С системах. Дискретизация по времени и по уровню. Равномерная и неравномерная дискретизация. Теорема Котельникова.
Кодирование. Понятие кодирования. Назначение кодирования. Алфавит ис- Л, С точника сообщения. Символы кодирования. Кодовая комбинация. Понятие помехоустойчивого кодирования.
4 Модуль 4. Типовые интерфейсы в информационных системах.
Интерфейсы телекоммуникационных систем. Последовательные и парал- Л, С лельные интерфейсы. Синхронные и асинхронные интерфейсы.
Схемотехника интерфейсов. Сопряжение аппаратных средств телекоммуни- Л, С кационных систем посредством стандартных интерфейсов. Программирование интерфейсов.
5 Модуль 5. Типовая (семиуровневая) модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Модель взаимодействия открытых систем. Предпосылки создания модели Л, С OSI. Типовые уровни модели OSI. Формирование информационных пакетов в модели OSI. Соотношение модели OSI и протокола TCP/IP.
5.2. Содержание практических занятий Цель практических занятий – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение методами решения задач.
1 Модуль 1. Структура телекоммуникационных систем и ее основные элементы.
Анализ и синтез многоканальной системы связи с частотным разделением кана- Анализ и синтез многоканальной системы связи с временным разделением кана- Анализ многоканальной системы связи с кодовым разделением каналов. 2 Модуль 2. Информация и формы ее представления. Измерение количества информации.
Расчёт и анализ информационных характеристик источника информации и кана- ла связи.
Построение эффективных кодов по методу Шеннона-Фано и методу Хаффмена. 3 Модуль 3. Общие принципы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
Параметры сигналов с различными видами модуляции во временной и частот- ной областях (АМ, ЧМ).
Параметры импульсных сигналов во временной и частотной областях. Дискретная модуляция аналоговых сигналов. Импульсно- кодовая модуляция. Теорема Котельникова.
4 Модуль 4. Типовые интерфейсы в информационных системах.
Разработка структурной схемы устройства передачи информации по параллель- ному интерфейсу.
Разработка структурной схемы устройства передачи информации по последова- тельному интерфейсу.
5 Модуль 5. Типовая (семиуровневая) модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Защита информации в телекоммуникационных системах. Идентификация и ау- тентификация пользователей.
Защита информации в телекоммуникационных системах. Аутентификация элек- тронных данных.
5.3. Содержание лабораторных работ Цель лабораторных работ – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение методами практических исследований и моделирования.
1 Модуль 1. Структура телекоммуникационных систем и ее основные элементы.
Лабораторная работа 1. Исследование модели многоканальной системы связи с частотным разделением каналов.
Лабораторная работа 2. Исследование модели многоканальной системы связи с временным разделением каналов.
2 Модуль 2. Информация и формы ее представления. Измерение количества информации.
Лабораторная работа 3. Исследование симметричной системы шифрования. 3 Модуль 3. Общие принципы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
Лабораторная работа 4. Построение и исследование модули цифро- аналогового преобразователя.
Лабораторная работа 5. Построение и исследование модули аналого- цифрового преобразователя.
4 Модуль 4. Типовые интерфейсы в информационных системах.
Лабораторная работа 6. Моделирование и исследование дешифратора адреса устройства приёма-передачи информации параллельного интерфейса.
Лабораторная работа 7. Моделирование и исследование информационной час- ти устройства приёма информации параллельного интерфейса.
Лабораторная работа 8. Моделирование и исследование информационной час- ти устройства передачи информации параллельного интерфейса.
5 Модуль 5. Типовая (семиуровневая) модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Лабораторная работа 9. Канальный и физический уровни модели OSI. 6. Образовательные технологии.
6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Инфокоммуникационные технологии в телекоммуникациях» используются следующие образовательные технологии:
Информационно-развивающие технологии. Развивающие проблемноориентированные технологии.
Личностно-ориентированные технологии.
6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») Метод IT. Case-study. Проблемное обучение. Контекстное обучение. Междисциплинарное обучение.
Метод IT. Case-study. Обучение на основе опыта. Работа в команде. Проблемное обучение. Контекстное обучение.
Метод IT. Case-study.. Обучение на основе опыта. Работа в команде. Проблемное обучение. Контекстное обучение.
Метод IT. Case-study.. Обучение на основе опыта. Работа в команде. Проблемное обучение. Контекстное обучение.
7. Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.
7.1. Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах изучение отдельных вопросов дисциплины, обзор литературы и электронных источников, чтение учебных пособий.
7.2. Домашнее задание.
Темы домашних заданий (каждый студент получает свой вариант исходных данных для выполнения задания) 1. Расчёт информационных характеристик источников информации.
2. Расчёт информационных характеристик каналов связи.
3. Разработка структурных схем устройств передачи информации по параллельному интерфейсу.
4. Разработка структурных схем устройств передачи информации по последовательному интерфейсу.
5. Расчёт аналого-цифрового преобразователя.
6. Расчёт цифро-аналогового преобразователя.
8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Информационные технологии в телекоммуникациях» могут привлекаться в качестве внешних экспертов: представители работодателей, преподаватели последующих дисциплин «Математические пакеты в телекоммуникациях», «Вычислительная техника и информационные технологии», «Цифровая обработка сигналов».
8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Информационные технологии в телекоммуникациях» включает:
- контрольные вопросы;
- задания для выполнения домашних заданий;
- итоговый тест в режиме самоконтроля, тесты в СДО «Прометей»;
- задания для проведения занятий в интерактивной форме.
Оценка качества освоения программы дисциплины «Информационные технологии в телекоммуникациях» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию. Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.
8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1. Структура телекоммуникационных систем и ее основные элементы.
1. Понятия: телекоммуникационная система, система связи, система электросвязи, система радиосвязи.
2. Понятие технических средств телекоммуникаций.
3. Классификация телекоммуникационных систем по типам передаваемых сообщений.
4. Классификация телекоммуникационных систем по диапазонам несущих частот.
5. Классификация телекоммуникационных систем в зависимости от вида распространения радиоволн.
6. Понятия: информация, сообщение, сигнал.
7. Виды сигналов, используемых в телекоммуникационных системах.
8. Понятие канала связи. Виды каналов связи.
9. Условие неискажённой передачи сигнала по каналу связи.
10. Основные элементы современной телекоммуникационной системы.
11. Основные типы и структуры телекоммуникационных систем и сетей.
12. Программное обеспечение телекоммуникационных систем.
Модуль 2. Информация и формы ее представления. Измерение количества информации.
1. Основные виды информации и формы ее представления.
2. Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
3. Структурные меры информации. Геометрическая мера.
4. Структурные меры информации. Комбинаторные меры.
5. Понятие энтропии. Энтропия и информация. Мера Хартли.
6. Семантические меры информации.
7. Статистические меры информации. Вероятностный подход к измерению информации.
8. Энтропия ансамбля.
9. Свойства энтропии. Энтропия объединения.
10. Мера количества информации по Шеннону.
11. Единицы измерения количества информации. Бит, байт, килобайт, Мегабайт, Гигабайт, Терабайт.
12. Информационная ёмкость источников информации.
Модуль 3. Общие принципы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
1. Виды сигналов в телекоммуникационных системах. Аналоговые и цифровые сигналы.
2. Параметры сигналов с амплитудной модуляцией во временной и частотной областях.
3. Параметры сигналов с частотной модуляцией во временной и частотной областях.
4. Дискретизация по времени и по уровню.
5. Равномерная и неравномерная дискретизация. Шаг квантования.
6. Теорема Котельникова.
7. Аналого-цифровое преобразование.
8. Восстановление сигналов. Цифро-аналоговое преобразование.
9. Понятие кодирования. Назначение кодирования.
10. Алфавит источника сообщения. Символы кодирования. Кодовая комбинация.
11. Понятие эффективного кодирования.
12. Понятие помехоустойчивого кодирования.
Модуль 4. Типовые интерфейсы в информационных системах.
1. Что такое «Интерфейс»?
2. Аппаратные (технические) средства интерфейсов.
3. Понятие протокола передачи данных (логический уровень интерфейса).
4. Понятия последовательные и параллельные интерфейсы.
5. Современные параллельные интерфейсы. Достоинства и недостатки.
6. Современные последовательные интерфейсы. Достоинства и недостатки.
7. Синхронные и асинхронные интерфейсы.
8. Интерфейсы современных телекоммуникационных систем.
9. Сопряжение аппаратных средств телекоммуникационных систем посредством стандартных интерфейсов.
10. Программирование интерфейсов.
Модуль 5. Типовая (семиуровневая) модель взаимодействия открытых систем (OSI).
1. Назовите предпосылки создания модели OSI.
2. Типовые уровни модели OSI.
3. Прикладной уровень модели OSI.
4. Уровень представления модели OSI.
5. Сеансовый уровень модели OSI.
6. Транспортный уровень модели OSI.
7. Сетевой уровень модели OSI.
8. Канальный уровень модели OSI.
9. Физический уровень модели OSI.
10. Формирование информационных пакетов в модели OSI.
11. Взаимодействие телекоммуникационных систем в соответствии с моделью OSI.
12. Соотношение модели OSI и протокола TCP/IP.
9. Ресурсное обеспечение дисциплины.
9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины 9.1.1 Современные приборы, установки, стенды.
Кафедра располагает двумя компьютерными классами, оборудованными современными персональными компьютерами, объединёнными в локальную сеть с возможностью доступа в Internet..
9.1.2.Технические средства обучения и контроля.
Лекционный материал излагается с использованием проекционного оборудования и презентаций, подготовленных в среде MSOffice Power Point. Тестирование студентов осуществляется с помощью компьютерных программ.
9.1.3 Вычислительная техника.
Вычислительная техника компьютерных классов используются для моделирования процессов преобразования, обработки и передачи сигналов в телекоммуникационных системах и сетях. Создан и размещен в сети кафедры и института электронный учебник по дисциплине с тестирующей программой.
9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература 1. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учеб. для вузов / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – Спб: Питер, 2006. - 957 с. – (гриф).
2. Иопа, Н.И. Информатика (для технических специальностей) [Электронный ресурс] : учеб.
пособие для вузов по специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2012. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM) – (гриф).
3. Инфокоммуникационные системы и технологии: проблемы и перспективы [Электронный ресурс] / С. Л. Бедрина [и др.] ; редкол.: А. Б. Бабкин [и др.] ; С.-Петерб. гос. политехн. ун-т.
- СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 592 с.
9.2.2. Дополнительная литература 1. Новожилов, О.П. Информатика [Электронный ресурс] : учеб. пособие для вузов по специальностям группы «Экономика и управление» и направлению «Информатика и вычислительная техника» / О.П. Новожилов. – М. : Юрайт, 2011. – 1 эл. опт. диск (DVD-ROM) – (гриф).
2. Никонов И.В. Цифровая схемотехника: теоретические положения, элементная база [Электронный ресурс]: учеб. пособие / И.В.Никонов. – Омск: Изд – во ОмГТУ, 2013. – 1 электрон.
опт. диск.
9.2.3. Периодические издания 1. Мир ПК. 2007 – 2013.
2. Компьютер Пресс. 2007 – 2013.
3. Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. 2006 – 2013.
9.2.4. Информационные ресурсы 1. ЭБС «АРБУЗ».
3. Научная электронная библиотека elibrary.ru.
4. Полнотекстовая база данных «Integrum».
«