Beágyazott információs rendszerek

A tantárgy angol neve: Embedded Information Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2007. június 15.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Műszaki Informatika Szak

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMM3244 6. 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Péceli Gábor,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimm3244/
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Péceli Gábor

egyetemi tanár

MIT

     
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elsősorban a programozás technológiája, 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:
TárgyEredmény( "BMEVIMM3231" , "felvétel" , _ ) >0
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMM3231" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMMF517" , "felvétel" , _ ) >0
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMMF517" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFOF512" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFOF512" , "felvétel" , _ ) >0
VAGY Szakirány2R( "KIEG", "2004/05/1" ) >0
VAGY Szakirány2R( "KIEG", "2005/06/1" ) >0
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMIA219" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMIA219" , "felvétel" , _ ) >0
VAGY Szakirány( ahol a SzakirányKód = "KIEGI", ahol a Ciklus = "2006/07/1")
VAGY KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-08S")
VAGY KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-M8")

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 tárgy átfogó elméleti és gyakorlati ismereteket ad az ún. beágyazott információs rendszerekről. Ezek a rendszerek informatikai eszközökre épülő integrált alkalmazások, amelyek közös jellemzője

  • a nagyfokú autonomítás, valamint
  • a fizikai környezettel való intenzív információs kapcsolat.

Mindkét jellemvonás egyértelmű követelményeket támaszt a valós idejű működésre, a változásokat követni tudó adaptivitásra, valamint a szolgáltatások biztonságára, ill. minőségére vonatkozóan.

A beágyazott rendszerek tervezése és kivitelezése terén két fő szakmai vonulat azonosítható:

  • az alkalmazás-orientált célberendezések tervezése és kivitelezése, amely hardver, szoftver és alkalmazástechnikai ismereteket igényel (alapvetően villamosmérnöki feladat),
  • a beágyazott információs rendszerek tervezése és kivitelezése, amely az alkalmazás-orientált célberendezéseket a fizikai környezettel integrálva komplex alkalmazói rendszerek létrehozását célozza (alapvetően mérnök-informatikusi feladat).

A tárgy elsődleges célja ez utóbbi vonulat legfontosabb vonatkozásainak bemutatása.

Ennek keretében a hallgatók

  • valós idejű és adaptív információfeldolgozást megvalósító mechanizmusokat,
  • integrált rendszerek leírására szolgáló eszközöket és módszereket, valamint
  • tervezési, minősítési és minőségbiztosítási eljárásokat

ismernek meg. Ezen kívül behatóan foglalkoznak a beágyazott információs rendszerek kivitelezésének, üzemeltetésének és továbbfejlesztésének legfontosabb kérdéseivel is.

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. Valós idejű operációs rendszerek, futtatórendszerek, nyelvek (3 hét)

  • Valós idejű operációs rendszerek tulajdonságai.
  • Erőforrás allokáció, ütemezés, kommunikáció, szinkronizáció.
  • Aszinkron és szinkron nyelvek


  • Példák valós idejű futtató és operációs rendszerekre

3. A beágyazott rendszer és a befogadó környezet modellezése (3 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

4. Beágyazott rendszerek tervezése (3 hét)

  • Példák a fizikai és az információs folyamatok integrálására, követelményanalízis


  • Példák valós idejű információ feldolgozásra, követelményanalízis
  • Hardver-szoftver együttes tervezés
  • Szoftver technológia, alkalmazás generálás
  • tervezés optimalizálás, inkrementális tervezés
  • Példák, esettanulmányok

5. Beágyazott rendszerek minősítése, minőségbiztosítása (3 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, gyakorlat, laboratórium):

Előadás

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: egy nagyzárthelyi és tíz, heti rendszerességgel elkészítendő házi feladat. A házi feladatok elkészítésére a kiadást követően rendre egy hét áll rendelkezésre. A feladatok átlagos munkaidő igénye négy óra. A vizsgára bocsátás feltétele a nagyzárthelyi legalább elégséges szintű megírása, továbbá a házi feladatok legalább 50%-ának eredményes elkészítése. A beadott házi feladatokat hétről-hétre pontozással értékeljük: az 50%-os eredményesség a házi feladatokkal elérhető összpontszám felének elérését jelenti. A megszerzett aláírás a tárgyfélévben és a továbbiakban a TVSz szerint érvényes.

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

  1. Elővizsga: nincs
11. Pótlási lehetőségek

A nagyzárthelyi a szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható. A vizsgaidőszak TVSz által megjelölt időszakában - különeljárási díj ellenében - még egy további alkalommal is biztosítunk pótlási lehetőséget.

A házi feladatok – a kiadáskor rögzített - határidőn túl nem adhatók be, pótlásukra lehetőség nincsen.

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 óra

56

Félévközi készülés órákra

14

Felkészülés zárthelyire

12

Házi feladat elkészítése

40

Vizsgafelkészülés

28

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Péceli Gábor

egyetemi tanár

MIT

Dr. Majzik István

egyetemi docens

MIT

Dr. Csertán György

egyetemi adjunktus

MIT

Szepessy Zsolt

egyetemi tanársegéd

MIT

Völgyesi Péter

tud. segédmunkatárs

MIT