'

Содержание и технологии обучения в области информатики и информационных технологий в МГТУ им. Н.Э.Баумана Доклад на заседании Ученого совета МГТУ им. Н.Э.Баумана

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Содержание и технологии обучения в области информатики и информационных технологий в МГТУ им. Н.Э.Баумана Доклад на заседании Ученого совета МГТУ им. Н.Э.Баумана Москва, 2004 Норенков И.П.


Слайд 1

Особенности преподавания ИТ в университете Динамичность предметной области (частое обновление содержания курсов и лабораторного оснащения). Сегодня: Микропроцессор Power5 - 0,13 мкм технология, 276 мил. транзисторов в кристалле. Суперкомпьютер Earth-Simulator 36 Tflops, 5120 процессоров. Производительность ЭВМ растет по закону Мура. Web-технологии, порталы - достижения последнего десятилетия. ИТ востребованы всеми специальностями.


Слайд 2

Микропроцессор Power5


Слайд 3

Мировой лидер среди суперкомпьютеров (начало 2003 г.) (8192 процессора, 7,3 Tfops). Планы IBM: Суперкомпьютер Blue Gene/L сейчас одна стойка, будет 128 стоек, 130 тысяч процессоров, 360 трил. операций/с, 267 млн. $.


Слайд 4

Основные современные информационные технологии Информационная поддержка изделий (ИПИ) и информационная поддержка управления (ИПУ) Автоматизированные системы (САПР, АСУ...) Программные комплексы и технологии (редакторы, СУБД, мат. пакеты…) Основы Computer Science CALS CAD/CAM, ERP CS_1 CS_2


Слайд 5

Computer Science CS_1 Вычислительная математика Программирование Операционные системы Архитектура ЭВМ Рекомендации по преподаванию информатики в университетах от ACM и IEEE/CS CC’2001 предлагает несколько вариантов учебных планов. Курсы компонуются из разделов одного или нескольких направлений. Различают курсы вводные, промежуточные, продвинутые. CC’2001


Слайд 6


Слайд 7

Вычислительная математика - методы вычислений Дискретная математика Основы программирования Языки программирования Алгоритмы и теория сложности Архитектура и организация ЭВМ Операционные системы Интерфейс «ЭВМ-человек» Графика и визуализация Распределенные вычисления Интеллектуальные системы Управление данными Социальные и профессион. вопросы Технологии программирования Units Computing Curricula 2001 Topics Areas CS


Слайд 8

Программные комплексы и технологии CS_2 Офисное программное обеспечение (редакторы, электронные таблицы,…) Базы данных Компьютерная графика Сетевые технологии, включая Web-технологии ИЭТР (Интерактивные электронные технические руководства), включая мультимедиа, гипертекст.


Слайд 9

Жизненный цикл промышленных изделий Маркетинговые исследования Проектирование Подготовка производства Эксплуатация Утилизация Производство CAE CAD CAM PDM CRM ERP SCM SCADA CNC MRP-2 MES IETM PLM Верхние уровни


Слайд 10

Проектирование Подготовка производства Производство Реализация Эксплуатация Утилизация АСУТП (CAE/CAD/PDM) САПР АСТПП АСУП ИЭТР (CAM, SCM, SCADA) (ERP, MES, СRM) (IETM) База данных - единая модель изделия Catia Unigraphics SolidWorks Inventor Ansys …... R3 Oracle Галактика Парус ….. MasterCAM TraceMode Citect …... ИПИ Разработчики Пользователи Жизненный цикл изделий и поддерживающие системы


Слайд 11

1. САПР в машиностроении 1.1. Системы автоматизированного проектирования CAD/CAM Компьютерная графика и геометрическое моделирование. Программное обеспечение: 1) 3D твердотельное и поверхностное моделирование; 2) Высокая размерность сборок; 3) Многомодульность (большое число модулей, в том числе для особых конструкций и технологий). 4) Требования к аппаратному обеспечению. CAD/CAM высокого или среднего уровня? Catia, Unigraphics, ProE; Inventor, SolidWorks, SolidEdge, T-Flex, Компас CAD/CAM, ERP


Слайд 12

1.2. Системы анализа и инженерных расчетов (CAE) Численные методы, основы математического моделирования. Программное обеспечение: а) Анализ прочности, температурных и электромагнитных полей, течений жидкостей и газов, акустика,... б) Анализ динамики сложных механических систем. Примеры программ САПР : Ansys, Cosmos, Nastran, Adams, ПА9 и др. Математические пакеты : MathLAB, MathCAD, Labview,...


Слайд 13

2. ECAD: автоматизация проектирования в электронике 2.1. Проектирование СБИС (на стандартных ячейках) Планирование кристалла, VHDL описание, синтез и верификация на RTL и вентильном уровнях, синтез тестов, размещение, трассировка, компоновка и др. Полнофункциональные системы проектирования СБИС - Synoрsis, Mentor Graphics, Cadencе.


Слайд 14

2.2. Проектирование РЭА Вычислительная и дискретная математика (аналоговое и логическое моделирование, математическое программирование, конечные автоматы) Программное обеспечение: Проектирование печатных плат, аппаратуры на ПЛИС, систем связи, аналого-цифровое моделирование и оптимизация и др. Системы сквозного проектирования РЭА: OrCAD, P-CAD, Protel-99SE.


Слайд 15

3. Автоматизированные системы управления ERP MES SCADA Встроенное оборудование 3.1. ERP/MRP/SCM/CRM Календарное планирование производства; Оперативное управление производством (MRP); Финансово-экономическое управление, бухгалтерия; Логистика (MRP); Управление проектами; Управление персоналом; Управление информационными ресурсами и др. MES - производственная исполнительная система. SCADA: управление контроллерами; алармы; тренды; разработка прикладного ПО; анализ процессов и отчеты.


Слайд 16

4. Интегрированная логистическая поддержка (связь этапов разработки, изготовления и эксплуатации) Средства эксплуатации, диагностика, расчет надежности, заказ запасных деталей, упаковка и транспортировка, управление поставками, кодификация,... Пример: стандарт Великобритании DEF-CTAN-0060.


Слайд 17

Математическое обеспечение CALS Математический аппарат, используемый в интегрированных ресурсах и в важнейших прикладных протоколах (АР203), - геометрическое моделирование, МКЭ. Модели и методы имитационного моделирования сложных интегрированных систем - системы массового обслуживания, сети Петри. Методы структурного синтеза и принятия решений, включая логистические задачи и управление проектами, - дискретное математическое программирование (в т.ч. генетические алгоритмы) CALS


Слайд 18

Программное обеспечение CALS-технологий Виды ПО: 1) Системы управления проектными данными PDM (включая программы управления документооборотом); 2) Редакторы, верификаторы, конверторы языка Express; 3) Инструментальные средства разработки ИЭТР; 4) Средства поддержки работы в сетевой среде (SOAP, CORBA, RPC и т.п.), включая средства ЭЦП; 5) Средства ИЛП. Функции PDM: Поддержка структурирования данных и навигации по дереву изделия, визуализация данных; Управление версиями и внесением изменений; Управление документами и документооборотом; Управление потоком работ; Поддержка электронной подписи; Конвертирование форматов данных.


Слайд 19

Разработчики ИТ Пользователи ИТ Категории специалистов: Остальные специальности Ряд спец. ИУ и РК. Подготовка разработчиков ИТ. Направления и специальности по ИТ в России 654600 Информатика и вычислительная техника 2201 Вычислительные машины комплексы, системы и сети 2202 Автоматизированные системы обработки информации и управления 2203 Системы автоматизированного проектирования 2204 Программное обеспечение вычисл. техники и автоматизир. систем 2205 Конструирование и технологии электронно-вычислительных средств 2206 Организация и технология защиты информации 2207 Комплексное обеспечение инф. безопасности автомат. систем. 0719 Информационные системы 2110 Автоматизированное управление жизненным циклом продукции


Слайд 20

В компетенцию инженера-пользователя входят: постановка задач; выбор методов и компьютерных программ; интерактивное управление процессом решения задач в современных компьютерных средах. Что инженер должен знать и применять?


Слайд 21

Подготовка пользователей Реализация: 1-2 курсы - Информатика и Компьютерная графика. 2-3 курс - Основы автоматизированного проектирования, Управление в технических системах, фрагменты использования ЭВМ в курсах Сопромата, ДМ, ТММ. Старшие курсы - изучение избранных глав (например, «Моделирование распределенных процессов») и/или конкретных САПР (например, Pro Engineer, Catia, Inventor, T-Flex,...) по усмотрению профилирующей кафедры. Необходимый минимум знаний и умений: В федеральном компоненте - персональный компьютер; Internet; компьютерная графика; базы данных; моделирование, в том числе МКЭ; введение в ИПИ-технологии. В региональном компоненте - освоение работы в конкретной САПР.


Слайд 22

Использование ЭВМ и САПР в учебном процессе МГТУ им. Н.Э.Баумана (обзор учебных программ дисциплин)


Слайд 23

Информатика и общепрофессиональные дисциплины 1-2 с. Информатика: Устройство ЭВМ (2ч.), текстовые редакторы (1+2ч.), Программирование на Паскале (22+22 ч.), машинная графика (4+8ч.), технология разработки программ (4+16ч.). 1-3 с. Компьютерная графика: Только лаб. работы (AutoCAD). 3-4 с. Сопромат: Подробно рассматривается физика явлений, основные уравнения состояния, но нет раздела по МКЭ. 4-5 с. ТММ: Раздел «Программное обеспечение автоматизированного проектирования механизмов» (внеаудиторная работа - ДЗ, КП, много проектов на ЭВМ); в каждом разделе -есть применение ЭВМ. 5 с. Материаловедение (для МТ): ЭВМ не используется. 5-6 с. Детали машин: В одной из лекций рассказывается о кафедральных программах расчета на ЭВМ. Этот пакет широко используется в КП. 6с. Технология конструкционных материалов: ЭВМ не используется. * Основы автоматизированного проектирования (34 ч.): Техническое, математическое и программное обеспечение САПР. * Управление в технических системах (205 ч лекций и семинаров): Применение ЭВМ для расчета переходных процессов в нелинейных системах, раздел, посвященный микропроцессорам (34 ч.), нейросетевые методы (16 ч.).


Слайд 24

Лабораторные работы 1-2 с. Информатика (68 ч.). 1-3 с. Компьютерная графика (68 ч.): AutoCAD. 3-4 с. Сопромат: Лаб. работы без ЭВМ. 4-5 с. ТММ: Используется ряд расчетных программ (синтез и моделирование механизмов). 5-6 с. Детали машин: В двух работах обработка результатов на ЭВМ. 5 с. Материаловедение (для МТ): ЭВМ не используется. * Основы автоматизированного проектирования (17 ч.): Моделирование, пакеты САПР (ПА9, Ansys, Microstation). 5-6 с.Управление в технических системах (48 ч.): - Методы моделирования САР; - Оптимальное управление (на ЦА комплексе).


Слайд 25

Персональный компьютер ИУ7 Сети и Internet ? Компьютерная графика РК1 Базы данных ? Моделирование РК6 и спецкафедры МКЭ РК6 и спецкафедры Введение в ИПИ-технологии РК6 и спецкафедры Освоение работы в конкретной САПР Спецкафедры


Слайд 26

Выводы: 1. Использование ЭВМ за последние годы заметно расширилось. 2. В программах не уделено должного внимания таким важным разделам ИТ, как базы данных, информационные сети (в том числе Internet и Web-технологии). 3. Имеются резервы расширения тематики ЭВМ и ИТ, прежде всего в лабораторных циклах (МКЭ, геометрическое моделирование, математические пакеты типа MathCAD, Labview, Maple и т.п.).


Слайд 27

Специальные дисциплины Имеются дисциплины, целиком посвященные применению ИТ для решения прикладных проектных задач. Например: МТ1 - Автоматизированное проектирование станков, МТ3 - Теория принятия проектных решений, МТ5 - Интегрированные компьютерные системы литья, Проектирование оснастки на ЭВМ. МТ11 - Информационное обеспечение разработок и исследований. РК4 - САПР ПТМ и роботов. РК5 - САПР упругих элементов. РЛ2 - Автоматизация проектирования оптико-электронных приборов. РЛ6 - Автоматизированное проектирование РЭС. СМ1 - Моделирование технических систем. СМ7 - Моделирование и исследование роботов и РТС. Методы искусственного интеллекта. СМ10 - Моделирование систем автомобиля. Э1 - автоматизация проектирования двигателей. Э9 - Информационные технологии природопользования. ИБМ1 - Информационные технологии управления и др.


Слайд 28

В МГТУ разрабатывается федеральный инженерный образовательный портал (http://www.techno.edu.ru/) В частности, начинается наполнение портала по дисциплинам информатики и вычислительной техники. Запланирована на 2004 г. разработка электронных учебников по базам данных, телекоммуникациям и сетям, основам САПР. В издательстве МГТУ выпускается серия учебников и учебных пособий «Информатика в техническом университете». Учебно-методическое обеспечение


Слайд 29

Выводы: 1. В учебных планах большинства специальностей имеются курсы, посвященные применению информационных технологий. 2. Используются как специализированные расчетные программы, так и известные пакеты. 3. Использование средств САПР в лабораторных практикумах в целом недостаточное. В ряде случаев в курсах «Основы проектирования…» или «Основы конструирования…» нет разделов и лабораторных работ по САПР. 4. В то же время на ряде кафедр вопросы САПР вынесены в отдельные дисциплины, изучаемые позднее. При этом автоматизированное и неавтоматизированное проектирование изучаются раздельно.


Слайд 30

Оснащение учебных аудиторий современными средствами ведения учебного процесса Минимальные требования (для лекционных занятий): - мультимедийный проектор + экран: - ноутбук; - интернетизация. Максимальные требования: доступность аудиторий типа 319. Изменение методики проведения занятий при наличии набора слайдов (с возможностью их тиражирования).


Слайд 31

Рекомендации: 1. Учебно-методическим комиссиям факультетов выполнить анализ согласованности учебных планов и программ выпускающих кафедр с позиций достаточности и непрерывности преподавания вопросов ИТ. 2. Отделу информатизации МГТУ: а) разработать перспективные планы обеспечения учебного процесса лицензионным программным обеспечением; б) создать службу оснащения компьютерными средствами (в первую очередь, мультимедийными проекторами и ноутбуками, доступом к Internet) основных лекционных аудиторий.


×

HTML:





Ссылка: