6B06102 Компьютерные системы управления и робототехника в АУНГ

Курс Линейной алгебры вместе с курсами Математический анализ и дискретные структуры образует необходимый математический фундамент в образовании студента ИТшника, а еще шире любой технической программы (специальности). Стандартные темы курса – вектора и операции над ними. Матричное исчисление. Системы линейных уравнений. Введение в общую теорию векторных пространств и линейных отображений. В конце курса предлагается ряд приложений линейной алгебры в экономике, в компьютерной графике, машинном обучении.

Курс начинается с рассмотрения важнейшего понятия непрерывной математики – с предела. Понимание предела является фундаментальным во всей непрерывно и «бесконечной» математике, на нем основано все дифференциальное и интегральное исчисление функций одной переменной, составляющее по сути содержание курса. Вслед за пределом студент изучает теорию дифференциального и интегрального исчисления функций одного переменного с многочисленными применениями в различных областях знаний.

Курс обучает студентов программированию на основе языка Python. Курс начинается с ознакомления азами процедурно-ориентированного программирования Вводятся базовые структуры языка. Студент обучается пользованию библиотеками Python для программирования задач из самых разных сфер. В качестве мотивирующих примеров демонстрируется использование Python в машинном обучении.

Курс является продолжением курса Математический анализ 1. Треть курса посвящена изучению последовательностей и рядов и, по сути, это продолжение работы с функциями одного переменного. Обучающиеся приобретает навыки построения новых функций с использованием понятия ряда и изучает их гладкость и интегрируемость. Оставшиеся две трети курса посвящены разработке начал дифференциального и интегрального исчисления функций многих переменных, начиная с понятия предела и заканчивая приложениями теории к решению задач оптимизации.

Курс знакомит обучающегося с основами языка С++, являющегося на сегодня фундаментальным языком объектно-ориентированного программирования В курсе изучаются лексемы языка, константы, типы данных, выражения языка и инструкции, используемые в языке; локальные и глобальные переменные и распределение памяти; классификация файлов и библиотеки функций для доступа к файлам и т.д.

Курс дискретных структур (дискретная математика) является фундаментальным курсом в математическом образовании любого студента, изучающего ИТ. Основные темы курса: введение в теорию множеств и построение алгебры множеств: Алгебры логик и алгебры цепей, общая булева алгебра, математическая индукция, комбинаторика, введение в теорию графов, теория языков и автоматов.

Курс Физика 1 – это практически основной курс в блоке курсов по естественным наукам. Цель курса - представить основные темы общей физики на университетском уровне, то есть с использованием инструментов дифференциального и интегрального исчисления – в этом его главное отличие от школьного курса физики, которая является физикой «в среднем». Через призму матанализа студент осваивает главы механики (кинематику и динамику) изучает основные принципы термодинамики, теорию электричества и магнетизма, которые будут использоваться в последующих курсах по электронике, теории сигналов и многих других.

Курс рассматривает уравнения как инструмент математического моделирования, в том числе работы нефтегазового оборудования (кейс). Курс рассматрвиает уравнение первого и вышши порядков, лиейное дифуравнения, линейные разностные уравнения и др.

Этот курс охватывает следующие темы: Линейные электрические цепи постоянного тока. Основные определения линейных и нелинейных электрических цепей. Напряжение на участке цепи. Законы Кирхгофа. Составление уравнений для расчета токов с помощью законов Кирхгофа. Принцип наложения и метод наложения. Входные и взаимные проводимости, входное сопротивление. Линейные соотношения в электрических цепях. Метод двух узлов. Преобразование звезды в треугольник и треугольника в звезду. Метод эквивалентного генератора. Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке. Средние и действующие значения гармонических функций.

Курс есть продолжение курса Физика 1 и представляет собой изложение свойств волн и колебаний, тем из оптики и квантовой механики с использованием методов математического анализа. Курс представляет интерес не просто как один основных курсов блока естественных наук, но и по причине создания в скором будущем нового поколения техники (квантовых компьютеров).

Курс статистики (или в ряде программ называется курс теории вероятностей и статистики) является одним из основополагающих курсов в любом университетском образовании на любой программе, включая гуманитарные программы. Первая половина курса посвящена элементарному введению в основы теории вероятности. Во второй половине рассматриваются основные инструменты статистической обработки данных и использованию различных тестов: t-Test, F-test, s-Signature и др в статистических моделях. Курс является одним из основополагающих и имеет многочисленные применения, в частности, в машинной обработке данных (machine learning).

Курс предназначен для изучения алгоритмов и структуры данных для решения различных прикладных задач. Для этого рассматриваются структура, принципы построения и методы решения алгоритмов и программ. Курс включает организацию данных, стеки, очереди, различные списки, деревья, графики, внутреннюю сортировку, хеширование и другие задачи.

Этот курс охватывает следующие темы: Определение коэффициентов четырехполюсника. Способы соединения четырехполюсников. Характеристические параметры симметричного четырехполюсника.Основные понятия и определения электрических фильтров. Симметричные реактивные фильтры. Дифференциальные уравнения цепи с распределенными параметрами. Переходные процессы в линии с распределенными параметрами.

В курс входят: Методы отработки данных; Real- time/Batch Processing; Работа с сырыми данными. Очистка данных. Различные форматы данных, конвертация и агрегация. Разные методы преобразование через Python

В дисциплине изложены теоретические и методологические аспекты управления проектом, основные группы процессов и подсистем управления проектом в рамках системного подхода, программные продукты. Изложены основы управления проектами: от начальной фазы проекта до его завершения. Система финансирования проектов. Оценка экономической эффективности привлекательности проектов. Оценка стоимости проекта. Доходность и рентабельность проекта. Управление рисками. Разработка проектной документации.

Структурная организация компьютерных систем. Функции ПО. Информационно-логические основы ЭВМ. Классификация элементов и узлов ЭВМ. Функциональная и структурная организация ЭВМ. Центральные устройства ЭВМ. Управление внешними устройствами. Программное обеспечение. Вычислительные системы. Параллельная архитектура векторных процессоров. Построения телекоммуникационных вычислительных сетей. Технологии, протоколы и стандарты компьютерных сетей. Локальные, глобальные вычислительные сети. Корпоративные вычислительные сети.

В данном курсе обучающиеся научатся основам разработки современных веб-приложений и познакомятся с базовыми инструментами и методами популярных в индустрии фреймворков как в клиентской части (ReactJS), так и в серверной части (Django). Навыки, приобретаемые в данном курсе, помогут студентам быть востребованными разработчиками и специалистами по сопровождению в WEB-индустрии.

Курс предназначен для освоения студентами базовых знаний и навыков в области электроники и схемотехники аналоговых, цифровых и микропроцессорных устройств. Это один из базовых курсов в подготовке инженеров в сфере ИТ, связанных с девайсами. Включает темы: системы счисления, логические элементы, комбинационные схемы, элементы памяти, последовательные схемы, структуры логических элементов на транзисторном уровне, программируемая логика, микрокомпьютер. Пререквизитом курса, особенно в части алгебр логики, является курс Дискретные структуры.

Среда объектно ориентированного программирования является основной для разработки подавляющего большинства приложений. Курс проектно-ориентированный и результатом курса будет командный проект, защищаемый студентами. Соответственно, акцент делается на анализе проблем и разработке решений, документации и реализации. По сути данный курс может рассматриваться как продолжение курса программирования Python, C++ в сторону разработки программного обеспечения и одновременно начало курса Инструментальные средства программного обучения.

Возможностями автоматизации процесса разработки проектной и конструкторской документации посредством программы AutoCAD. Основные способы построения, изменения и корректировки графических объектов. Настройки рабочей среды программы, создание собственных шаблонов оформления чертежей, редактировать основные объекты, использование системы объектных привязок, а также компоновка чертежей. Создание чертежей и проектов для инженерных систем с помощью специализированного инструментария пакета.

Этот курс знакомит с концепцией формирования параметров в робототехнике. Основные сведения о проектировании роботов и робототехнических систем. Принципы проектирования роботов. Системы автоматизированного проектирования. Моделирование и анализ роботов. Разработка математического описания робота. Использование пакета solidworks для разработки трехмерной модели робота. Синтез управлений по упрощенным моделям роботов. Выполнение этапов проектирования робототехнической системы

Содержание курса охватывает два больших раздела архитектуру компьютеров и компьютерных сетей. В первом разделе изучаются принципы работы, конструкция и основные концепции компьютеров как на физическом, так и на логическом уровне. Во втором разделе рассматриваются дизайн, структура, функции, компоненты и модели Интернета и других компьютерных сетей. Курс охватывает различные аспекты компьютерных сетей, включая протоколы, такие как HTTP и SMTP; транспортный уровень (TCP / UDP); маршрутизация и IP адреса; и протоколы доступа канального уровня, включая Ethernet и 802.11

Принципы организации безопасности информации; терминология информационной безопасности информации; анализ средств защиты информационной безопасности; методы защиты информационной безопасности; политика безопасности; криптографические модели; алгоритмы шифрования; модели безопасности основных ОС; компьютерные вирусы. Технология защиты и обеспечения безопасности виртуальных корпоративных систем и сетей. Защита телекоммуникационных систем. Защита сетей от удаленных атак.

Современные механизмы и средства для защиты корпоративных сетей; Уязвимости протоколов и служб IP-сетей; Разбор атаки в сетях, построенных на базе TCP/IP; Использование защищённых протоколов IPSec, SSL, SSH

Управление любыми, в том числе промышленными, роботами начинается с программирования микроконтроллеров. В курсе предлагается обучение языку программирования микроконтроллеров на одном из принятых стандартов. Обсуждаются характеристики систем автоматизации на базе роботов-манипуляторов, а также традиционных подходов к управлению. Вопросы безопасности программной реализации, а также на стадии проектирования роботов представляют также важный аспект курса.

Арифметико-логические основы управляющих ЭВМ. Базовые цифровые устройства. Входы и выходы цифровых микросхем. Базовые логические элементы. Комбинированные устройства. Элементы памяти. Применение микросхем ЦАП и АЦП. Конечные автоматы. Микроконтроллеры. Классификация, устройство и организация современных микропроцессоров. Интерфейсы внешних устройств. Микросхемы памяти. Сопряжение цифровой техники с исполнительными устройствами и датчиками. Особенности программирования микроконтроллеров инструментальными средствами разработки и отладки

Введение в глубокое обучение, запуск, проекты, которые были решены с использованием глубокого обучения, многослойных полностью подключенных сетей, многослойных персептронов, открытых библиотек и глубокого обучения. Возможности, стратегия, функциональные принципы.

Курс является одним из основных для управления перемещения роботов и обучает использованию методов компьютерного моделирования для планирования перемещения объектов: к примеру, используя теорию графов и деревья решений, спланировать путь робота в C-пространстве и найти препятствия в пространстве. Создается и исследуется кинематическая модель робота, показываются методы построения траекторий перемещения и их оптимизация, в зависимости от возникающих препятствий.

Цель курса – создание 3D-моделей начиная с моделирования и до анимации с помощью Autodesk Maya, либо другого аналогичного пакета. Последовательность действий: разработка собственных объектов; моделирование их в любой доступной 3D-приложении; настраивание объектов. Как результат студент получит навыки в создании моделей объектов для различных целей.

В данном курсе студенты узнают основы технологии, сетевую модель и принципы работы WLAN. Познакомятся с технологиями и продуктами Wi-Fi. Знания, полученные в процессе изучения курса, студенты могут использовать для проектирования и разработки проектов в области Интернет вещей.

Курс покрывает востребованную область компьютерных наук, как анализ данных. Студенты смогут понять основные методы интеллектуального анализа данных. Научатся работать как со структурированными данными (распределенные по числовым, категорийным и т.д. признакам), так и неструктурированными данными (к примеру, обработка текстовых данных). Научатся выявлять паттерны, классифицировать и кластеризовывать большие массивы данных.

Курс предлагает изучение основ быстрого прототипирования и разработку API-интерфейсов для аппаратных устройств, основы проектирования печатных плат и взаимодействие различных датчиков и исполнительных механизмов. Курс охватывает основы работы с IoT и встроенными системами: input-output с отображением памяти, датчики и исполнительные механизмы, прерывания, периферийные устройства и связанные темы.

Курс изучает этапы развития экономической науки, формы и юридические аспекты собственности, механизмы ценообразования, роль малого предпринимательства и развитие экономики. В курсе рассматривается организации финансирования предпринимательской деятельности и взаимодействие предпринимателей с финансовыми организациями.

Курс рассматривает философские аспекты, методологические основы научного познания, изучение структуры и основных этапов научно-исследовательских работ. Данный курс изучает методы теоретического исследования, вопросы моделирования в научных исследованиях и помогает правильно выбрать направление научного исследования.

Курс рассматривает вопросы основных отраслей права (конституционного, административного, гражданского, уголовного и т. д.), которые дают общее представление о роли тех или других правовых норм, представляют необходимые знания для того, чтобы ориентироваться в решении правовых проблем. Также раскрывает сущность и содержание коррупционных отношений, основные направления государственной политики РК в области противодействия коррупции; дает характеристику государственной политики РК по противодействию коррупции, нормативных правовых актов по противодействию коррупции; рассматривает результаты антикоррупционной политики РК.

Курс направлен на приобретение необходимых знаний об основных экологических понятиях и закономерностях функционирования природных систем, о проблемах и методах охраны окружающей среды; способах безопасного взаимодействия человека со средой обитания (производственная, бытовая, городская, природная), устойчивого функционирования организаций в различных условиях, вопросы защиты от негативных факторов, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, защиты от применения современных средств поражения.

В рамках курса предполагаются еженедельные встречи с известными представителями делового мира, государственными деятелями, представителями культуры, науки. Цель курса - расширить кругозор выпускника, предоставить ему возможность связать воедино представления о современной экономике и социальных отношениях. По итогам курса студент представляет отчет- опросник как минимум по итогам 12 встреч и свое понимание успешного члена общества, готового принимать ответственные решения.

К концу курса студенты смогут построить сверточные нейронные сети, включая современные варианты, такие как остаточные сети; применять сверточные сети для задач визуального обнаружения и распознавания; и использовать передачу нейронного стиля для создания искусства и применения этих алгоритмов к различным изображениям, видео и другим 2D или 3D данным; применять сверточные сети для обнаружения и распознавания лиц на изображениях; для обнаружения и идентификации движущихся объектов на основе различных параметров.

Понятия и общие сведения о цифровых системах управления. Классификация систем по виду квантования, по виду и роду модуляции. Примеры систем. Характеристики релейных, импульсных и цифровых САУ. Математические модели цифровых СУ. Z-преобразование. Структурные схемы и передаточные функции цифровых СУ. Векторно-матричные модели. Частотные характеристики цифровых систем. Анализ устойчивости цифровых систем. Синтез ЦСУ.

Понятие искусственного интеллекта. Представление знаний. Системы, основанные на знаниях. Приобретение знаний. Этапы переработки искусственного интеллекта. Решение проблем конструирования. Средства формирования пояснений. Интеллектуальные системы управления. Экспертные системы. Методы поиска решений в экспертных системах и инструментальные средства для создания ЭС. Экспертные методы в исследовании систем управления. Технология проектирования экспертных систем.

Облачные технологии на сегодня являются самым распространенным способом использования приложений. В курсе рассказывается, как построить процесс DevOps в облаке, а также возможности в Amazon Web Services, Microsoft Azure. Курс изучается на основе реальных кейсов, разворачиваемых в облаке. Изучаются принципы DevOps в облаке, которые могут обеспечить масштабируемость; непрерывную доставку; тестирование; интеграцию; и развертывание как для индивидуальных, так и для корпоративных клиентов.

• формулировать постановки прикладных задач, предложить варианты поэтапного решения задачи, решать поставленную задачу с применением современных объектно-ориентированных языков программирования и инструментальных средств

• способен проверять техническое состояние, производить установку и наладку ИТ- оборудования, устройств управления, их профилактические осмотры и текущий ремонт, определять причины отказов технических средств и компьютерных сетей, знать структуру и организацию функционирования, методы анализа и проектирования микропроцессорных и IoT систем, обеспечивать качество и надежность используемого оборудования, а также комплексную защиту информации от несанкционированного доступа

• классифицировать и анализировать вычислительные системы, системы искусственного интеллекта, современные языки программирования, инструментальные средства разработки программ, микропроцессорные системы, программируемые микроконтроллеры, робототехнические комплексы и компьютерные сети, а также большие массивы данных

• способен предложить варианты решения профессиональных задач, проводить эксперимент, проводить экспертную оценку систем управления, интерпретировать данные и делать выводы, защищать свою точку зрения.

• проектировать и администрировать базы данных, компьютерные сети, клиент-серверные приложения, робототехнические системы, интерфейсы компьютерных и интеллектуальных систем

• способен построить математические модели цифровых систем управления, разрабатывать и адаптировать компьютерные модели, интерпретировать и анализировать результаты компьютерного моделирования, решать задачи с использованием методов глубокого обучения;

знать и понимать основ теории информации, схемотехники, архитектуры компьютерных систем, информационно-коммуникационных технологий, а также информационной нормативно-правовой базы, быть способным анализировать и прогнозировать состояния окружающей среды, корректно и аргументировано формулировать свою мысль в устной и письменной форме.

• способен оценивать существующие компьютерные системы управления, IT-инфраструктуру предприятия, базы данных, робототехнические комплексы и методики их создания; качество системного и прикладного программного обеспечения, а также соответствие установленным требованиям и спецификациям

• устанавливать операционные системы, комплектовать, тестировать и проводить отладку аппаратных и программных средств, оценивать надежность программного обеспечения, а также использовать облачные технологии и разрабатывать веб приложения;

• разрабатывать технические задания, технические проекты, технико-экономические обоснования, концепции, стратегии, программы; формировать методологии ведения работ и управления проектами; анализировать и оценивать эффективность IT-проектов; интегрировать компьютерные и экспертные системы с аппаратно-программными комплексами