Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Beágyazott információs rendszerek

    A tantárgy angol neve: Embedded Information Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2010. február 9.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus alapszak

    Autonóm intelligens rendszerek szakirány

    Intelligens rendszerek ágazat

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIA359 6 3/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Péceli Gábor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimia359/
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Péceli Gábor               egyetemi tanár                       Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elsősorban a szoftvertechnológia, az operációs rendszerek és a számítógép hálózatok témaköreinek ismeretére épít, de tájékozottságot feltételez a mesterséges intelligencia és az adatbázisok témaköreiben is.

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    Szakirany("AMIintr", _)

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIAD00" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIMIAD00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    nincs

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célja a fizikai-biológiai-kémiai-technológiai környezetükkel aktív, valós-idejű információs kapcsolatban álló, ún. beágyazott számítógépes rendszerek informatikai vonatkozásainak bemutatása és a létrehozásukhoz szükséges ismeretek és készségek fejlesztése gyakorlati példákon keresztül. További cél a tartósan autonóm és valós-idejű működés, valamint a szolgáltatás-biztonság követelményeit figyelembe vevő tervezési elvek és módszerek, továbbá a tervezést segítő eszközök bemutatása.

    A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy átfogó ismeretekkel rendelkezzenek a beágyazott információs rendszerekkel szemben támasztható és támasztandó követelményekről, ismerjék a valós idejű programvégrehajtás és feladat-szinkronizálás alapvető módszereit, valamint az elkészült rendszerek tesztelésével és diagnosztikájával, ill. verifikációjával és validációjával kapcsolatos módszerek legfontosabb lépéseit. A szenzorhálózatokra épülő alkalmazások példáján keresztül a hallgatók elsajátítják az elosztott rendszerek programozásának és kommunikációjának alapjait, továbbá biztonságos működtetésük legfontosabb szempontjait.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1.   Bevezetés (2 hét)

    • Beágyazott rendszerek definíciója, tipikus alkalmazások, követelmények.
    • Valós idejű alkalmazások, időkezelés valós idejű rendszerekben.
    • Puha és kemény, eseményvezérelt és idővezérelt valós idejű rendszerek.

          2.   Erőforrás allokáció, ütemezés, kommunikáció, szinkronizáció (4 hét)

    • Ütemezés: prioritásos ütemezés, válaszidő számítás; nem független taszkok esete; prioritás felső-határ protokollok.
    • Időkezelés: órák megvalósítása; szinkronizálás és  időmérés elosztott rendszerekben.
    • A memória menedzsment és a válaszidő.
    • Eseményvezérelt és idővezérelt kommunikáció.
    • Esemény megfigyelés, állapot megfigyelés. A valós-idejű változók és képük, az időbeni pontosság. Periodikus frissítés, akció-késleltetés.
    • Beágyazott operációs rendszerek, kernelek, futtató-rendszerek. 

         3. Érzékelő hálózatok (1 hét)

    • Az érzékelő hálózatok feladata, kialakítása és hardver megoldásai.
    • Az érzékelő hálózatokban alkalmazott ad hoc topológiák, kiépítésük módszerei.
    • Idő szinkronizáció vezeték-nélküli hálózatokban. 

    4.   A beágyazott rendszer és a befogadó környezet modellezése (2 hét)

    • Valós idejű számítógépes rendszerek modellezése és modellezési eszközei.  
    • A befogadó környezet folytonos, diszkrét, hibrid és heterogén modelljei, valamint modellezési eszközei
    • Az időben változó követelmények figyelembe vétele: adaptivitás és evolúció 

    5.   Beágyazott rendszerek tervezése (3 hét)

    • Példák a fizikai és az információs folyamatok integrálására, követelményanalízis
    • Példák valós idejű információ feldolgozásra, követelményanalízis
    • Hardver-szoftver együttes tervezés
    • Példák, esettanulmányok 

         6.   Beágyazott rendszerek minősítése, minőségbiztosítása (2 hét)

    • Termékminőség, a szolgáltatások biztonsága, biztonságkritikus rendszerek
    • Ellenőrzéstechnológia a tervezés során: Verifikáció, validáció, szimuláció, mérés
    • Ellenőrzéstechnológia a működtetés során: Monitorozás és diagnosztika
    • Megbízhatóság, (szolgáltatás)biztonság, rendelkezésre állás
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás és tantermi gyakorlat

    10. Követelmények

    a.       A szorgalmi időszakban: egy nagyzárthelyi és öt, kétheti rendszerességgel elkészítendő házi feladat. A házi feladatok elkészítésére a kiadást követően rendre két hét áll rendelkezésre. A feladatok átlagos munkaidő igénye négy óra. A vizsgára bocsátás feltétele a nagyzárthelyi legalább elégséges szintű megírása, továbbá a házi feladatokkal elérhető összpontszám legalább 50%-ának elérése. A megszerzett aláírás a tárgyfélévben és a továbbiakban a TVSz szerint érvényes.

    b.       A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga. A kreditpont megszerzésének feltétele: legalább elégséges vizsga.

    c.              Elővizsga: nincs

    11. Pótlási lehetőségek

    A nagyzárthelyi a szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható. A házi feladatok – a kiadáskor rögzített - határidőre adandók be, pótlásuk a pótlási hét utolsó munknapjáig lehetséges.

    12. Konzultációs lehetőségek

    A vizsgák előtti napokon, egyébként egyéni megbeszélés szerint.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Óravázlatok, jegyzet fejezetek, segédletek elektronikusan hozzáférhető formában. 

     

    [1]   H. Kopetz: Real-Time Systems, Design Principles for Embedded Applications, Kluwer Academic Publishers, 1997.

    [2]  Giorgio Butazzo, HARD REAL-TIME COMPUTING SYSTEMS: Predictable Scheduling Algorithms and   Applications, Kluwer, 1997.  

    [3]   Jane W.S. Lu, Real-Time Systems, Prentice-Hall, 2000.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire10
    Házi feladat elkészítése20
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Péceli Gáboregyetemi tanár

    MIT

    Dr. Majzik Istvánegyetemi docens

    MIT

    Dr. Simon Gyulaegyetemi docens

    MIT

    Dr. Csertán Györgyegyetemi adjunktus

    MIT

    Szepessy Zsoltegyetemi tanársegéd

    MIT

    Völgyesi Pétertud. segédmunkatárs

    MIT