A54X124 Systémy
pracující v reálném čase (SRC)
Semestr: 2
Typ studijního předmětu: povinně volitelný
Celkový hodinový rozsah výuky: přednáška + cvičení, 2-2, klasifikovaný zápočet
Počet kreditů: 4
Garant předmětu: Ing.Vaněk, CSc. – KID, DFJP, UPa
Nutné splněné povinnosti: Teorie operačních systémů
Podmínky pro absolvování předmětu:
Zápočtem se potvrzuje, že se student zúčastňoval v požadované míře povinné výuky a že splnil požadavky, jimiž bylo udělení zápočtu podmíněno. Podmínky udělení zápočtu určuje přednášející.
Anotace předmětu:
Cíl předmětu:
Absolventi technických oborů musí mít přehled o řízení technických systémů počítačem a metodách návrhu, vývoje a testování takových systémů, protože 99% vyrobených procesorových čipů se spotřebuje v komunikačních, dopravních, průmyslových a energetických systémech, spotřební elektronice, zařízeních pro domácnost a pod. Předmět navazuje na předměty bakalářského studia a předmět Teorie operačních systémů s důrazem na systémy pracující v reálném čase, vestavěné (embedded) systémy a dopravní problematiku.
Obsah předmětu:
Teorie řízení, kybernetika, černá skříňka, automat. Interakce systému s okolím, vstup a výstup, pravidla chování, paměť, adaptivní systém. Matematický popis chování systému, princip zpětné vazby, regulátor. Analýza systému, strukturovaný a objektový přístup. Role počítače v technickém kybernetickém systému, odlišnosti od běžných počítačů, práce v reálném čase, reakční doba, latence, periodicita a priorita úloh, head-less a embedded systémy, hierarchické a distribuované systémy. Řídící počítače, jednodeskové a jednočipové počítače, signálové procesory, SoC. Operační systémy pro práci v reálném čase (RT), kritéria pro výběr OS, problémy běžných OS, specializované OS, standardy. Senzory a akční členy, připojení k řídící jednotce, průmyslové sběrnice, inteligentní čidla a akční členy. Digitalizace analogového signálu. Komunikace v distribuovaných systémech. Návrh RT systémů, stavové diagramy, Petriho sítě, UML. Vývojové prostředky, křížové vývojové prostředí, jazyky. Jednočipové počítače Atmel AVR, vývojové prostředí AVR Studio. Integrace mechanických a elektronických prvků. Spolehlivost a bezpečnost řídicích systémů. Mission-critical systémy, technologie X-by-Wire, dependability, homologace. Systémy odolné proti poruchám, FT architektury. Počítačem řízené systémy v pozemní a letecké dopravě, sběrnice CAN, ARINC 429, MIL-STD 1553, navigační systém GPS. Zabezpečení technických systémů proti zneužití. Perspektivy dalšího vývoje.
Seznam odborné literatury:
LIU J.: Real-Time Systems, Pearson Education 2000, ISBN 0130996513
Kolektiv: Automatizace a automatizační technika
I. až IV (4 díly),
Computer Press 2000, ISBN 8072262467, 8072262475, 8072262483 a 8072262491
HLAVIČKA J., RACEK S., GOLAN P., BLAŽEK T.: Číslicové systémy odolné proti poruchám, Vydavatelství ČVUT Praha 1992, ISBN 8001008525
Různé zdroje na Internetu (seznam bude upřesněn před zahájením výuky)