Украіна
КАФЕДРА КОМП'ЮТЕРИЗОВАНИХ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ ТА ТЕХНОЛОГІЙ
Донизу
  Комп'ютерний клас 5-319.
Лабораторія математичного моделювання і прикладного програмування
для систем електротехніки та світлотехніки


   
Призначення лабораторії

Основними задачами лабораторії є задачі математичного моделювання (з виходом на прикладне програмування), а також задачі автоматизованого проектування, орієнтовані на розробку систем електротехніки та світлотехніки. При цьому можливості лабораторії дозволяють реалізувати, як професійний підхід до рішення таких задач, так і підхід навчального чи ознайомчого характеру. Для задач математичного моделювання використовуються такі потужні математичні системи як MatLAB і Mathematіca, або (для початкових етапів навчального процесу) більш прості системи такі як Mathcad чи MS Offіce Excel. Прикладне програмування реалізується в системі Delphі. Для професійного моделювання та розрахунків застосовуються системи, які представлені у розділу "Програмне забеспечення". Крім того, програмне забезпечення лабораторії дозволяє виконувати підготовку фахівців для WEB-дизайну, офісних технологій, навчати роботі в Інтернет, а також основам адміністрування мереж.


   
Архітектура комп'ютерної мережі кафедри

Основою лабораторії є локальна комп'ютерна мережа, що поєднує два мережевих сегмента, що фізично розташовані у комп'ютерих класах 5.319 та 5.317. Типовий мережевй сегмент, у якому сервер (він же головний або резервний контролер домена) виступає в ролі шлюзу або router-a зображено, на наступному малюнку:

Така архітектура сегменту мережі добре збалансова до задач навчального прцесу, має високу живучість, зручна для подальшого масштабування чи інтеграції як у однорідних, так і неоднорідних мережах. Застосування таких сегментів дозволяє забеспечити незалежне керування доступом та ресурсами, формуючи, тим самим, доступні для огляду локальні та добре ізольовані області адміністрування.

Зв'язок між сегментами комп'ютерної мережі виконується окремим з'єднанням, що дозволяє таке з'єднання реалізувати як локальне з'єднання, VPN - з'єднання або ітший варіант з'єднання Point to Point. У випадкку з'єднання двох сегментів відповідні сервера застосовуються як контролери домену (основий та резервний). Відповідно вільні підключення Link1 використовуються як підключення до інших мереж INTRANET та INTERNET. Архітектура мережі кафедри представлена на наступному малюнку:


   
Інформаційне забеспечення

Основні інформаційні ресурси кафедри фізично розташовані на головному сервері домену лабораторії 5.319. Ці ресурси підтримуються програмними спеціалізованими серверами та доступні лише в INTRANET кафеди для зареєстрованих користувачів. До зареєстрованих користувачів відносяться студенти та викладачі кафедрі, а також студенти та викладачі інших кафедр, що об'єднані в окрему групу з трохи нижчім рівнем доступу. В таблиці, що наведена нижче, зазначені тип та характеристика інформаційних ресурів кафедри.


Тип
Характеристика інформаційного ресурса
FILE - сервер

Сервер підтримує загальні файлові ресурси для зареєстрованих користувачів домена. Структура файлових ресурсів орієнтована на задачі таких користувачів: задачі викладачів, задачі інженерно-технічного складу, задачі студентів.

WEB - сервер

WEB - Сервер підтримує навчальні і загальні WEB бібліотеки для усіх користувачів домену. На сучасний момент у WEB бібліотеці представлені розділи:

  • Технічна література, підручники і методичні матеріали по профільних напрямках кафедри (більш 500 найменувань)
  • Технічна література і підручники по профільних напрямках інституту (більш 5000 найменувань)
FTP - сервер

FTP - Сервер підтримує навчальні і загальні FTP бібліотеки для усіх видів користувачів у домені, а також є інструментом привілейованих користувачів для ведення своїх розділів у FTP і WEB бібліотеках системи. На сучасний момент у FTP бібліотеці представлені розділи:

  • Навчальні матеріали викладацького складу кафедри для роботи зі студентами ( ресурс TEACHERS, більш 4000 файлів ).
  • Технічна література і підручники по профільних напрямках інституту (більш 9000 найменувань)
  • Галерея технічної та художньої графіки ( ресурс ІMAGEs, більш 30000 файлів)
  • Художня література ( ресурс ART-BOOKs, більш 4000 файлів)
  • Музична бібліотека ( ресурс SOUND, більш 1000 файлів)
EMaіl - сервер

EMaіl - Сервер підтримує поштові скриньки для зареєстрованих користувачів домена, а також підтримує (у даний час) групи новин по наступним тематичних напрямках:

Особливо варто підкреслити, що ієрархія і склад групи новин можуть бути легко змінені відповідно до поточних потреб навчального процесу.

Як вже зазначолося, WEB - Сервер підтримує навчальні і загальні WEB бібліотеки для усіх користувачів домену. На наступному малюнку представлено екран головноі сторінки WEB - сайту технічної бібліотеки кафедри:

Особливо необхідно зауважити, що наши студенти мають право без обмежень та безкоштовно копіювати любий файл з WEB - або FTP - бібліотек .


   
Програмне забеспечення кафедри.

Програмне забеспечення кафедри фізично розташовано на кожному комп'ютеру користувачів, що обумовлює високий рівень житєздайності системи та дозволяє гарантовано забеспечити навчальний процес. Програмне забеспечення складаєтся з загального програмного забеспечення та програмних систем для моделювання та автоматизації проектування по напрямках підготовки студентів кафедри. В таблиці, що наведена нижче, зазначені тип та характеристика програмного забеспечення, призначеного для моделювання та автоматизації проектування.


Напрямок
Призначення
Математика

Математичне моделювання систем, процесів, явищ це невідємна складова успішного іженерного рішення. Тому наші студенти опановують системи математичного моделювання та розрахунків поступово підвищуючі потужність таких систем.

  • Система MathCAD. Система MathCAD опановується студентами як перша система математичного моделювання. Робота з цією системою застосовується в контексті дисципліни "Теоретичні основи електротехніки" та дозволяє студентам засвоіти основні принципи чисельного та аналітичного моделювання.

  • Система Mathematica (Wolfram research). Система Mathematica опановується студентами як перша потужна система математичного моделювання інженерного та наукового напрямків. Робота з цією системою застосовується в багатьох профільних дисциплінах кафедри.

  • Системи Matlab and Femlab, Maple, NCSS Statistical and Data Analysis. З названими та іншими системами наших студентів знакомлять на старших курсах з метою їх підготовки до самостійної наукової роботи.
Електротехніка,
електроніка

Схемотехнічне моделювання засобів автоматики та електроніки також невідємна складова підготовки іженернів з електроніки, електротехніки та світлотехніки. В процесі навчання такі системи застосовуються в дисциплінах "Теоретичні основи електротехніки", "Промислова електроніка та мікропроцесорна техніка", "Апаратно-програмне забеспечення технічних систем" та інших дисциплінах.

  • Система Electronics Workbench. Система Electronics Workbench починаючи з версії V5.12 дозволяє моделювати прості схемотехнічні рішення в електрониці та електротехниці. Це дає змогу поступово підготувати студентів до застосування більш потужних систем моделювання.

  • Система Multisim. Система Multisim це наступна розробка фірми Electronics Workbench, що дозволяє моделювати схемотехнічні рішення значної складності.

  • Система LabVIEW. Система LabVIEW застосовується як приклад блок-функціонального проектування готових програмних рішень для засобів автоматики. Це дозволяє надати студентам не тільки приклад інструменту швидкого проектування відносно простих засобів автоматики, але і підготувати їх до засвоення технології UML та інших потужних систем блок-функціонального проектування.
Світлотехніка

В складі світлотехнічних засобів моделювання та розрахунків застосовується значна кількість програмних систем призначених як для моделювання освітлення, так і для розрахунку світлового поля (Calculux Іndoor-Area-Road, EUROPІ, та ішні). Але в першу чергу наши студенти світлотехнічного напрямку підготовки опановують системи класу DiaLUX. Системи DiaLUX дозволяють професійно моделювати освітлення з рівнем рендерінгу близьким до фотореалістичності та повністю автоматизують розрахунок світлових полів.

Програмування

Важливе місце в підготовці студентів займає прикладне програмування, яке, в першу чергу, орієнтоване на самостійне створення засобів для автоматизації розрахунків та засобів моделювання.

  • Система Delphi. Система Delphi вигідно відризняється від значної кількості надсучасних систем програмуваня доступністью (Borland Developer Studio 2006 for Microsoft Windows FREEWARE), відсутністю значного обсягу умовчань, дуже значною кількістю уніфікованих рішень для технічних систем та, що важливіше, успадковує знання з Pascal, які набуваються ще в школі. Зазначені властивості цієї системи, а також ії здібность продемонструвати всі особливості об'єктно-орієнтованого програмуваня обумовлюють Delphi як найзручніший інструмент для прикладного технічного програмування.

  • Система Visual Basic. Система Visual Basic опановується студентами, як правило, самостійно. До складу програмного забеспечення кафедри вона влючається допоміжним інструментом, що дозволяе таким системам блок-функціонального проектування як Rational Rose, компілювати кінцеві рішення у формі комп'ютерних програм.

  • На старших курсах (дисциплина "Комп'ютенні технології") наши студенти вивчають також окремі розділи WEB-технології (HTML, JavaScript).
Власні
розробки

Важливе значення в підготовці студентів має використання власних розробок як викладачів кафедри, так і окремих розробок що виконуються студентами в якості дипломних робот. Зазначені розробки мають статус "Open source" для студентів нашої кафедри та статус "Freeware" для сторонніх установ та закладів. Як приклад, наведемо декілька таких "Freeware" програм (всі наведені програми не потребують інсталяції та виконуються в середовищі Windows 98 / XP / Win7 ):

  • Програма Approx206. Програма Approx206 призначена для аппроксимації табличних фукцій степеневими поліномами або рядами Фурьє. Програма має інтуітивно зрозумілий інтерфейс, засоби імпорту та експорту даних у файли текствого формату, можливість зберігання графіки у файлах формату *.jpg.
    DnLoad DownLoad Approx206.rar ( 4559Kb ).

  • Програма ComplexESet104. Програма ComplexESet104 призначена для обчислювання систем лінейних рівнянь з комплексними коефіцієнтами. Програма має інтуітивно зрозумілий інтерфейс, застосовує метод Гауса та здатна швидко розв'язувати системи що мають до 1000 рівнянь.
    DnLoad DownLoad ComplexESet104.rar ( 5933Kb ).

  • Програма ImgTools33. Програма ImgTools33 призначена для цифрової обробки зображень. Програма має інтуітивно зрозумілий інтерфейс, застосовує методи просторової обробки зображень (цифрові фільтри та нелінійні перетворювання).
    DnLoad DownLoad ImgTools33.rar ( 17388Kb ).

Загальне програмне забеспечення не потребує окремих коментарів. Нижче в таблиці наведено лише його склад.



   
Можливі напрямки лабораторних досліджень

В даний час, ресурси і можливості лабораторії використовуються для навчального процесу в обсязі 100%. В той же час такі ресурси дозволяють досліджувати нові технології обробки інформації, перевіряти і готувати до впровадження нові методики подачі навчального матеріалу, виконувати роботи з розширенню електронних бібліотек, створювати нові і редагувати діючі електронні підручники, виконувати наукові і дослідницькі роботи використовуючи системи математичного моделювання й автоматизованого проектування.

PS: Наша кафедра докладає максимальних зусиль для підготовки студентів з високою фаховою освітою, та наші можлисості стримуються застарілою технічною базою. Ми постійно шукаємо спонсорів, але в наш час це вельме важко. Господа, приєднуйтесь до процесу інтелектуального відновлення потенціалу країни, ми будемо дуже вдячні Вам.

З повагою, керівник лабораторії, Воронов С.І.


Сторінка кафедри Кафедра КЕСТ
  2013, ІІДС, НАУ, Київ
На початок сторінки Догори

© ELTE WEB DESIGN,   2003-2013.