
- •1. Современное состояние и тенденции развития в области проектирования и разработки программно-аппаратных комплексов
- •3. Задачи, функции и классификация программно-аппаратных комплексов
- •4. Основные принципы создания программно-аппаратных комплексов
- •5. Системно-ориентированный подход к проектированию и разработке программно-аппаратных комплексов. Основные определения и принципы системного подхода
- •6. Блочно-иерархический подход к созданию сложных программно-аппаратных комплексов, преимущества и недостатки подхода.
- •7. Датчики программно-аппаратных комплексов, их классификация. Энкодеры и интеллектуальные датчики, примеры их использования.
- •8. Исполнительные устройства программно-аппаратных комплексов. Место исполнительных устройств в системе управления.
- •9. Архитектура программного и аппаратного обеспечения. Основные понятия и определения. Архитектура по составу и сложности команд cisc, risc и vliw. Их преимущества и недостатки.
- •10. Архитектура системы команд как интерфейс между программным и аппаратным обеспечением. Классификация архитектур системы команд.
- •11. Архитектура системы команд по месту хранения операндов. Аккумуляторные, регистровые, и стековые архитектуры, примеры их использования в программно-аппаратных комплексах.
- •13. Операционные системы реального времени, используемые в программно-аппаратных комплексах, их особенности, преимущества и недостатки.
- •15. Информационные и информационно-управляющие системы. Понятие устойчивости системы. Пид регуляторы, порядок их настройки.
- •16. Вычислительная система программно-аппаратных комплексов, основные понятия и определения. Особенности программируемых систем и систем на «жесткой логике».
- •17. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов в программно-аппаратных комплексах, их назначение, основные свойства.
- •18. Базовые принципы организации вычислительных систем программно-аппаратных комплексов. Классическая и шинная структура связей, достоинства и недостатки.
- •19. Организация процессов выборки и исполнения команд в вычислительных системах программно-аппаратных комплексов. Гарвардская архитектура, особенности и преимущества архитектуры.
- •20. Микропроцессоры программно-аппаратных комплексов и их классификация по функциональному признаку. Вычислительный конвейер, блок предсказания переходов, их преимущества и недостатки.
- •21. Микроконтроллеры и микропроцессоры семейства arm и Cortex, их принципиальные отличия и примеры использования в программно-аппаратных комплексах.
- •22. Промышленные контроллеры, их базовые компоненты и классификация. Типовые структуры промышленных контроллеров.
- •24. Программируемые логические контроллеры, обобщённая их структурная схема. Рабочий цикл программируемых логических контроллеров. Человеко-машинный интерфейс.
- •25. Программирование программируемых логических контроллеров. Особенности языков программирования стандарта мэк 61131-3.
- •26. Среды программирования для программируемых логических контроллеров. Показатели систем программирования, основанных на мэк 61131-3.
- •27. Графические и текстовые языки программирования программируемых логических контроллеров, их преимущества и недостатки.
- •29. Интерфейсы uart, i2c, spi. Сопряжение микроконтроллера с периферийными устройствами с использованием этих интерфейсов.
- •31. Протоколы Modbus, Profibus, hart их особенности, схема подключения, сравнительная оценка.
- •32. Понятия аналоговые и цифровые сигналы, модуляция. Беспроводные технологии, используемые в программно-аппаратных комплексах, их классификация и особенности.
- •33*. Программно-аппаратные комплексы распределённой обработки данных и управления. Их особенности, преимущества и недостатки.
- •34. Диспетчерское управление и сбор данных. Scada система, основные функции и структурные компоненты.
- •35. Аппаратные и программные средства scada систем. Удалённые терминалы, каналы связи и Диспетчерские пункты управления. Основные возможности современных scada пакетов.
- •36. Семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Стандарты opc.
- •37. Основные требования к scada системам. Особенности scada систем как процесса управления. Программные технологии opc и tsn.
- •38. Программно-аппаратные комплексы с элементами облачных технологий. Основы клиент-серверных технологий. Система управления базами данных на примере MySql.
- •39. Средства создания программ. Текстовый редактор, программа-компилятор и библиотеки стандартных функций.
- •40. Инструментальные средства разработки программно-аппаратных комплексов. Система программирования. Компоненты системы программирования.
- •41. Средства программирования, отладки и тестирования. Интегрированные среды разработки программного обеспечения для микроконтроллеров программно-аппаратных комплексов.
- •42. Интегрированные среды разработки Keil uVision, stm32CubeMx, stm32CubeIde для микроконтроллеров stm32 и их особенности.
- •43. Интегрированная среда разработки Keil uVision. Назначение, основные компоненты среды и стандартная библиотека периферийных устройств.
- •44. Основные возможности современных интегрированных сред для микроконтроллеров. Отличительные особенности интегрированных сред Keil uVision и stm32Cube ide
- •45. Особенности программирования микроконтроллеров в интегрированной среде Arduino ide
- •46. Модельно-ориентированное проектирование программно-аппаратных комплексов. Система автоматизированного проектирования Proteus, ее особенности и недостатки.
- •47. Надежность программно-аппаратных комплексов. Основные понятия и показатели надежности программно-аппаратных комплексов.
- •48. Особенности программного обеспечения как объекта надежности. Ошибки программного обеспечения. Принципы проектирования надёжного программного обеспечения программно-аппаратных комплексов.
- •49. Факторы, влияющие на надёжность программно-аппаратных комплексов. Процесс проверки программной системы на надёжность.
- •50. Требования к безопасности, надежности и качеству программного и аппаратного обеспечения программно-аппаратных комплексов.
50. Требования к безопасности, надежности и качеству программного и аппаратного обеспечения программно-аппаратных комплексов.
Требования к безопасности.
Для обеспечения эффективности систем комплекс программ обеспечения безопасности целесообразно базировать на следующих общих принципах:
стоимость создания и эксплуатации системы программной защиты и обеспечения безопасности должна быть меньше, чем размеры наиболее вероятного или возможного (в среднем), неприемлемого потребителями системы риска-ущерба, от любых потенциальных угроз;
программная защита функциональных программ и данных должна быть комплексной и многоуровневой, ориентированной на все виды угроз с учетом их опасности для потребителя;
комплекс программ защиты должен иметь целевые, индивидуальные компоненты, предназначенные для обеспечения безопасности функционирования
Система программ защиты не должна приводить к ощутимым трудностям, помехам и снижению эффективности применения и решения основных, функциональных задач пользователями в целом.
Требования к надежности. У ПАК должны быть следующие свойства:
Безотказность – свойство всей системы или отдельного ее элемента сохранять непрерывно работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки, под которой понимают объем работы системы.
Сохраняемость представляет собой свойство устройства непрерывно находиться в исправном и работоспособном состоянии во время хранения.
Ремонтопригодность характеризует приспособленность системы к предупреждению, обнаружению и устранению причин возникновения отказов 21 за счет выполнения технического обслуживания и ремонта. Таким образом, надежность является фундаментальным понятием, в сферу рассмотрения которого входят все стороны технической эксплуатации элементов и систем.
К наиболее распространенным количественным характеристикам надежности систем различного назначения относятся: - вероятность безотказной работы в течение определенного времени – P(t); - средняя наработка до первого отказа – Т(ср) ; - вероятность отказа – Q(t) ; - наработка на отказ – t(ср); - частота отказов – a(t); - интенсивность отказов – l(t) и другие.
Требования к качеству. 1) Обеспечение функциональности. В неё входят части:
· Функциональная пригодность ПС обеспечивается набором атрибутов качества, которые определяют назначение, основные, необходимые и достаточные функции программного срдества.
· Завершенность как характеристика качества является мерой того, насколько требуемая спецификация реализована в данной системе.
· Обеспечение способности к взаимодействию. Способность к взаимодействию (интероперабельность) ПО представляет собой возможность ПАК взаимодействовать и функционировать с другими продуктами или системами безкаких-либо ограничений доступа и реализации.
Точность при вычислении приближенного значения математического выражения или функции - значит необходимость получить это значение с такой погрешностью, которая не выходит за рамки допустимых пределов.